异步电机节能控制器研究

异步电机因其结构简单、操作方便、价格低廉、坚固耐用和能适应恶劣环境而广泛应用于工业、农业、交通运输业、国防军事等领域，是现代化生产运营中最主要的能源消耗设备。如若不能对异步电机的工作状态进行有效的控制，任凭其长期处于低效率工作状态，必定会造成电能资源的巨大浪费。

1 异步电机节能控制器的原理

1.1 能耗分析

经济的高速发展，要求异步电机进行高强度、不间断的运行。这种强度高且连续性的运行势必会造成各种损耗。

1)铁损耗。铁损耗是指异步电动机的主磁场在铁芯中发生交变反应时，所引起的铁芯的涡流损耗和磁场的磁滞损耗。异步电动机在运行正常的情况下转差率很小，转子铁芯中磁通变化的频率为每秒1～3周。从这一现象可以得出结论：异步电动机铁损耗大部分为定子铁芯损耗。另外，定子铁芯损耗的大小取决于异步电动机所选用的铁芯材料的性能、频率及磁通密度。铁损耗一般占异步电动机总损耗的20%～25%。

磁滞损耗=铁损系数a×转子磁通变化频率×磁通密度2

涡流损耗=铁损系数b×转子磁通变化频率2×磁通密度2

铁心损耗=磁滞损耗 涡流损耗

2)机械损耗。机械损耗主要是指异步电动机的各个工作部分，在机器长时期、不间断运转的过程中相互摩擦所产生的损耗。通常包括通风系统损耗、轴承摩擦损耗、绕线式转子损耗和电刷摩擦损耗。电动机容量越大，通风系统损耗越大，在总损耗中比重也越大。一般情况下，机械损耗占总损耗的10%～50%。

3)铜损耗。铜损耗，亦称负载损耗，是绕制在异步电机节能控制器周遭的铜线，在通电的情况下温度升高导致的功率损失，主要表现为发热反应。此损耗约占总损耗的20%～70%。

4)杂散损耗。杂散损耗主要包括两个方面，其一是杂散铁的损耗，这个方面又由两个方面构成：①气隙谐波磁链在定子和转子铁芯表面的移动，在这种情况下，在移动的过程中，很可能会造成定子和转子表面受到摩擦而损坏，从而影响其使用性能;②在定子和转子移动的过程中，相互部件之间的卡槽也会产生强烈的摩擦，此时也很可能会造成磁阻变化，导致磁链内部的脉动受到损耗，此时就会出现严重的损耗问题。根据相关统计数据显示，杂散损耗占异步电机损耗的10%～15%之间，其损耗所占比例相较比较多，是一个值得重视和思考的问题。