异步电动机等效电路

　　1．T形等效电路

　　经过折算以后，异步电机运行时的基本方程式，即式(YX．28)，与变压器的基本方程式在结构上完全一样,所不同的只是：在异步电机中负载是一个纯电阻；而在变压器中二次侧负载是一个阻抗Z_L’（包括电阻和电抗）。因此，感应电机的运行情况、各物理量的相互关系相当于变压器在纯电阻负载时的情况。可以仿效变压器的方法画出异步电机的T形等效电路，如图1所示。

图1 异步电机的“T”形等效电路

　　从等效电路图可简单分析，异步电机转子堵转时,，相当于变１压器的短路运行状态。此时异步机的转子电流只受到转子侧漏阻抗的限制，很大；又因为>>，，所以转子侧功率因数cos很低。而异步电机空载运行时：，相当于开路运行状态。此时，转子电流主要受机械模拟电阻的限制，很小，定子电流主要由励磁电流这个无功电流组成，定子侧功率因数cos很低；但转子侧功率因数角，cos很高。

　　异步电机可以看成是一台广义的变压器，它不仅可以用来变换电压、电流、频率、相位和相数，更重要的是它可以实现机电能量转换。等效电路中的纯电阻实际是一个以电功率损耗的形式来模拟异步电机总机械功率的模拟电阻。因为异步电机转子堵转时,，此时无机械功率输出，而当电机旋转时，s≠1, ≠0，此时有机械功率输出，可见转子电流在
上产生的功率等效于机械功率。

　　2．准确Γ形等效电路

　　T形等效电路是串并联复合电路，复数运算比较麻烦。若能象变压器一样将其中的激磁支路移到电源端变成Γ形等效电路，分析计算即可简化。但在变压器中，由于Z_m很大，I_m和Z_1σ都很小，把激磁支路直接移到电源端，不会引起过大的误差；而在异步电机中，由于气隙的存在，Z_m较小，I_m较大和Z_1σ也比变压器的要大，把激磁支路直接移到电源端，将引起较大误差，特别是对励磁电流标么值较大的小型异步电机，更是不能满足计算的准确性要求。所以必须引入一个校正系数，对电路作一定的修改。现将电路转换关系推导如下：

　　 在图YX．2中，令转子侧阻抗为：

　　　　　　　　　　　（1）

　　而定子电流为：

　　　　　　　　　　　　　　（2）

　　代入定子侧电压平衡方程式得:

　　　　　　　（3）

　　其中，称为异步电机的校正系数，是一个复数，。

　　从上式可解出

　　　　　　　　（4）

　　式中　　　　　

　　　　　　　　　　　　　（5）

　　 根据上列式子，可画出异步电机的准确Γ形等效电路，如图所示。

　　3．较准确Γ形等效电路

　　准确Γ形等效电路，由于是个复数，计算仍然不便。通常R₁＜＜X_1σ，R_m＜＜X_m。因此为了简化计算，略去R₁及R_m不计，这时即将简化为，变为实数。用实数σ₁代替复数的Γ形等效电路称为较准确Γ形等效电路，如图2所示。

图2异步电机的准确Γ形等效电路

图3 异步电机的较准确Γ形等效电路

　　4．简化Γ形等效电路

　　一般异步电机的数值在1．03~1．08范围内，并且电机容量愈大时σ₁愈小。例如40kW以上的异步电动机σ₁接近于1。因此，对中、大型电机和计算准确度要求不高的场合，可取支路的校正系数σ₁＝l，这时的Γ形等效电路称为简化Γ形等效电路，如图4所示。

图4 异步电机的简化等效电路