三相感应电动机的同步速度和滑差

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同步速度

在感应电动机中，旋转磁场 (RMF) 旋转的速度称为同步速度 (NS)。

同步速度的值取决于电机中的定子磁极数 (P) 和电源频率 (f)。因此，对于给定 P 极的电机，同步速度为：

$$\mathrm{同步速度, 𝑁_𝑆 =\frac{120𝑓}{𝑃}RPM}$$

感应电动机的滑差

感应电动机无法以同步速度运行。如果它以同步速度运行，则转子导体不会切割磁通，因此不会产生感应电动势、电流和转矩。因此，感应电动机的转子以略低于同步速度的速度旋转。由于这个原因，感应电动机也被称为异步电动机。

同步速度和实际转子速度之间的差值称为滑差速度，即：

$$\mathrm{滑差速度 = 𝑁_𝑆 − 𝑁_𝑟}$$

其中，Nr 是实际转子速度。

通常，滑差速度表示为同步速度的一部分，称为每单位滑差。每单位滑差通常称为滑差，用“s”表示。因此，

$$\mathrm{滑差, 𝑠 =\frac{𝑁_{𝑆} − 𝑁_{𝑟}}{𝑁_𝑆}}$$

$$\mathrm{滑差百分比 =\frac{𝑁_{𝑆} − 𝑁_{𝑟}}{𝑁_𝑆}\times 100}$$

关于滑差，以下几点很重要：

• 当转子静止时，即 N_r = 0，则滑差 s = 1 或 100%。
• 满载时的滑差从小型电机的约 5% 到大型电机的约 2% 不等。

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数值示例 1

一台三相感应电动机有 26 个磁极，并连接到 50 Hz 的交流电源。求电机中旋转磁场的同步速度。

解答

$$\mathrm{同步速度, 𝑁_𝑆 =\frac{120𝑓}{𝑃}=\frac{120 \times 50}{26} = 231 \:RPM}$$

数值示例 2

一台三相感应电动机绕组为 8 个磁极，并由 50 Hz 电源供电。计算 (1) 同步速度 (2) 电机速度为 720 RPM 时的滑差。

解答

(1) 同步速度：

$$\mathrm{𝑁_𝑆 =\frac{120𝑓}{𝑃}=\frac{120 \times 50}{8} = 750\: RPM}$$

𝑁𝑠 =

(2) 当 Nr = 720 RPM 时的电机滑差：

$$\mathrm{𝑠 =\frac{𝑁_{𝑆} − 𝑁_{𝑟}}{𝑁_𝑆}=\frac{750 − 720}{750} = 0.04\:每单位}$$

$$\mathrm{\% 𝑠 =\frac{750 − 720}{750} \times 100 = 4 \%}$$