异步电动机做发电机使用的性能分析

2012-12-19许昌职业技术学院机电工程系李亚男

河南科技 2012年18期

许昌职业技术学院机电工程系李亚男

实际应用中，可以将三相异步交流电动机和电容器连接起来组成异步发电机来发电，异步发电机具有体积小、质量轻、价格低廉、便于携带、易于安装等优点，是在用电功率不太大的情况下紧急发电的理想替代装置。

一、异步发电机发电

用异步电机发电需要具备两个条件，一是要输入机械能;二是要接上电容器。用外力拖动1 台三相异步电动机达额定转速，先不接负载，用电压表从电机的出线端可以测得1 个微弱的电压（约3.4 V），这个电压不能直接使用。但若并上几个容量适当的电容，端电压就会立即升至额定值，此时再把灯泡接入电路，灯泡就会发光，这时异步电动机就变成了异步发电机。异步发电机发电原理如图1所示。

图1 异步发电机发电原理

1.单独运行的异步发电机发电原理。根据电磁感应定律可知，发电机发电应具备3 个条件，一是有导体，二是存在有磁场，三是导体与磁场做相对切割运动，具备了上述条件，导体切割磁力线采可以产生电动势。显然，同步发电机具备这3 个条件，而鼠笼式异步电动机则不具备。鼠笼式异步电动机的转子是一个鼠笼，无法在转子中通入直流电来解决励磁问题，鼠笼式异步电动机要单独运行发电，就要解决自身的励磁问题。

2.自励原理。直流发电机和同步发电机的自励原理有个共同的特点，即任何自励过程都必须有一个起始电动势（该电动势由转子中的剩磁产生），再用适当的方法，使这个剩磁“生长”起来，既可以实现发电机发电。在实验中未并入电容前所测的微弱电压就是异步发电机的剩磁电动势。

由于异步发电机较多使用在单独运行的场合，因此，它所需要的励磁电流必须通过自励的方法获得。在异步发电机的定子端点上接上一组容量适当的电容器，即可获得该励磁电流。

当原动机拖动异步发电机运转时，由于转子剩磁的作用，在定子绕组中会感应出一个剩磁电势，这个电动势加在电容器上就产生一个电容电流，这个容性电流所产生的磁场恰好使异步电机的磁场得到加强，于是感应出来的电动势就稍大一些，电容电流也随之增大一些，这种助磁现象继续进行，直到发电机在某电压下所需励磁电流和电容器所提供的容性电流相平衡为止。所以在有足够的励磁电容的条件下，发电机就能建立起相当大的电压。