三相异步电动机的设计与分析—以矿用电机为例

李艳

摘 要：三相异步电动机作为最常使用的矿用电机，其正常运行对保证企业的正常生产具有重要意义。本文以煤矿刮板输送机为例进行异步电机的设计，同时使用RMxprt软件对异步电动机进行了仿真分析。

关键词：三相异步电动机；RMxprt软件；设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.182

0 引言

随着综合开采机械化的提高，越来越多的三相异步电机在煤矿井下得到使用，电机的功率范围7.5kW-1000kW。电机的工作功率直接影响到煤矿的生产能力，是制约煤矿产量增长的重要因素之一，因此设计安全可靠的三相异步电机对保证煤矿的安全生产具有重要意义。

1 三相异步电动机的设计

本文以煤矿刮板输送机为例进行三相鼠笼式异步电机的设计，其设计功率为7.5kW，用双速电机取代单速电机驱动井下输送机可省去液力耦合器，消除喷油着火的隐患，使矿井安全得到进一步保障。

下图1是三相异步电机原理图。当给电机加三相电源后，三相对称定子绕组流过三相对称电流，这时电机气隙圆周上会产生旋转磁场，这个是磁场的转速，称为同步转速n1，它与电源频率f1及电机极对数p有如下关系：

1.1 尺寸的选择

电机的尺寸是指电机电磁感应实现能量转换的有效尺寸，在异步电机中为定子内径Dil和定子铁心有效长度lef。

异步电动机有效部分的体积Dillef可根据选定的电机利用系数C值确定，也可按选定的线负荷A及气隙磁通密度Bδ来确定，A及Bδ称为电机的电磁负荷。

对异步电机

式中m为定子相数；IN为定子额定相电流；E为满载时定子绕组每相电动势。如果忽略绕组阻抗压降，则E=UN（额定相电压）；Kdp为绕组系数。有关异步电机相关系数可参照相关异步电机设计手册，其中Bδ≈0.6～0.8T。

1.2 定子及转子参数设计

2 三相异步电动机仿真分析

本文采用RMxprt对电机设计进行仿真，仿真4/8极双速三相鼠笼异步电机，在求解参数设置过程中，有些仿真状态参数不同，具体见下表1所示。RMxprt软件的仿真步骤是首先应当创建一个RMxprt工程文件然后，将上一章选定的电机参数根据软件要求进行填写或选择，分别设定转子和定子的相关参数及槽型。

通过RMxprt软件对4/8双速异步电机进行仿真便可以得到仿真结果，将仿真结果进行对比可知：4极三相异步电动机性能高于8极性能，运行状态以4极为主，偶尔情况以8极运行。然后比较电指标中功率因数和效率两项可知，4/8双速异步电机功率因数和效率随电枢长度增加而减少，但影响较小。

参考文献：

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