三相异步牵引电动机的效率计算
CRH2型动车组牵引电动机概述
CRH2型动车组牵引电动机概述CRH2型动车组采用MT205型三相鼠笼异步电动机，每辆动车配置4台牵引电动机(并联连接)，一个基本动力单元共8台，全列共汁16台。
电动机额定功率为300kW。
最高转速6120r/min.最高试验速度达7040r/min。
牵引电动机由定子、转子、轴承、通风系统等组成.绝缘等级为200级。
牵引电动机采用转向架架悬方式，机械通风方式冷却，平行齿轮弯曲轴万向接头方式驱动。
外形如图7.62。
所有牵引电动机的外形尺寸、安装尺寸和电气特性相同，各动车的牵引电动机可以实现完全互换。
牵引电动机在车体转向架上的安装位置见图7.63。
同直流电动机相比，三相异步电动机有着显著的优越性能和经济指标，其持续功率大而体积小、质量轻。
具体地说有以下优点：(1)功率大、体积小、质量轻。
由于没有换向器和电刷装置，可以充分利用空间，同时在高速范围内因不受换向器电动机中电抗电势及片间电压等换向条件的限制，可输出较大的功率，再生制动时也能输出较大的电功率，这对于发展高速运输是十分重要的。
(2)结构简单、牢固，维修工作量少。
三相交流牵引电动机没有换向器和电刷装置，无需检查换向器和更换电刷，电动机的故障大大降低。
特别是鼠笼形异步电动机，转子无绝缘，除去轴承的润滑外，几乎不需要经常进行维护。
(3)良好的牵引特性。
由于其机械特性较硬，有自然防空转的性能，使黏着利用率提高。
另外，三相交流异步电动机对瞬时过电压和过电流不敏感(不存在换向器的环火问题)，它在起动时能在更长的时间内发出更大的起动转矩。
合理设计三相交流牵引电动机的调频、调压特性，可以实现大范围的平滑调速，充分满足动车组运行需要。
(4)功率因数高，谐波干扰小。
其电源侧可采用四象限变流器，可以在较广范围内保持动车组电网侧的功率因数接近于1，电流波形接近于正弦波，在再生制动时也是如此，从而减小电网的谐波电流，这对改善电网的供电条件、减小通信信号干扰、改善电网电能质量和延长牵引变电站之间的距离十分有利。
三相异步电动机转差率计算公式
三相异步电动机转差率计算公式三相异步电动机转差率计算公式是用来计算三相异步电动机的转差率的公式。
转差率是指电动机的转子转速与旋转磁场同步转速之间的差异程度，它是评价电动机运行性能的重要指标之一。
三相异步电动机是一种常见的交流电动机，广泛应用于工业生产和生活中的各个领域。
在电动机的运行过程中，转差率的大小直接影响到电动机的性能和效率。
三相异步电动机的转差率可以通过以下公式进行计算：转差率(%) = (同步速度-实际转速)/同步速度× 100%其中，同步速度是指电动机的旋转磁场的速度，它与电动机的极数和电源频率相关；实际转速是指电动机转子的实际转速。
根据转差率的定义和计算公式，我们可以得出以下几点结论：1. 当电动机的转差率为0时，说明电动机的转子转速与旋转磁场的同步速度完全一致，电动机处于最佳运行状态；2. 当电动机的转差率为正值时，说明电动机的转子转速低于旋转磁场的同步速度，电动机的性能受到一定程度的影响；3. 当电动机的转差率为负值时，说明电动机的转子转速高于旋转磁场的同步速度，电动机的性能也会受到一定程度的影响；4. 转差率的绝对值越大，说明电动机的性能偏离同步状态越严重；5. 转差率的大小还受到电动机的负载情况和电源频率的影响。
通过计算转差率，我们可以判断电动机的运行状态和性能优劣，从而采取相应的措施进行调整和改进。
当转差率较大时，可以通过调整电动机的负载或提高电源频率来改善电动机的运行性能。
此外，转差率还可以用于判断电动机是否存在故障或负载异常的情况。
三相异步电动机转差率计算公式是评价电动机运行性能的重要指标之一，它可以帮助我们了解电动机的运行状态和性能偏差程度，为电动机的运行调整和维护提供参考依据。
对于电动机的设计、选择和维护来说，掌握和应用转差率计算公式是非常重要的。
三相异步电动机的的额定电流 算法
【1】三相电动机的额定电流指的是电机电源引入线的线电流，对于星型接法的电动机，电流就等于相电流，对于三角形接法的电动机，线电流等于根号3倍的相电流。额定电流计算公式：Ie=P/（√3U*η*COSφ） P--电动机额定功率 U--电动机线电压 η--电动机满载时效率 COSφ---电动机满载时功率因数目前国产电动机无5kW这个规格，与之最接近的是5.5kW，以Y系列5.5kW 2极电机为例，η=85.5%，COSφ=0.88 则该电动机的额定电流为： Ie=5.5*1000/(√3*380*0.855*0.88)=11.1（A）
【2】三相异步电动机的的额定电流 一般就是功率乘以2 这是大体估算值 一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2 你选择0.5的就可以二点五下乘以九，往上减一顺号走。 三十五乘三点五，双双成组减点五。 条件有变加折算，高温九折铜升级。 穿管根数二三四，八七六折满载流。 说明： “二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2．5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。如2．5mm’导线，载流量为2．5×9＝22．5(A)。从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。 “三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0．5。即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2．5倍，依次类推。 “条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm’铜线的载流量，可按25mm2铝线计算
三相异步电动机耗电量计算公式
三相异步电动机耗电量计算公式题目：深度探讨三相异步电动机耗电量计算公式一、引言在工业生产中，三相异步电动机是一种常见的电动机类型，其在各种机械设备中广泛应用。
对于工厂和企业来说，了解三相异步电动机的耗电量计算公式至关重要，可以帮助他们有效控制能源成本，提高生产效率。
二、什么是三相异步电动机三相异步电动机又称为感应电动机，是一种通过感应电磁力产生转矩的电动机。
其结构简单、运行可靠，因此被广泛应用于工业生产中。
三、三相异步电动机的耗电量计算方式1. 计算方法三相异步电动机的耗电量计算公式主要取决于其额定功率和运行时间，可以通过以下公式来计算：耗电量 = 三相异步电动机的额定功率× 使用时间× 电力因数其中，三相异步电动机的额定功率以千瓦（kW）为单位，使用时间以小时为单位，电力因数一般为0.8到0.9之间。
2. 实例分析比如一台额定功率为10kW的三相异步电动机，在工作8小时，电力因数为0.8的情况下，其耗电量计算公式为：耗电量= 10kW × 8h × 0.8 = 80kWh四、关于电力因数的说明1. 什么是电力因数电力因数是指实际有用功与视在功的比值，是电动机运行时的一个重要参数。
电力因数越接近1，表示三相异步电动机的效率越高。
2. 如何提高电力因数为了降低三相异步电动机的耗电量，可以通过提高电力因数来提高效率。
具体方法包括优化电动机的设计、选择高效的电动机等。
五、个人观点三相异步电动机的耗电量计算公式对于企业的能源管理至关重要，它直接关系到企业的生产成本和环保形象。
企业在选型和使用三相异步电动机时，应该注重其电力因数，选择合适的型号和规格，以降低耗电量，提高生产效率。
六、总结通过本文的介绍，我们了解了三相异步电动机的耗电量计算公式，以及电力因数的重要性。
企业在实际使用中，应该根据实际情况，选择合适的三相异步电动机，从而降低耗电量，提高生产效率。
结语三相异步电动机的选型和使用对于企业的能源管理至关重要，希望本文的介绍可以帮助读者更好地了解和应用三相异步电动机的耗电量计算公式。
三相异步电动机电流计算公式
三相异步电动机电流计算公式1.三相功率计算公式三相功率计算公式为：P = √3 × U × I × cosθ其中，P为功率，U为电压，I为电流，cosθ为功率因数，√3为3的平方根。
三相电流计算公式为：I = P / (√3 × U × cosθ)其中，P为功率，U为电压，I为电流，cosθ为功率因数，√3为3的平方根。
3.三相电动机的功率因数功率因数是指电动机在工作时，有功功率与视在功率之比。
根据电动机的负载情况，功率因数可以分为三种情况：-高功率因数情况：功率因数大于0.9，此时电流会较小。
-低功率因数情况：功率因数小于0.9，此时电流会较大。
-单相电动机情况：单相电动机的功率因数为1，此时电流计算公式与三相电动机不同。
4.三相电动机的额定功率、额定电压和额定电流电动机的额定功率是指电动机能够连续工作的功率，通常以单位为千瓦（kW）表示。
电动机的额定电压是指电动机正常运行工作时的电压，通常以单位为伏特（V）表示。
电动机的额定电流是指电动机正常运行工作时的电流，通常以单位为安培（A）表示。
5.三相电动机的满载电流和起动电流-满载电流是指电动机在额定负载下运行时所消耗的电流，通常比额定电流略大一些。
-起动电流是指电动机在启动瞬间短时间内消耗的电流，通常比额定电流大几倍。
总结：三相异步电动机电流计算公式是根据电机的功率、电压和功率因数来计算的。
根据三相功率计算公式和三相电流计算公式，可以推导出电流计算公式。
电流的大小与功率、电压和功率因数有关。
在实际应用中，需要注意三相电动机的额定功率、额定电压和额定电流，并考虑电动机的满载电流和起动电流。
电动机的功率因数也会影响电流的大小，因此在工程设计中需要合理选择电动机的功率因数，以达到合理的电流大小。
三相异步电动机转速及力矩计算
三相异步电动机转速及力矩计算The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020三相异步电动机转速及力矩计算电动机扭矩计算扭矩是力对物体作用的一种形式，它使物体产生转动，其作用大小等于作用力和力臂（作用力到转动中心的距离）的乘积。
所以扭矩的单位是力的单位和距离的单位的乘积，即牛顿*米，简称牛米计算公式是 T=9550 * P / nP是额定（输出）功率单位是千瓦（KW）n 是额定转速单位是转每分 (r/min)P和 n可从电机铭牌中直接查到。
三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-s)N0=60F/P （同步电动机）从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的。
从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。
在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。
改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。
从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法（如串级调速等）。
有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。
一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。
一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
三相异步电动机的工作特性(精)
概念：指在额定电压和额定频率下，电动机的转
速 n 、输出转矩 M 2、定子电流 I1 、功率因数 cos2 及效率 等物理量随输出功率 P2 变化的关系曲线。
图6-11 异步电动机的工作特性曲线
一、转速特性 n f (P 2)
P2 0 时, M M 0 , n n1 。
P2
M2
n
E2
I2
I 0 I1 I 2
I1
四、功39; r1 s r2' 2 )2 (r1 ) ( x1 x20 s
cos1
曲线基本是上升
P2 0
I1 I 0 ，基本是无功性质的, cos1 0.2 。
P2
M2
可变损耗 不变损耗
曲线是先上升后下降的曲线
P2 0
0 。
当可变损耗 不变变损耗，即 约(0.75~ 1.1)P N时
P2
max
P2
可变变损
PN
(0.75~ 1.1)P N
结论：异步电动机的功率因数和效率都是在额定
负载附近达到最大值。因此，选用电动机时，应使电
动机容量与负载容量相匹配。 ▲电动机容量选择过大，电机长期处于轻载运行，
投资费用高，且功率因数和效率都低，运行不经济。
▲若电动机容量选择过小，将使电动机过载而造成
发热，影响其寿命，甚至损坏。
P2
M2
n
曲线是一条微微向下倾斜的曲线
二、转矩特性 M 2 f ( P2 )
P2 P2 M2 2n 60
曲线在正常范围运行时是一条 稍微上翘的 直线 P2 0 时, M 2 0
P2
三相异步电动机功率的计算
三相异步电动机功率的计算2008-4-29 0:40:40现场找不到功率表，要求以钳式电流表代替。
即用电流表套住一根主电缆，测量其交流电流值，并换算为功率。
※工人师傅的经验公式为：P=0.5*I 其中：P为电机有功功率，单位千瓦；I为实测电流，单位安培。
然则问题是，何以证明此经验公式？三、问题的研究电机是普通三相异步电动机，Y型接法。
额定电压380V，额定功率7.5KW，额定电流15.2A。
通过经验可知，三相电机总功率等于3乘以每相的功率，即p=3*u*i，其中：p为三相电机总功率，单位瓦u为相电压，单位伏i为相电流，单位安注：暂用字母大小写区分相电压与线电压又查阅资料知，线电压等于1.732倍相电压，线电流等于相电流，即p=3*（U/1.732）*I，其中：p为三相电机总功率，单位瓦U为线电压，即380伏I为线电流，即钳式电流表实测电流，单位安故:得到公式p=1.732*U*I四、问题的解决综上，P=1.732*U*I*cosφ/1000，其中：P为三相电机有功功率，单位千瓦U为线电压，即380伏I为线电流，即钳式电流表实测电流，单位安cosφ为功率因数，针对电机通常取0.8故：P=0.52*I≈0.5*I（KW），公式得证。
五、问题的补充1 三相四线制三相四线制供电方式，即国际电工委员会（IEC）规定的TN-C方式，是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用NPE表示。
故三根相线、一根中性线。
三相五线制供电方式，即国际电工委员会（IEC）规定的TN-S方式，是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统。
故三根相线、一根工作零线、一根保护零线。
单相三线制是三相五线制的一部分，即根据国际电工委员会(IEC)标准和国家标准而定的TN—S系统，在配电中出现了N线和PE线。
故相线、零线、接地线。
三相三线制一般常用于电力输送和工厂强力电源供电，它不是国际电工委员会（IEC）规定的方式。
2 Y型接法采用三相三线制的三角形接法，为三组线圈头尾相接，适用于4.5KW以下电动机采用三相四线制的Y形接法又称星形接法，为三组线圈的三个尾相接，形成一个Y形，适用于4.5KW以上电动机3 线电压，线电流相电压是指一相负载对地的电压，在三相四线制中，也就是相线与中性线之间的电压。
三相异步电动机转速及力矩计算
三相异步电动机转速及力矩计算首先，我们来介绍理论计算方法。
三相异步电动机的转速与电枢电压、电机磁极数和输入频率有关。
根据电动机的工作原理和电机物理参数，可以通过下列公式计算转速：Ns=(120*f)/p其中，Ns是同步速度（单位为转/分钟），f是输入频率（单位为赫兹），p是电机磁极数。
这个公式是根据电磁学基本原理得出的。
同步速度是电磁铁磁场旋转的速度，它是电磁铁的旋转磁场的速度。
当电动机的转速等于同步速度时，称为同步转速。
然而，实际电动机的转速通常低于同步速度，这是由于转子上存在滑动损失。
滑动是指转子相对于旋转磁场的相对速度。
因此，实际电动机的转速Ns与同步速度N同步的关系可以用下列公式表示：Ns=N同步*(1-s)其中，s是滑动，可以用下列公式计算：s=(N同步-N)/N同步其中，N是实际转速。
实际测量方法是通过使用测速装置来测量电机的转速。
测速装置可以是非接触式的，例如光电传感器或霍尔传感器，也可以是接触式的，例如零速继电器。
测量电动机的力矩是一种复杂的过程。
力矩是指电机的输出力矩，它与输入电压、输入电流和功率因数有关。
三相异步电动机的力矩可以通过下列公式计算：T = (3 * V * I * cosθ * s) / (2 * π * f)其中，T是输出力矩，V是线电压，I是线电流，θ是功率因数，s 是滑动，f是输入频率。
这个公式是通过对三相电动机的工作原理进行分析得出的。
它表明，输出力矩与电压、电流、功率因数和滑动成正比。
公式中的常数3/2π表示了磁通与电压和电流之间的关系。
需要注意的是，以上公式假设电动机是线路平衡的和对称的，且无功功率接近于零。
在实际应用中，要考虑到电动机的额定电压、额定电流和功率因数等参数，以确保电机的正常运行。
综上所述，三相异步电动机的转速和力矩是通过理论计算和实际测量来确定的。
理论计算方法根据电磁学原理，根据电机的输入频率、磁极数和电压等参数计算转速和力矩。
实际测量方法通过使用测速装置和功率测量装置来测量电机的转速和力矩。
电机学第6章 三相异步电机的功率、转矩和运行性能
习 TN为额定负载转矩
TN=PN/ΩN
供学 ③ 起动点：s=1 ，n=0，转子 仅 静止，Tem= Tst 。
sm
R2
R12 X1σ X 2σ 2
Tmax
4f1 R1
m1 pU12
R12
X1σ
X
2 σ
2
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10
起动转矩的几个重要结论
用 Tst
2πf1[(R1
pm1U 12 R2' R2' )2 ( X1σ
很低；
用
使 • 随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升
高；
习 • 在额定功率附近，功率因数达到
最大值。
学
供 • 如果负载继续增大，则导致转子
漏电抗增大（漏电抗与频率成正比
仅 ），从而引起功率因数下降。
2014/11/11
16
五、效率特性
P2
用 P2 pcu1 pcu 2 pFe p pad
供学习使 Tem
Pem 1
m1 pU12
R2 s
2f1
R1
R2 s
2
X1σ
X
2 σ
2
仅 1. Tem与U12成正比。
2. f1↑→ Tem ↓。
3. 漏电抗Xk↑→ Tem↓。
三相异步电动机在不同负载率时的效率探究分析
三相异步电动机在不同负载率时的效率探究分析摘要：般配电用塑壳断路器额定电流大于等于线路计算负荷电流，断路器瞬时脱扣整定电流应大于一般电动机正常起动时7~8倍额定电流。
规定短路脱扣器应在脱扣器短路整定电流的80%和120%下进行验证，规定断路器瞬时过电流脱扣器整定电流值动作准确度一般应在±15%以内（即8.5~11.5In），塑壳断路器瞬时整定误差在最小下偏差的8In（舰船用塑壳断路器为8.5In），所以一般配电用塑壳断路器瞬时整定在10In左右，论上可以满足电机正常起动7~8倍额定工作电流而瞬时不动作。
而电动机直接起动或转速切换时都会产生较大的瞬间起动电流，通过仿真计算和试验实测电机起动瞬时值都超过电机产品标准规定的最大堵转电流要求值。
关键词：三相异步电动机；不同负载率；效率探究引言异步电机定子线圈故障是导致电机失效的主要原因之一，电机故障的３０％～４０％是由定子故障引起的，因此对电机定子进行早期的故障检测与诊断有着重要意义。
然而，大型异步电机工作的环境相对复杂，诊断与检修的条件有限，对电机故障的快速定位比较困难，需要在电机出现故障的前期就需要快速定位电机的故障点，以及时止损。
在三相异步电动机的各类故障中，缺相故障极为常见，具体包括电源欠相（断相）、定子绕组极相组断相、并联支路端线和并绕导线线股断线等。
定子绕组出现断路故障的原因往往是一相绕组接头焊接不良，运行中故障点产生局部过热，导致其他两相绕组过电流运转，长时间运转后绕组温度过高，造成电机绕组烧坏。
1三相异步电机设计原理交流电机是实现交流电能和机械能之间转换的电机，其中可以将其分为同步电机和异步电机两大类，同步电机通常作为发电机使用，而异步电机主要作为电动机。
异步电机中，使用量较大的是三相异步电机。
三相异步电机以三相对称交流电为驱动源，通过特定的机械结构和电磁作用原理，实现电能到机械能的转化，从而作为现代工业生产和日常生活中的动力源。
三相异步电动机耗电量计算公式
三相异步电动机耗电量计算公式摘要：I.引言A.三相异步电动机的应用背景B.耗电量计算公式的重要性II.三相异步电动机的工作原理A.三相交流电的基本概念B.异步电动机的运行原理III.三相异步电动机耗电量计算公式A.公式推导1.输入功率2.输出功率3.效率4.电流5.电压6.时间B.公式解释1.输入功率与电流、电压、功率因数的关系2.输出功率与效率的关系3.总耗电量与输入功率、时间的关系IV.实际应用中的考虑因素A.负载率对耗电量的影响B.线路损耗和电压波动的影响V.结论A.总结三相异步电动机耗电量计算公式B.强调实际应用中需要考虑的因素正文：三相异步电动机是一种广泛应用于工业生产中的电机类型。
在实际应用中，准确计算其耗电量对于节能减排和成本控制具有重要意义。
本文将介绍三相异步电动机耗电量的计算公式，并讨论实际应用中需要考虑的因素。
首先，我们需要了解三相异步电动机的工作原理。
三相交流电是异步电动机运行的基础。
在交流电的作用下，电动机的转子会发生旋转，从而带动负载运动。
异步电动机的运行原理与同步电动机有所不同，它需要通过电磁感应来产生转矩，从而实现负载的转动。
接下来，我们来推导三相异步电动机的耗电量计算公式。
根据电功率的计算公式，我们有输入功率= 输出功率+ 损耗功率。
其中，输入功率是指电动机从电网中吸收的功率，输出功率是指电动机向负载输出的有用功率，损耗功率是指电动机在运行过程中产生的热量、噪音等损耗。
在输入功率的计算中，我们需要考虑电流、电压和功率因数。
电流是电动机从电网中吸收的电能的表征，电压是电动机正常运行的必要条件，功率因数反映了电动机吸收电能的效率。
输出功率与电动机的效率有关。
电动机的效率是指输出功率与输入功率之比，反映了电动机将电能转化为机械能的效率。
总耗电量是指电动机在一段时间内消耗的电能，它与输入功率和时间有关。
通过上述公式，我们可以计算出电动机的耗电量。
然而，在实际应用中，我们还需要考虑负载率、线路损耗和电压波动等因素。
三相异步电动机铭牌参数计算
效率计算
1
2
3
4
输入参数：电压、 电流、功率因数、
效率等
计算公式：效率=输 出功率/输入功率
效率优化方法：选择 合适的电机、调整负 载、改善散热条件等
效率影响因素：负 载、转速、温度等
转矩计算
转矩公式： T=9550*P/n
P：功率，单位为瓦特 （W）
n：转速，单位为转每分 钟（rpm）
计算结果：转矩，单位 为牛顿米（Nm）
注意事项：计算结果仅供 参考，实际应用中需要考
虑其他因素的影响。
参数计算实例
某型号电动机参数计算
额定功率：根据电动机的额定电压和额定电流计算 额定转矩：根据电动机的额定功率和额定转速计算 功率因数：根据电动机的额定功率和额定电流计算 启动转矩：根据电动机的额定功率和额定转速计算 温升：根据电动机的额定功率和额定转矩计算
或过小。
确保电动机的正常运行。
谢谢
额定电流是选择电动机保护装置和导线截面 积的重要依据。 额定电流可以在电动机的铭牌上找到。
参数计算方法
功率因数计算
功率因数定义： 功率因数是交 流电路中电压 与电流之间的 相位差角φ的
余弦值
功率因数计算 公式：功率因 数=有功功率
/视在功率
功率因数影响 因素：负载性 质、电路结构、
电源频率等
功率因数提高 方法：采用无 功补偿装置， 如电容器、电
实际应用注意事项
01 铭牌参数计算时，注意 单位换算，避免因单位 错误导致的计算错误。
0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 实际应用中，要考虑电 动机的工作环境，如温 度、湿度、海拔等，以 选择合适的电动机。
03 电动机的选型要符合实 04 实际应用中，要注意电
三相异步电动机的设计计算-修订版
三相异步电动机的设计计算-修订版
一、基本原理
三相异步电动机是一种以变频调速原理为基础的电动机，原理是由电
源提供电压，和变频器分别提供交流电源的三个相的相位，通过三相交流
电动机的变转子把电能转换成机械能。
变频器的控制方法主要有章动控制
和频率调节两种。
章动控制是本身可以改变电机的转速，从而改变机械输出。
二、计算示例
用一个示例来计算三相异步电动机的设计参数，例如电机容量为20W，转速为3000rpm，电压为380V，频率为50Hz，根据此基本信息，可求得
以下设计参数：
1.电机容量：20W
2.定子电阻：Rs=25.2Ω
3.定子电感：Ls=34mH
4.转子电阻：Rr=3.4Ω
5.转子电感：Lr=3.2mH
6.定子磁通：Bs=0.795T
7.转子磁通：Br=0.399T
8.定子相电流：Is=0.66A
9.转子相电流：Ir=0.60A
10.变频器频控系数：k=2.80
三、结论
本文以三相异步电动机的设计计算为例，通过分析可以得出，三相异
步电动机的设计参数，可以根据电机容量、转速、电压、频率等信息确定，可以用此计算出电机的定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、定子
磁通、转子磁通、定子相电流、转子相电流、变频器频控系数等参数，可
以为安装和使用三相异步电动机提。
（完整版）三相异步电动机电磁计算
（完整版）三相异步电动机电磁计算三相电机额定电压U=380V，f=50HZ,机座号Y132，输出P2=8KW， p=4极1.型号：Y132M2.输出功率：P N=8KW3.相数：m1=34.接法：5.相电压：Uφ=380V6.功电流：I w=P2×103m1UΦ=8×1033×380=7.018A7.极对数：p=28.定⼦槽数：Z1=369.转⼦槽数：Z2=3210.定⼦每极每相槽数：Qp1=Z12pm1=362×2×3=311.定⼦外径：D1=21cm定⼦内径：D i1=13.6cm⽓隙长度：δ=0.4mm转⼦外径：D2=13.52cm 13.6-0.04*2=13.52cm转⼦内径：D i2=4.8cm定⼦槽型：半闭⼝圆底槽定⼦槽尺⼨：b o1=0.35cm b1=0.67cm h o1=0.08cm R1=0.44cm h12=1.45cm转⼦槽形：梯形槽转⼦槽尺⼨：b o2=0.1cm b r1=0.55cm b r2=0.3cm h o2=0.05cm h r12=2.3cm12.极距：τ=πD i12p =3.1415×13.64=10.681cm13.定⼦齿距：t1=πD i1Z1=3.1415×13.636=1.187cm14.转⼦齿距：t2=πD2Z2=3.1415×13.5232=1.327cm15.⽓隙长度：δ=0.04cm16.转⼦斜槽距：b sk=t1=1.187cm17.铁芯长度：l=16cm18.铁芯有效长度：⽆径向通风道：l ef=l+2δ=16.08cm19.净铁芯长：⽆径向通风道：l Fe=K Fe l=0.95*16=15.2cmK Fe=0.95（不涂漆）20.绕组型式：单层交叉式21.并联⽀路数：a1=122.节距：1-9,2-10,11-1823.每槽导线数：由后⾯计算的数据根据公式计算为：每极磁通φ1=0.00784wb波幅系数：K A=1.46绕组系数：K dp1=0.96每相串联有效导线数：Nφ1K dp1=K z′U1×10?2K Aφ1×50f1=1.21×380×10?2 1.46×0.00784×5050=401.70 K’z取1.21每相串联导线数：Nφ1=Nφ1K dp1K dp1=401.700.96=418每槽导线数：N1‘=41812=34.83取整数：N1=3524.线规：导线并饶根数与截⾯积之积（式中的值由其后的公式算得）：N1’A1′=I1a1J1=9.16271×5.19=1.7655mm2由此可通过查表知线规为：2-1.06（N-φ）25.每根导线截⾯积：A cl=0.00882cm226.槽有效⾯积：A e=A s-A i=1.1444cm2A s=2R+b s12×(h s′?h)+πR22A i=C i(2h s12+πR)C i-绝缘厚度 h-槽楔厚度 C i=0.08mm27.槽满率：k s=N s1N cl d2A e ×100%=2×35×0.0131.1444=79.5%d-绝缘导线外径 d=1.14mm28. 每相串联导线数：N φ1=Z 1N s1ma 1=35×363=42029. 绕组分布系数：K d1=sin (α2q 1)q 1sin (α2)=0.96q 1=Z 12pm=364×3=3α=2pπZ 1=2×2×180°36=20°30. 绕组短距系数：K p1=sin (β×90°)=1 β=y mq 131. 绕组系数：K dp1=K d1K p1=0.96⼆．磁路计算32. 每极磁通：?1=K E U ?2.22fN ?1K dp1=0.00784Wb =380×0.9232.22×50×420×0.96K E =0.923 K E 范围0.85-0.95 33. 定⼦齿截⾯积:A t1= b t1l Fe Z 12p =76.05cm 2 34. 转⼦齿截⾯积：A t2=b t2l Fe Z 22p=75.95cm 2b t1,b t2-定，转⼦齿宽35. 定⼦轭部截⾯积：A j1=h j ′l Fe =1.877×15.2=28.53cm 2 h j ′=D 1D i12h s +13R =3.7?(0.08+1.45+0.44)+0.443=1.87736. 转⼦轭部截⾯积：A j2=h j2′l Fe =30.65cm 2 h j2′=D 2?D i22h R 23d k =2.016因⽆通风孔d k =037. 空⽓隙⾯积：A δ=τl ef =10.681×16.08=171.8cm 2 38. 波幅系数：K A =1.46 K S =1.276 K A 由饱和系数K S 查得，开始计算时先假定K S39. 定⼦齿磁密：B t1=K A1A t1×104=1.46×0.0078476.05×104=1.505T40. 转⼦齿磁密：B t2=K A1A t2×104=1.46×0.0078475.95×104=1.507T41. 定⼦轭磁密：B j1=12×?1A j1×104=12×0.0078428.53×104=1.37T 42. 转⼦轭磁密：B j2=12×?1A j2×104=12×0.0078430.65×104=1.28T43. ⽓隙磁密：B δ=K A1A δ×104=1.46×0.00784171.8×104=0.666T44. 定⼦齿磁场强度：H T1=20.58A/cm （查表硅钢⽚磁化曲线） 45. 转⼦齿磁场强度：H t2=20.79A/cm （查表硅钢⽚磁化曲线） 46. 定⼦轭磁场强度：H j1=11.44A/cm （查表硅钢⽚磁化曲线） 47. 转⼦轭磁场强度：H j2=8.43A/cm （查表硅钢⽚磁化曲线） 48. 定⼦齿磁路计算长度：h T1′=h s1+h s2+R3=1.597cm49. 转⼦齿磁路计算长度：h T2′=h R1+h R2=2.3cm 50. 定⼦轭磁路计算长度：l j1′=π(D i1?h j1′)4p=7.51cm 51.转⼦轭部磁路计算长度：l j2′=π(D i2+h j2′)4p=2.67cm52. ⽓隙磁路计算长度：δe =δK c1K c2=0.4×1.308×1.031÷10=0.05393cm K c1=t1t1?r1δK c2=t2t2?r2δt-齿距 b0-槽⼝宽53.定⼦齿磁位降：F t1=H t1×h t1′=32.86A54.转⼦齿磁位降：F t2=H t2×h t2′=47.81A55.定⼦轭部磁位降：F j1=C1H j1l j1′=43.31AC1=0.504 定⼦轭部磁路校正系数56.转⼦轭部磁位降：F j2=C2H j2l j2′=9.23AC2=0.41 转⼦轭部磁路校正系数57.⽓隙磁位降：Fδ=0.8Bδδe×104=0.8×0.666×0.05393×104=287.34A58.饱和系数：K s=F t1+F t2+FδFδ=32.86+47.81+287.34287.34=1.28与38项⽐对59.总磁位降：F=F t1+F t2+F j1+F j2+Fδ=32.86+47.81+43.31+9.23+287.34=420.55A60.励磁电流：I m=4.44pFmN?1K dp1=4.44×2×420.553×420×0.96=3.087A61.励磁电流标⼳值：I m?=I mI w =3.0877.018=0.439962.励磁电抗标⼳值：X m?=1I m?=10.4399=2.2732三．参数计算63.线圈平均半匝长度：l c1=l e+2(d+l E′)=31.22cmd=1.5cm(直线部分伸出长) l E′=kτck对2,4极取0.58 τc-平均节距τc=10.54cm64. 线圈端部平均长度：l E =2(l E ′+d )=15.22cm 65. 线圈端部轴向投影长度：f d =l E ′sin α=3.77cm 66. 阻抗折算系数：K z =m 1(N ?1K dp1)2m 2(N ?2K dp2)2=15241式中：对笼型转⼦m 2=Z 2，N ?2=1，K dp2=1 67. 定⼦相电阻：R 1=ρ1N ?1lc1a 1N c1A c1=1.61Ωρ1-导线电阻率标⼳值：R 1?=R 1I w U ?=0.029768. 转⼦导条电阻：R B =K zK B ρB l B A B=1.1407Ω式中：K B =1.04(对铸铝转⼦) ρB -导条电阻率 l B =16cm(转⼦导条长度) A B =0.965cm 2(每根导条截⾯积) 标⼳值：R B ?=R B ×I 2U ?=1.1407×7.018380=0.021169. 转⼦端环电阻：R R =K zρR Z z D R2πp 2A R =0.3467ΩρR-端环电阻系数 D R-端环平均直径（10.7cm） A R-端环截⾯积（2.6cm2）标⼳值：R R?=R R I wU?=0.3467×7.018380=0.00670.转⼦电阻标⼳值：R2?=R B?+R R?=0.0211+0.006=0.027171.漏抗系数：C x=0.4π2fl ef(N?12pq1)(I wU?)×10?5=0.4×3.14152×50×16.08×(42022×3)(7.018380)×10?8=0.0172372.定⼦槽漏磁导：λs1=K U1λU1+K c1λc1=1.2431K U1=1 K c1=1 λU1=0.4097 λc1=0.833473.定⼦槽漏抗：X s1?=(lσ1l ef )λc1C x=(1616.08)×0.8334×0.01723=0.01429lσ1=l1(对⽆径向通风道)74.定⼦谐波漏磁导：λd1=0.0129对60°相带整数槽绕组，且23≤β≤1λd1=π218×[(5q12+1)?(14cq1+23c2?14c3q1)3q12]?K dp12式中:c-短距槽数，c=8q1(1-p)75.定⼦谐波漏抗：x d1?=m1q1τπ2δef K sλd1C x=1.8243×0.01723=0.0314376.定⼦端部漏磁导：λE1=0.67(l E-0.64τc)=5.677877.定⼦端部漏抗：X E1?=(q1l ef )λE1C x=(316.08)×5.6778×0.01723=0.0182578. 定⼦漏抗标⼳值：X 1?=X s1?+X d1?+X E1? =0.01429+0.03142+0.01825=0.0639779. 转⼦槽漏磁导：λs2=λU2+λc2=2.1754 λU2=h R0b 02=0.5(槽上部漏磁导)λL2=1.6754(槽下部漏磁导)80. 转⼦槽漏抗：X s2?=(lσ2l ef)K dp12(Z1Z 2)λs2C x =0.03862=2.2413×0.01723 l σ2=l 281. 转⼦谐波漏磁导：对笼型转⼦：λd2=∑1(k Z 2p ±1)2=0.013K=1，2,3 82.转⼦谐波漏抗：X d2=m 1q 1τK dp12πδef K sλd2C x =1.6757×0.01723=0.0288783. 转⼦端部漏磁导：λE2=0.757(l Bl 21.13+D R 2p)=2.025(对笼型转⼦)84. 转⼦端部漏抗：X E2?=q 1l efK dp12λE2C x =0.3478×0.01723=0.00599 85.转⼦斜槽漏抗：X sk=0.5(b sk t 2)2X d2=0.5×(1.1871.327)2×0.02887=0.0115586. 转⼦漏抗标⼳值：X 2?=X s2?+X d2?+X E2?+X sk ?=0.08503 87. 运⾏总漏抗：X ?=X 1?+X 2?=0.06397+0.08503=0.149四．运⾏性能计算88.满载电流有功分量：I p?=1η=10.88=1.136设η=0.88 η?效率89.满载电抗电流：I x?=σ1X?I p?2[1+(σ1X?I p?)2]=1.0281×0.149×1.1362×[1+(1.0281×0.149×1.136)2]=0.2037式中：σ1=1+I m?X1?=1+0.4399×0.06397=1.0281 90.满载电流⽆功分量：I Q?=I m?+I x?=0.4399+0.2037= 0.643691.满载电动势⽐值：K E=1?(I p?R1?+I Q?X1?)=1?(1.136×0.0297+0.6436×0.06397)=0.925与32项进⾏⽐对92.定⼦电流：I1?=√I p?2+I Q?2=√1.1362+0.64362=1.3056I1=I1?I w=1.3056×7.018=9.1627A93.转⼦导条电流：I2?=√I p?2+I x?2=√1.1362+0.20372=1.154I2=I2?I w K1=1.154×7.018×37.8=306.13AK1-电流折算系数K1=m1N?1K dp1Z2=3×420×0.9632=37.894.转⼦端环电流：I R=Z22πp I2=322×3.1415×2×306.13=779.58A95.定⼦电密：J1=I1a1N c1A c1×102=9.16271×1.76423=5.19A/mm296.线负荷：A1=m1Z?1I1πD i1=3×420×9.16273.1415×13.6=270.22Acm97.热负荷：AJ1=A1J1=1402.4498.转⼦导条电密：J B=I2A B×102=306.130.965×102=3.17A/mm299.转⼦端环电密：J R=I RA R×102=779.582.6×100=2.998A/mm2100.空载电动势⽐值：K E0=1?I m?X1?=1?0.4399×0.06397=0.9719101.空载定⼦齿磁密：B t10=K E0K E B t1=0.97190.925×1.505=1.5813T102.空载定⼦轭磁密：B j10=K E0K E B j1=0.97190.925×1.37=1.4395T103.定⼦齿单位铁损耗：p t1由B t10查表得44.02×10?3W/cm3 104.定⼦轭单位铁损耗：p j1由B j10查表的36.7×10?3W/cm3 105.定⼦齿体积：V t1=2pA t1h t1′=485.68cm3106.定⼦轭体积：V j1=4pA j1l j1′=1713.73cm3107.铁损耗：P Fe=k1pt1V t1+k2pj1V j1对半闭⼝槽：k1=2.5,k2=2P Fe=(2.5×44.02×485.68+2×36.7×1713.73)×10?3= 179.24W标⼳值：P Fe?=P FeP N×103=0.0224108.基本铁耗：P Fe1?=pt1V t1+pj1V j1 P N×10=44.02×10?3×485.68+36.7×10?3×1713.738000=0.01053109.定⼦电阻损耗：P cu1?=I1?2R1?=1.30562×0.0297=0.0506P cu1=P cu1?P N ×103=0.0506×8000=404.8W110. 转⼦电阻损耗：P cu2?=I 2?2R 2=1.1542×0.0271=0.0361 P cu2=P cu2P N ×103=288.8W 111. 风摩损耗：P fv *参考试验值确定为0.01 P fv =P fv ?P N ×103=0.01×8000=80W 112. 杂散损耗：P s *对铸铝转⼦可取0.02P s =P s ?P N ×103=0.02×8000=160W113. 总损耗：∑P ?=P cu1?+P cu2?+P Fe ?+P fv ?+P s ?=0.0506+0.0361+0.0224+0.01+0.02=0.1391 114. 输⼊功率：P 1 =1+∑P =1.1391 115. 满载效率：η=1?∑P ?P 1=10.13911.1391=0.878η?η′η=0.878?0.880.878=?0.0023>?0.005与88项假定值⽐对116. 功率因数：cos φ=1I 1?η=11.3056×0.878=0.872117. 满载转差率：S N =P cu2?P em=0.03611.07797=0.0335P em *-⽓隙电磁功率P em ?=P 1??P cu1??P Fe1?=1.07797118. 额定转速：n N =60f (1?S N )p=60×50×(1?0.0335)2=1449.75r/min119. 最⼤转矩倍数： T max ?=N2×(R 1+√R 1+X ?2)=2×(0.0297+√0.02972+0.1492)=2.66五．起动性能计算I st =(2.5~3.5)T max ?×I w =61.8A120. 起动时槽磁动势： F st =0.707I stN ?1a 1×(K V1+K dp1K d1Z1Z2)√K E0=3071.09A121. 虚拟磁密：B L =F st ×10?41.6δβc=5.0241TβL =0.64+2.5√δt 1+t 2=0.955122. 起动漏磁饱和系数：K as =0.418123. 定⼦槽⼝宽增⼤：?b 01=(t 1?b 01)(1?k as )=0.4874 124. 转⼦槽⼝宽增⼤：?b 02=(t 2?b 02)(1?k as )=0.7141 125. 定⼦槽上部漏磁导减少：?λU1=h r0?0.58h r1b 01(b 01b 01+1.5b 01)=0.1836126. 转⼦槽上部漏磁导减少：?λU2=h R0b 02(b 02b 02+b 02)=0.4397127. 起动定⼦槽漏磁导：λs1st =K U1(λU1??λU1)+K c1λc1=1.0596 128. 起动定⼦槽漏抗标⼳值：X s1st ?=λs1st λs1X s1?=1.05961.2431×0.01429=0.01218129. 起动定⼦谐波漏抗标⼳值：X d1st ?=k as X d1?=0.01218 130. 定⼦起动漏抗标⼳值：X 1st ?=X s1st ?+X d1st ?+X E1? =0.01218+0.01313+0.01825=0.04356131. 挤流转⼦导条相对⾼度：ε=2πh B √b Bb s fρB ×109=1.551h B -转⼦导条⾼度（cm ） b Rb S-转⼦导条宽与槽宽之⽐，对铸铝转⼦为1ρB -转⼦导条电阻率 h B =2.35cm 132. 导条电阻等效⾼度：h ρR =h B φ(ε)k a=2.351.45×1=1.621133. 槽漏抗等效⾼度：h ρx =h B ψ(ε)k a =2.35×0.78×1=1.833 134. 挤流电阻增⼤系数：K R =(1+a )φ2(ε)1+a [2φ(ε)?1]=1.308a =b 1b 2135. 挤流漏抗减少系数：K x =b 2(1+a )2ψ(ε)b px(1+a ′)2(K r1′K r1)=0.888a ′=b 1b pxb px =b 1+(b 2??b 1)ψ(ε)136. 起动转⼦槽下部漏磁导：λL2st =K x λL2=K X ×2h 1b 0+b 1+λL =1.4875 λL =4β(1+α)k τ1137. 起动转⼦槽漏磁导：λs2(st )=(λU2??λU2)+λL2st =1.5478 138. 起动转⼦槽漏抗标⼳值：X s2st ?=λs2st λs2×X s2?=0.0275139. 起动转⼦谐波漏抗标⼳值：X d2st ?=k as X d2?=0.01207 140. 起动转⼦斜槽漏抗标⼳值：X skst ?=k as X sk ?=0.0048 141. 转⼦起动漏抗标⼳值：X 2st ?=X s2st ?+X d2st ?+X E2?+X skst ?=0.05036 142. 起动总漏抗标⼳值：X st ?=X 1st ?+X 2st ?=0.04356+0.05036=0.09392143. R Bst ?=[k R(l efN V2b 02l B)+l B ?(l f ?N V2b 02)l B]×R B ?=0.0276144. 转⼦起动电阻标⼳值：R 2st ?=R Bst ?+R R ?=0.0276+0.006=0.0336 145. 起动总电阻标⼳值：R st ?=R 1?+R 2st ?=0.0297+0.0336=0.0633 146. 起动总阻抗：Z st ?=√R st ?2+X st ?2=0.1133147. 起动电流：I st =I KwZ st=7.0180.1133=61.94A61.94?61.861.94=0.0023<0.005148. 起动电流倍数：I st ?=61.949.1627=6.76 149. 起动转矩倍数：T st ?=R 2(st )Z st ?2(1?S N )=0.03360.11332×(1?0.0335)=2.53。
三相异步牵引电动机的效率计算
２ １ 冷 态 电 阻 的 测 量 ．
主 要 是 用 于 以 下 场 合 ： 行 定 子 线 圈 的 电 阻 测 量 和 无 负 荷 进
试验 ， 在任意环 境条 件下 以额 定 电压 及额 定频 率 使 电动 机
２ 测 将 Ｙ Ｑ一 ４ ０型 电 动 机 放 置 在 室 内 并 在 稳 定 的 环 境 温 从 无 负 荷 状 态 到 １ ０ 的 负 荷 状 态 下 运 行 ， 量 此 种 工 况 下 ２ 电 动 机 的 电 流 、 入 功 率 及 转 差 率 ， 据 测 量 结 果 通 过 式 输 根 度中持续 ２ ４小 时 以 上 ， 当绕 组 温 度 与 环 境 温 度 之 差 不 超 过 ４～ １） 。 ２ 时 ， 量 电 机 定 子 绕 组 的 三 相 直 流 线 电 阻 值 Ｒ ｖ一 ０ Ｋ 测 ｕ ． （ ） （０ 计算效率 等特性值 。计算结果见表 １ １ ４ ｎ、 Ｗ一 ０ １４ Ｑ、 Ｗ＝ ０ １ ４ Ｑ， 境 温 度 ０ ＝ １ ． ４ ６ ＲＶ ． ４ ７ ＲＵ ．４ ６ 环 １ ６
一
４ ０型牵 引电动机 型式 试验 中效率计算 为 例 ， 照 日本 标 ２ 参
Ｗｏ ４ １ｋ 。 ＝ ．９Ｗ
． 准 Ｊ Ｃ ７ ９ ９ 感应 电机》 Ｅ 一３ —１７ （ （ 中的损耗分 离法和 圆线 图法 ， ２ ４ 效 率 计 算
电机拖动公式非常重要
电机拖动公式(非常重要)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1第二章折算后二次绕组电流、电压、电动势 22'I I k= 22'U kU = 22'E kE = 折算后二次绕组 22000X Z R =- 222'X k X = 2'L L Z k Z =低压空载试验 励磁阻抗模100U Z I =励磁电阻 0020P R I = 励磁电抗22000X Z R =-高压短路试验 cu S P P = 22757575S s s Z R X =+ 21ss P R I =22s s s X Z R =-铜线绕组75234.575234.5s s R R θθ+=+ 铝线绕组7522875228s s R R θθ+=+ 22757575S s s Z R X =+电压调整率1221(cos sin )*100%N R s s N I V R X U ϕϕ=+ 效率2220N N Ss s P P βληβλβ=++ 产生最大效率的条件：20S p P β=即Fe Cu P P = 产生最大效率时的负载系数0max sp p β=理想运行条件 （1）两台变压器的功率比 11:::I II LI LII SI SIIS S I I Z Z == (2) ::I II NI NII S S S S = ::LI LII NI NII I I I I = (3)总负载和总负载功率 L L I L I I I I == I I I S S S =+ 第三章 同步转速：1060f n p=转差率：00n n s n -= 电磁转矩的大小：22cos T m T C I ϕ=Φ槽距角：.360p zα=极距：2z p τ= 每极每相槽数：2z q pm =额定功率因素：3NN N NP U I λ=定子电路的电动势平衡方程式 11111()U E R jX I E Z I ∙∙∙∙∙=-++=-+每相绕组中的感应电动势E1在数值上为 11114.44w m E k N f =Φ忽略R1和X1，11114.44m w U k N f Φ=22s N E s E = 21N f s f =绕组折算：折算后的转子相电流'22i I I k =111222w i w m k N k m k N = 折算后的转子电动势为 '22e E k E = 1122w i w k N k k N =折算后的阻抗为 '22z Z k Z = '22z R k R = '22z X k X = 21112222w z w m k N k m k N =三相异步电动机的输出功率 11111c o sP m U I ϕ= 电磁功率 ''2''2''22121221221e R s P m I m R I m R I s s-==+ 输出功率 2m me ad P P P P =-- 机械功率：()1m e P s P =- ()1m e P s P =- 空载损耗： 2m m e a dP P P P =-- 电动机的效率 21P P η= 三相异步电动机的电磁转矩 000609.559.552e ee m P P P P T n n nπ====Ω 空载转矩 000609.552P P T n n π== 输出转矩 222609.552P P T n nπ== 20T T T =- T2等于负载转矩2()1M M M T T s s T T ⎡⎤=--⎢⎥⎣⎦第四章电磁转矩的物理公式 22cos T m T C I ϕ=Φ 2224.442w T pm k N C π=参数公式 22122122()T spR U T K f R sX =⎡⎤+⎣⎦222211()2w T w k N m K k N π= 实用公式2MM M T T s s s s=+ 最大电磁转矩时的转差率22M R s X =(临界转差率)最大转差率为21122M T MT N pU T K T f X α==由实用公式可得如下2()1MM M T T s s T T ⎡⎤=--⎢⎥⎣⎦当T=TN 时可得 21MT MT M s s αα=--起动转矩倍数s ST N T T α=起动电流倍数 21(1)N ST N TR Rs T =- 无极起动变阻器的最大值为 21(1)NST N T R R s T =- 其中 2223N N Ns U R I = 有极起动：启动转矩和切换转矩1(0.8~0.9)M T T = 2(1.1~1.2)L T T = 起动转矩比 121N m N T TT s T β== 起动级数m 1lglg NN T s T m β=各级电阻12()i ii ST R R ββ-=-（调速） 调速范围：22'I I k = 静差率：00*100%f n n n δ-= 第七章直流电动机中，N P 是指输出的机械功率的额定值：22260N N N N P T T n π=∙Ω=(2N T 为额定输出转矩，N n 为额定转速)直流发电机中，N P 是指输出的电功率的额定值：N N N P U I =∙ 直流电机的电磁转矩：T a T C I =Φ (单位：N m ∙) 2T pNC π=直流电机的电动势：E E C n =Φ （单位：V ）460E pN C =260E T C C π=9.55T E C C= 直流电动机的运行分析： 一、他励电动机：1、 励磁电流：ff f U I R =2、a a a U I R E =+ 电枢电流：a a a U EI R -=根据电磁转矩公式，a I 还应满足：a T T I C =Φ 3、过载能力：maxa MC aN I I α=(一般取1.5~2.0) 4、转速：a a aE E U I R En C C -==ΦΦ 二、幷励电动机1、a f I I I =+f f f U I R =2、a f U U U == a a a U I R E =+ 三、串励电动机1、f a U U U =+2、a f I I I ==3、转速2a f E E T R R En T C C C +==∙ΦΦ直流电动机的功率（以幷励直流电动机为例）输入功率：1PUI =部分变成铜损耗，余下的部分由电动率转换成机械功率（电磁功率） 铜损耗：22Cua a f f P R I R I =+ 电磁功率：1e Cu P PP =- e a P E I T =∙=Ω 电磁功率不能全部输出，需扣除空载损耗0P （包括铁损耗Fe P ,机械损耗me P ，附加损耗ad P ） 输出功率：20e P P P =- 0Fe me ad P P P P =++直流电动机的总损耗al P 为：12al Cu Fe me ad P PP P P P P =-=+++ 直流电动机的效率：12100%P P η=⨯直流电动机的转矩：20T T T =-(稳定时2L T T =)260e P T n π=22260P T n π= 00260P T n π= 220P P P =-第八章8.1 他励直流电动机的机械特性0n 是电动机的理想空载转速0a E U n C =Φ ϒ是机械特性的斜率2aE T R C C ϒ=Φ n ∆是转速差 0n n n ∆=- 机械特性的硬度为1α=ϒ8.2 他励直流电动机的的起动有级起动起动电阻的计算（1）选择起动电流1I 和切换电流2I 1(1.5~2.0)aN I I = 2(1.1~1.2)aN I I = （2）求出起切电流（转矩）比β 12I I β=（3）确定起动级数m lglg am a R R m β= 1aN am UR I =(am R 为m 级起动时的电枢起动总电阻)（4）重新计算β，校验2I 是否在规定范围内1am aN mm a a R UR R I β==（5）求各级起动电阻 1()i i STi a R R ββ-=-8.3 他励直流电动机的调速 一，改变电枢电阻调速 2a r E T R R n T C C +∆=Φ 0n n n =-∆ 调速电阻2r E T a nR C C R T ∆=Φ- 二．改变电枢电压调速 2aE T R n T C C ∆=Φ0n n n =-∆ 8.4 他励直流电动机的制动 一．能耗制动1.能耗制动过程——迅速停机 制动电阻 maxb b a a E R R I ≥-2，能耗制动运行——下放重物 制动电阻 2b E T a L nR C C R T =Φ- 2a b L E T R R n T C C +=Φ 二．反接制动 1.电压反向反接制动——迅速停机 制动电阻maxa bb a a U E R R I +≥-2.电动势反向反接制动——下放重物 制动电阻()T b a E a LC R U C n R T Φ=+Φ- 2a b aNLE T E R R U n T C C C +=-ΦΦ二．回馈制动反向回馈制动——下放重物 制动电阻()T b E a a LC R C n U R T Φ=Φ-- 2a b aNLE T E R R U n T C C C +=+ΦΦ电机与拖动基础复习提纲常用基础理论部分：1．铁磁物质的特性：高导磁、饱和特性、磁滞特性、铁心损耗。
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三相异步牵引电动机的效率计算
参照日本标准JEC-37-1979《感应电机》，以YQ-420型牵引电动机效率计算为例，介绍了三相异步牵引电动机的效率计算方法。
标签：三相异步牵引电动机；效率；计算。
0 引言
从节约能源，保护环境出发，高效异步电动机是目前国际发展的趋势。
随着我国地铁和城市轻轨的快速发展，“绿色、节能、环保、安全”成为城轨车辆市场竞争的主题，而作为城轨车辆的心脏-电动机，也面临国际社会的巨大竞争压力和挑战。
从国际和国内发展趋势来看，开发高性能异步电动机是必要的，而电动机的效率又是衡量电动机性能好坏的重要技术经济指标之一。
效率计算作为电动机型式试验中重要试验之一，通常都是参照GB/T 1032-2005《三相异步电动机试验方法》中的方法进行计算，本文将以YQ-420型牵引电动机型式试验中效率计算为例，参照日本标准JEC-37-1979《感应电机》中的损耗分离法和圆线图法，介绍三相异步电动机的效率计算方法。
1 概述
YQ-420型异步牵引电动机是南车株洲电机有限公司生产的安装在动车组检测车上的4极鼠笼式三相感应电动机，它采用强迫通风冷却方式（28m3/min），
额定功率是420 kW。
正弦波电源供电型式试验采用代用额定电压880V，代用额定电流130A，代用额定频率50 Hz，代用额定转速1457r/min进行试验。
要进行效率计算，首先需测量牵引电动机定子绕组的冷态电阻，再进行负载试验和空载试验，测试出相应的参数后，根据相应的公式进行效率计算。
2 计算方法
2.1 冷态电阻的测量
将YQ-420型电动机放置在室内并在稳定的环境温度中持续24小时以上，当绕组温度与环境温度之差不超过2K时，测量电机定子绕组的三相直流线电阻
值R UV=0.1446Ω、R VW=0.1447Ω、R UW=0.1446Ω，环境温度θ1=16.6℃。
按式（1）和式（2）计算相电阻值R0。
R0=R med-R vw（1）
式中：R med=R UV+R VW+R UW2（2）
计算出相电阻值R0=0.0723Ω，按式（3）计算115℃时的相电阻值R1。
R1=R0×（235+115）/（235+θ1）（3）
计算得115℃时的相电阻值R1=0.1006Ω。
2.2 负载试验
负载试验须在连续温升试验后，电动机处在高温状态下，在代用额定电压880V及代用额定频率50Hz下进行负载试验。
测量电动机的负载电流为代用额定电流的50%、75%、100%、123%、150%时的输入功率、电动机电流、转速、功率因数。
测量结果见表1。
2.3 空载试验
空载试验在负载试验之后，电动机在热态情况下进行。
电动机在代用额定频率50 Hz、代用额定电压880V输入电源下空载运行，直至输入功率稳定，即输入功率相隔半小时的两个读数之差应不大于前一个读数的3%时，测得电动机空
载时的电流I0=49.4A，空载输入损失即空载输入功率W0=4.19kW。
2.4 效率计算
通常将感应电动机的有效输入与有效输出的比值称之为效率。
效率用百分率表示，在没有特别指定的条件下是取与额定输出功率相对应的数值。
在感应电动机处于实际载荷条件下直接测定输入值和输出值，并由此计算出的效率称之为实测效率。
按照约定的方法对感应电动机的损耗值进行测定或者计算，并据此求出与某个输出值（或者输入值）相对应的输入（或者输出值），从而计算得出的效率称之为惯用效率。
下面计算的正是惯用效率。
2.4.1 损耗分离法
损耗分离法是针对三相感应电动机的一种计算方法，主要是用于以下场合：进行定子线圈的电阻测量和无负荷试验，在任意环境条件下以额定电压及额定频率使电动机从无负荷状态到120%的负荷状态下运行，测量此种工况下电动机的电流、输入功率及转差率，根据测量结果通过式（4）～（10）计算效率等特性值。
计算结果见表1。
η=P/W×100［%］（4）
P=（1-S）×{W-Wr-（W0-W0r）}［kW］（5）
T=P/N×974×9.8［N·m］（6）
Wr=3×I12×r1［kW］（7）
W0r=3×I02×r0［kW］（8）
S=（Ns-N）/Ns×100%［%］（9）
Ns=120/4×F［r/min］（10）
式中：
η——效率［%］S——转差率［%］
W——输入功率［kW］W0——空载额定电压时的输入损耗［kW］Wr——负载时原边电流带来的损耗［kW］
W0r-空载时由与原边电流带来的损耗［kW］
r1——原边、1相、115℃平均阻抗换算值［Ω］
r0——空载、原边、1相线圈平均阻抗值［Ω］
Ns——同步转速［r/min］T——转矩［N-m］
N——转速［r/min］F-频率［Hz］
I1——负载电流［A］I0——空载额定电压时的电流［A］
2.4.2 圆线图法
圆线图法作为三相感应电动机的负载特性计算法，通过简单的试验和比较简单的作图（或者计算）就可以相当准确地算出效率等特性值。
由表1的计算结果记入图中，画出的近似曲线如图。
在近似图中作曲线I1=f（S）的二阶多项式趋势线，得到二阶方程，将已
知的代用额定电流I1带入二次方程，解二次方程得代用额定工况下转差率S的值。
同样，分别作T=f（S）、PF=f（S）、η=f（S）的二阶多项式趋势线，得到相应的二阶方程，将计算出的代用额定工况下转差率S的值代入相应的二阶方程，可求出代用额定工况下效率η、功率因数PF、转矩T，其他参数由公式计算得出。
详见表2。
3 结语
试验结果表明，采用损耗分离法计算出YQ-420型牵引电动机的效率为92.20%，采用圆线图法计算出的效率为92.69%，均满足设计要求，且结果互相验证，说明了该方法的有效性和适用性。
参考文献
［1］JEC-37：1979,感应电机［S］.
［2］陈芳.YQ-420型异步牵引电动机型式试验报告［R］.株洲：中国南车株洲电力机车有限公司,2010，（12）.
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”。