在基于稳态模型的异步电动机调速系统中，采用稳态等效电路来分析异步电动机在不同电压和频率供电条件下的转矩与磁通的稳态关系和机械特性，并在此基础上设计异步电动机的调速系统。异步电动机的稳态数学模型包括异步电动机稳态时的等效电路和机械特性，两者既有联系，又有区别。......
2023-06-25
异步电动机稳态数学模型优化
【摘要】：图3.1a所示模型中转子和定子的频率不同，转子和定子回路之间由互感联系，不便于计算，一般通过频率折算、绕组折算和磁通折算得到异步电动机的等效模型，如图3.1b所示。电动机定子互感电动势Esm和转子互感电动势Erm的关系为Eg=Esm=keErm （3.6）其中式中，N1、N2分别为定子和转子一相绕组匝数；kW1、kW2分别为定子和转子的绕组系数。
三相电动机的稳态是指电动机负载、转速、电压和频率都稳定时的工作状态，这时电动机三相电压和电流对称，各相电压电流有效值相同，因此三相笼型异步电动机中的任意一相都可以用图3.1a所示的模型来表示。图中，Rs、Rr分别为定子和转子一相绕组的电阻，RL为负载折算的电阻，Lls、Llr分别为定子和转子一相绕组的漏感，Lm为定子和转子绕组间的互感，Esm为定子绕组的感应电动势，Erm为转子绕组的感应电动势。Esm和Erm的计算公式为
式中，f1和f2分别是定子和转子电流频率；Φm为一相气隙互感磁通。
图3.1a所示模型中转子和定子的频率不同，转子和定子回路之间由互感联系，不便于计算，一般通过频率折算、绕组折算和磁通折算得到异步电动机的等效模型，如图3.1b所示。经过折算的等效模型转子频率与定子频率相同，转子感应电动势与定子感应电动势相同，转子和定子回路可以连接在一起。折算可以将转子侧参数折算到定子侧，也可以将定子侧参数折算到转子侧，一般常用转子侧参数折算到定子侧，折算后转子频率f2为
f2=sf1 （3.3）
式中，s为稳态时转子转速的转差率
n0为同步转速（r/min）
图3.1 笼型异步电动机稳态模型
将转子频率折算为定子频率f1，实际上是将转子看成静止不转的，转子的旋转以转差率s表示。
电动机定子互感电动势Esm和转子互感电动势Erm的关系为
Eg=Esm=keErm （3.6）其中
式中，N1、N2分别为定子和转子一相绕组匝数；kW1、kW2分别为定子和转子的绕组系数。
转子折算电流I′r为
如果定子和转子相数相同，即m1=m2（笼型异步电动机转子相数为转子导条数，一般需要先折算为定子相数），则
折算后转子电阻R′r和转子漏抗Ll′r为
R′r=kekiRr （3.8）
L′lr=kekiLlr （3.9）
式中，
为负载折算的电阻。
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