三相异步电动机在不对称电压下的运行

　　和分析所有的不对称运行一样，分析三相异步电动机在不对称电压下运行的基本方法也是对称分量法，即将不对称电压分解为正序、负序和零序三组三相对称系统，然后把电机在各分量单独作用下所得结果叠加起来，得到电机在不对称电压下的实际运行情况。

　　若异步电机的定子绕组采用Υ无中性线连接，则零序电流在定子三相绕组中无法流通；当定子绕组接成Δ接法，零序电流在线电流中也无法流通。因此通常情况下只需分析正序和负序两个分量，而不用考虑零序分量。将定子端的不对称电压分解为正序和负序两个分量，取分量中大的电压作为正序电压，小的作为负序电压。异步电动机在三相对称正序电压作用下产生定、转子的正序电流和，联合在气隙中建立正序的旋转磁场，转向由正序电流的相序决定，转速为同步转速n₁，在正序磁场作用下产生正序的电磁转矩T_em 和正序的电磁功率P_em ；三相对称负序电压产生定、转子的负序电流和，联合在气隙中建立负序的旋转磁场，转向由负序电流的相序决定，转速为－n₁，在负序磁场作用下产生负序的电磁转矩T_em－和负序的电磁功率P_em－。

　　负序系统与正序系统的主要差别在于转差率的不同。转子对正序磁场的转差率的转差率s 为：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）

　　由于反向旋转磁场的转速为－n₁，转子对负序磁场的转差率s_-为：

　　　　　　　（2）

　　异步电动机在不对称电压运行时正序和负序等放电路如图1所示。若考虎到集肤效应正、负序每相转子电阻和漏电抗是不相等的。图中和为已考虑到集肤效应的负序系统转子电阻和漏电抗的折算值，与正序相比较＞，而＜。

图1 异步电机T型等效电路

　　a)正序等效电路 b)负序等效电路

　　设略去激磁电流不计，从图DX—1可见，定子正序和负序电流为：

　　　　　　　　　　（3）

　　　　　　　　　（4）

　　定子相电流为：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（5）

　　电动机在实际运行时，由于s很小，因而s_－=2-s≈2，于是式(DX-2)可简化为：

　　（6）

　　式中Zk=　为异步电动机的短路阻抗。

　　可见不对称运行时，异步电动机定子的负序电流只受到短路阻抗的限制，相当于普通异步电动机在对称三相额定电压U1-下直接起动时的起动电流，这个值通常可以达到额定电流的4～7倍。即只要有一个很小的负序电压，在异步机中就会产生一个很大的负序电流。

　　例如=0．05，则。若I_1＋^*=1，并且某一相的正、负序电流恰好同相，则该相的电流I₁^*＝I_1＋^*＋I_1－^*＝1．2～1．35，它超过额定电流20～35％，铜耗增加，发热严重，长期过电流运行，绝缘过热将遭受损坏。正在运行的三相异步电动机一相断线不对称运行，未断相电流急剧增大，如未能及时发现，绕组将会过热而烧毁。实际上，三相异步电动机的损坏，不少是由此造成的。

　　电机运行时，正序的旋转磁场与转子转向一致，产生的正序电磁转矩肘M_em 为驱功性质。负序的旋转磁场与正序旋转磁场转向相反，因而也与转子转向相反，于是负序电磁转矩T_em-为制动性质。电动机总的电磁转矩为：

　　　　　　　　　　　　　　（7）

　　在不对称电压下三相异步电动机的T-s曲线如图2所示。从图可见，由于负序电磁转矩存在．使最大转矩减小。　

图2 不对称电压下三相异步电动机的T-s曲线

　　从上分析可见，由于负序磁场的存在，致使电动机最大电磁转矩转短减小，过载能力降低，定、转子铜耗增加，效率降低，温升提高，因此异步电动机不允许在长期严重不对称电压下运行。