三相异步电动机等效电路电气参数估算的方法研究

安红战 方蕾

摘要：三相异步电动机是一种重要的动力装置，具有结构简单、维护方便的特点。随着控制技术的发展，三相异步电动机在高性能的调速领域也得到了广泛的应用。但要实现电动机的良好控制，除了依托先进的控制技术之外，还需知道其电气参数。电动机的电气参数对设计控制系统、分析运动特性都有重要的作用。本文介绍了一种计算三相异步电动机等效电路电气参数的方法，本方法在满足计算精度的同时具有简单、易用的特点，便于工程上的使用。

关键词：电动机;动力装置;等效电路;参数;方法

中图分类号：TM343+.2  文献标识码：A

1 引言

三相异步电动机等效电路电气参数的确定，对其运行特性的分析与计算、高性能控制系统的设计具有重要的意义，所以长期以来许多科研人员进行了电动机电气参数的计算方法研究，提出了多种计算方法，如试验测定法、经验估算法、在线辨识法等，其中最为典型的是实验测定法。通过试验测定法可得到高精度的電动机电气参数，但其需要试验设备，再是过程比较麻烦，在实际工程中应用并不方便。本文提出了一种在满足精度条件下的电动机电气参数快速计算法，便于实际工程中使用。

2 三相异步电动机等效电路电气参数的典型计算方法

三相异步电动机的T型等效电路如图1所示。异步电动机有两种参数，一种是表示空载状态的励磁参数即Rm、Xm，另一种是对应短路电流的短路参数即R1、X1、R2、X2。计算电动机等效电路的电气参数，就是确定这六个参数的数值。励磁参数和短路参数可分别通过空载试验与短路试验测定。

2.1 空载试验与励磁参数的确定

空载试验时，在电动机定子绕组上施加额定电压和频率的对称三相电源，转轴不带任何负载。此时，电动机的转速近似同步转速，转差率s≈0，T形等效电路中的附加电阻（1-s）R2/ s≈∞，转子电流I2=0，转子侧成开路状态，对应的等效电路如图2所示。此时电动机的输入功率P0全部用以克服定子铜耗pcul、铁耗pFe和转子的机械损耗pΩ，即：

对于大中型异步电动机，可取 ，对于100kW以下的电动机，可取X2=0.67Xs（2、4、6极）或X2=0.57Xs（8、10极）。至此，三相异步电动机等效电路的六个电气参数可全部确定下来。

3 一种简便估算电动机电气参数的方法分析

利用空载试验和短路试验可以得到电动机比较精确的电气参数，但需要相应的试验设备。一般的普通用户根本没有试验设备，拿到一个电机后，所能得知的参数即其铭牌参数。但进行电机调速系统的设计或运动特性分析时，又需要知道电机的电气参数。

通过电动机的铭牌参数快速估算出具有足够精度的电气参数，将是一件很有意义的事情。

现有山东某集团主风机-烟气轮机能量回收组电动机的技术参数为：额定功率14000kW，额定电压10kV，额定电流916A，额定效率0.968，额定转速1487rpm，直接起动电流倍数4.11，△连接。利用公式（5）～（10）进行计算，可得电动机的电气参数分别为：R1=0.221Ω，X1=2.324Ω，R2=0.181Ω，X2=2.285Ω，Rm=1.379Ω，Xm=94.531Ω，与用文献[4]中介绍的计算方法所得的计算结果相近，说明了本文提出的计算方法具有足够的计算精度。

4 结论

本文提出的估算方法，有利于在工程上快速求出电机的电气参数，便于对电机的运动特性进行定性分析，有利于控制系统的设计和仿真。若需要更加精确的参数值，可以此估算值为基础，利用辨识算法得到更加精确的结果。

参考文献：

[1]顾绳谷.电机及拖动基础（上册）[M].北京：机械工业出版社，2001.

[2]刘迪.异步电动机参数辨识仿真研究[J].船电技术，2013，33（7）.

[3]姚家祎.三相交流异步电动机阻抗参数计算[J].建筑电气，2016，4.

[4]陈德传.异步电动机T型等值电路参数估算的新方法探讨[J].电气传动自动化，2003，25（1）.