三相感应电动机的同步速度和滑差
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 Nr = 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。
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:
$$\mathrm{𝑠 =\frac{𝑁_{𝑆} − 𝑁_{𝑟}}{𝑁_𝑆}=\frac{750 − 720}{750} = 0.04\:每单位}$$
$$\mathrm{\% 𝑠 =\frac{750 − 720}{750} \times 100 = 4 \%}$$