三相異步電動機在啟動和制動過程中的功率損耗
主要由電機定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的銅損耗、電機主磁
場所對應的鐵損耗、風阻及摩擦引起的機械損耗、運轉(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)的能量損耗分析計算。另外，在探討電動
機的能量損耗時，可只考慮定子和轉(zhuǎn)子電路的銅損耗，
而忽略電機的鐵損耗、機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)電機學原理[20】，啟動和
制動過程的能量損耗可用下式計算
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為加速時間(s)，，2，為
折算至定子邊的負載電流(A)。下面按控制方式的不
同，對提升起重機械中常用的幾種情況進行討論。
(1)直接啟動或轉(zhuǎn)子電路串電阻啟動時，計算電
動機的能量損耗，可將動力方程式J警+死=％代
萬方數(shù)據(jù)
機械傳動2010年
人式(1)，用轉(zhuǎn)差率Is代替時間變量t并對S進行積
分，則得到吣(1+罷)．『一．，彘d．s
={矧s∽縱l+憊)志(2)
式中，％、死為電機轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩，為便于分析，在
計算時可取S。至S2之間的平均轉(zhuǎn)矩。式中“一”號表
示啟動，“+”表示制動。
若用不同的Sl、s2值代入式(2)，則可求得不同運
轉(zhuǎn)情況時電動機的能量損耗。例如，用Sl=l、S2=0
代入，則表示電動機從靜止狀態(tài)加速至同步轉(zhuǎn)速時的
損耗，即
覡=吉晡t+憊)盎(3)
(2)采用變頻電源裝置對異步電動機進行直線加
速、減速時的損耗(變頻裝置可以H／廠=常數(shù)的方法進
行控制)，可用式(4)計算
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=氣時的直線加速時間。如果負載轉(zhuǎn)矩
死=0，則式(4)為
眠=吉知8警(1+魯) (5)
(3)采用機械電磁抱閘時，制動轉(zhuǎn)矩是與轉(zhuǎn)速無
關(guān)的一恒值，用％代替砌后，其損耗計算式為
％=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。當負載轉(zhuǎn)矩死=0時，全部動能在摩
擦抱閘時以熱能形式消耗掉；當有負載阻轉(zhuǎn)矩時，動能
的一部分轉(zhuǎn)換為對負載做功的能量。
(4)空載情況若采用能耗制動，則電動機的能量
損耗可用式(7)表示，即
職=吉晡1+鬈) (7)
2異步電動機各種不同的啟動和制動
方式與能量損耗的關(guān)系
礦山鏟裝、提升起重等設備是通過電機驅(qū)動給負
載以動能，并隨時使負載位能發(fā)生變化。如果選擇合
理的電機啟動和制動方式，有效地傳遞加速和減速時
的動能或回收重載下放的位能(轉(zhuǎn)變成電能)，將會減
少