三相異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)和制動(dòng)過程中的功率損耗
主要由電機(jī)定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的銅損耗、電機(jī)主磁
場所對應(yīng)的鐵損耗、風(fēng)阻及摩擦引起的機(jī)械損耗、運(yùn)轉(zhuǎn)
中存在的其他附加損耗(統(tǒng)稱為雜散損耗)組成?。
在調(diào)壓調(diào)速和變頻調(diào)速系統(tǒng)中，除上述能量損耗
外，系統(tǒng)中的二極管、晶閘管、電抗器、換流電路等都有
一定的功率損耗。一般情況下，這些元件的功率損耗
可以用產(chǎn)R來模擬并附加到定子繞組的銅耗中去，從
而簡化系統(tǒng)的能量損耗分析計(jì)算。另外，在探討電動(dòng)
機(jī)的能量損耗時(shí)，可只考慮定子和轉(zhuǎn)子電路的銅損耗，
而忽略電機(jī)的鐵損耗、機(jī)械損耗及雜散損耗等，以簡化
對問題的量化研究。
在這種簡化條件下，根據(jù)電機(jī)學(xué)原理[20】，啟動(dòng)和
制動(dòng)過程的能量損耗可用下式計(jì)算
形：I匕3砰尺ldI+I’3，，；尺2’dt
。tl 。tl
忽略，o，則，l=，2，，上式為
矽：f『23(Rl+冠2，)，{dt：f匕3(1+魯)r2R，2d#
。II 。II
“2
(1)
式中，Rl為定子繞組電阻(Q)，尺27為轉(zhuǎn)子繞組電阻折
算至定子邊的電阻(Q)，tl到f2為加速時(shí)間(s)，，2，為
折算至定子邊的負(fù)載電流(A)。下面按控制方式的不
同，對提升起重機(jī)械中常用的幾種情況進(jìn)行討論。
(1)直接啟動(dòng)或轉(zhuǎn)子電路串電阻啟動(dòng)時(shí)，計(jì)算電
動(dòng)機(jī)的能量損耗，可將動(dòng)力方程式J警+死=％代
萬方數(shù)據(jù)
機(jī)械傳動(dòng)2010年
人式(1)，用轉(zhuǎn)差率Is代替時(shí)間變量t并對S進(jìn)行積
分，則得到吣(1+罷)．『一．，彘d．s
={矧s∽縱l+憊)志(2)
式中，％、死為電機(jī)轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩，為便于分析，在
計(jì)算時(shí)可取S。至S2之間的平均轉(zhuǎn)矩。式中“一”號表
示啟動(dòng)，“+”表示制動(dòng)。
若用不同的Sl、s2值代入式(2)，則可求得不同運(yùn)
轉(zhuǎn)情況時(shí)電動(dòng)機(jī)的能量損耗。例如，用Sl=l、S2=0
代入，則表示電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)加速至同步轉(zhuǎn)速時(shí)的
損耗，即
覡=吉晡t+憊)盎(3)
(2)采用變頻電源裝置對異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行直線加
速、減速時(shí)的損耗(變頻裝置可以H／廠=常數(shù)的方法進(jìn)
行控制)，可用式(4)計(jì)算
耽=(吉礎(chǔ)警±2劭3既+子兄)(1+魯)(4) ·
‘口J “2
式中，尺l’為折算至轉(zhuǎn)子邊的定子繞組電阻；r=
知3月2／3鹺；“+”號表示加速，“一”號表示減速；“為
從￡=0到t=氣時(shí)的直線加速時(shí)間。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩
死=0，則式(4)為
眠=吉知8警(1+魯) (5)
(3)采用機(jī)械電磁抱閘時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩是與轉(zhuǎn)速無
關(guān)的一恒值，用％代替砌后，其損耗計(jì)算式為
％=吉瞞盎(6)
式中，“+”號表示死與％方向一致，“一”號表示死
與％方向相反。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩死=0時(shí)，全部動(dòng)能在摩
擦抱閘時(shí)以熱能形式消耗掉；當(dāng)有負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，動(dòng)能
的一部分轉(zhuǎn)換為對負(fù)載做功的能量。
(4)空載情況若采用能耗制動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)的能量
損耗可用式(7)表示，即
職=吉晡1+鬈) (7)
2異步電動(dòng)機(jī)各種不同的啟動(dòng)和制動(dòng)
方式與能量損耗的關(guān)系
礦山鏟裝、提升起重等設(shè)備是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)給負(fù)
載以動(dòng)能，并隨時(shí)使負(fù)載位能發(fā)生變化。如果選擇合
理的電機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)方式，有效地傳遞加速和減速時(shí)
的動(dòng)能或回收重載下放的位能(轉(zhuǎn)變成電能)，將會(huì)減
少