三相異步電動機的工作特性

三相異步電動機的工作特性異步電動機的工作特性是指在額定電壓和額定頻率運行的情況下，電動機的轉速n、定子電流I1、功率因數cosφ1、電磁轉矩T、效率η等與輸出功率P2的關系，即U1=UN，f=fN時，n、I1、cosφ1、T、η=f（P2）。由于異步電動機是一種交流電動機，所以對電網來說需要考慮功率因數，同時由于單邊勵磁，勵磁電流與負載電流共存于定子繞組中，所以要注意到定子電流。而轉子電流一般不能直接測取，以致這些特性就得非對輸出功率而言不可。和直流電動機一樣，熟悉異步電動機的工作特性以後，就可使它很好地完成拖動系統所賦予的使命。
一、工作特性的分析
1．轉速特性
異步電動機在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時轉速變化的曲線n=f（P2），稱爲轉速特性。
當電動機空載時，輸出功率P2≈0，在這種情況下I2=0，上列關系展示出轉差率s差不多與I2成正比，所以s≈0，轉速接近同步轉速即n=n1。負載增大時，必使轉速略有下降，轉子電動E2s增大，所以轉子電流I2增大，以產生更大點的電磁轉矩和負載轉矩平衡。因此隨着輸出功率P2的增大，轉差率s也增大，則轉速稍有下降，爲了保證電動機有較高的效率，在一般異步電動機中，轉子銅耗是很小的，額定負載時轉差率爲1.5%～5%（小數字對應于大容量的電動機）相應的轉速特性爲一條稍向下傾斜的曲線，與並勵直流電動機的轉速特性極爲相似。
2．定子電流特性
異步電動機在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時，定子電流的變化曲線I1=f（P2），稱爲定子電流特性。空載時，轉子電流，此時定子電流幾乎全部爲勵磁電流。隨着負載的增大，轉子轉速下降，轉子電流增大，定子電流及磁勢亦隨之增大，抵消轉子電流產生的磁勢，以保持磁勢之平衡。定子電流幾乎隨P2按正比例增加。
3．功率因數特性
異步電動機在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時，定子功率因數的變化曲線cosφ1=f（P2），稱爲功率因數特性。由于異步電動機等值電路求得的總阻抗是電感性的，所以對電源來說，異步電動機相當于一個感性阻抗，則其功率因數總是滯後的，它必須從電網吸取感性無功功率。空載時，定子電流I1基本上是勵磁電流，主要用于無功勵磁，所以功率因數很低，爲0.1～0.2。當負載增加時，轉子電流的有功分量增加，定子電流的有功分量隨之增加，即可使功率因數提高。在接近額定負載時，功率因數達到。由于在空載到額定負載後，電動機的轉差率s很小，而且變化很小，所以轉子功率因數角幾乎不變。但負載超過額定值時，s值就會變得較大，因此φ2變大，轉子電源中的無功分量增加，以致使電動機定子功率因數又重新下降了。
4．電磁轉矩特性
異步電動機在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時，電磁轉矩的變化曲線T=f（P2），稱爲電磁轉矩特性。
因爲輸出功率P2=T2Ω，所以異步電動機的負載不超過額定值時。轉速和角速度Ω變化很小，而空載轉矩T0又可以認爲基本上不變，所以電磁轉矩特性近似爲一條斜率爲的直線。
5．效率特性
異步電動機在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時，效率的變化曲線η=f（P2），稱爲效率特性。異步電動機中的損耗也可分爲不變損耗PFe、PΩ和可變損耗PCu、Pδ兩部分。當輸出功率P2增加時，可變損耗增加較慢，所以效率上升很快。和直流電動機的效率特性一樣，當可變損耗等于不變損耗時，異步電動機的效率達到。隨後負載繼續增加，可變損耗增加很快，效率就要降低。對于中小型異步電動機，效率出現在大約有3/4的額定負載時，電動機容量越大，效率就越高。