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三相异步电动机空载电流的经验计算公式
三相异步电动机空载运行时,定子三相绕组中通过的电流,称为
空载电流。绝大部分的空载电流用来产生旋转磁场,称为空载激磁电
流,是空载电流的无功分量。还有很小一部分空载电流用于产生电动
机空载运行时的各种功率损耗(如摩擦、通风和铁芯损耗等),这一部
分是空载电流的有功分量,因占的比例很小,可忽略不计。因此,空
载电流可以认为都是无功电流。从这一观点来看,它越小越好,这样
电动机的功率因数提高了,对电网供电是有好处的。如果空载电流大,
因定子绕组的导线截面积是一定的,允许通过的电流是一定的,则允
许流过导线的有功电流就只能减小,电动机所能带动的负载就要减
小,电动机出力降低,带过大的负载时,绕组就容易发热。但是,空
载电流也不能过小,否则又要影响到电动机的其他性能。总之,空载
电流是三相异步电动机的重要参数,它是鉴定电动机制造和修理质量
的重要
标准
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之一。在电动机的修理工作中,往往需要知道电动机损坏
前的空载电流值,以便与修复后的空载电流值进行比较,从而判断修
理质量的好坏。但是,在电动机的铭牌或产品说明书上,一般不标注
空载电流的额定数据,如果运行时没有留下空载电流数据,只可用计
算方法来确定电动机的空载电流值。
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(1)根据电动机的简化原理图推导出来的计算公式如下:
式中 Io——电动机的空载电流,A;
Ie——电动机的额定电流,A;
cosφe——额定功率因数;
φe——额定功率因数角;
φst——起动功率因数角;
tgφe——对应于角 P。的正切;
tgφst——对应于角驴。。的正切;
sinφst——对应于角 9。。的正弦;
Kst——起动电流倍数,即起动电流与额定电流之比;
KM——起动转矩倍数,即起动转矩与额定转矩之比。
此公式计算所需用的原始参数(产品目录的数据)太多,且不易获
得;再就是计算麻烦、费时。所以,它在理论上讲是正确的.但在实
用计算上很不方便,故不多述。
(2)对大量试验数据的分析和统计,归纳出的实用近似公式:
式中 Ie——电动机的额定电流,A,由铭牌上查得;
cosφe——额定功率因数,由铭牌上查得;
K——计算用系数,查看表 3—2 可得。
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此实用近似公式简单,计算所需用的参数可由电动机的铭牌查
出。但在运用公式计算时要注意:计算用系数 K 值的选择既受功率因
数的控制,又受电动机极数的控制,因而使用也有些不方便。另外当
cosφe从一个区间向另一个区间过渡时,K 值发生突变。由于 Io与 K
成正比,因而 Io发生突变,可能造成较大的误差。
(3)从实践中得出的经验公式如下:
Io = Ie cosφe(2.26 一 K cosφe) (3—21)
式中 Ie——电动机定子额定电流,A,由铭牌上查出;
cosφe——额定功率因数,由铭牌查出;
K——计算用系数,当 cosφe≤0.85 时,K=2.1;当 cosφe>0.85
时,K=2.15。
此经验公式比公式(3—20)更简单,没有开方和平方运算。
【例1】一台JO2—61—4型三相异步电动机的铭牌数据为Pe=13kW;
Ue=380V,Ie=25.5A,cosφe =0.88,ηe =0.88,试确定该电动机的
空载电流值。
解 (1)用公式(3—20)计算。
因 cosφe =0.88>0.85,且电动机为 4 极,查表 3—2 得 K=5.5。
将已知数据代入式(3—20)得:
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(2)用公式(3—21)计算。
因 cosφe =0.88>0.85,故 K=2.15。将已知数据代入式(3—21)
得:
Io =25.5×0.88×(2.26—2.15×0.88)=8.3(A)
该电动机的实测值为工 0=8.15A,所以公式(3—20)和(3—21)的
计算值与实测值很接近。
【例 2】 一台 Y180M 一 6 型 Y 系列三相异步电动机的铭牌数据
为 Pe=15kW,Ue=380V,Ie=32A,cosφe =0.81,η=0.88,试确定该
电动机的空载电流值。
解 (1)用公式(3—20)计算。
因 cosφe =0.81,且电动机为 6 极,查表 3—2 得 K=4.2。将已
知数据代入式(3—20)得:
(2)用公式(3—21)计算。
因 cosφe =0.81<0.85,故 K=2.1。将已知数据代入式(3—21)
得:
Io =32×0.81×(2.26—2.1×0.81)=14.5(A)
该电动机在投入运行前曾实测,得 Io =14.4A。