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法學感應電動機的功率流程圖及損耗
三相感應電動機的定子輸入功率為：
$$\mathrm{𝑃_{𝑖𝑠} = \sqrt{3} 𝑉_𝐿𝐼_𝐿 cos \varphi_i = 3 𝑉_{𝑠𝑝ℎ} 𝐼_{𝑠𝑝ℎ} cos \varphi_i}$$
其中：
- VL = 線電壓
- IL = 線電流
- Vsph = 定子相電壓
- Isph = 定子相電流
- cos \varphii = 輸入功率因數
定子損耗
- 定子銅損或定子繞組電阻中的I2R損耗，計算公式如下：
$$\mathrm{𝑃_{𝑠𝑐𝑢} = 3 𝐼_{𝑠𝑝ℎ}^{2} 𝑅_{𝑠𝑝ℎ}}$$
- 定子鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗，稱為定子鐵損，計算公式如下：
$$\mathrm{𝑃_{𝑠𝐶} = 𝑃_{𝑠ℎ} + 𝑃_{𝑠𝑒}}$$
因此，定子的輸出功率為：
$$\mathrm{𝑃_{𝑜𝑠} = 𝑃_{𝑖𝑠}− 𝑃_{𝑠𝑐𝑢} − 𝑃_{𝑠𝐶}}$$
定子的輸出功率 (Pos) 透過定子與轉子之間的氣隙傳遞到電動機的轉子。它也稱為該機的氣隙功率 (Pg)。因此：
$$\mathrm{定子輸出功率 (𝑃_{𝑜𝑠})\:=\: 氣隙功率 (𝑃_𝑔)\:=\: 轉子輸入功率 (𝑃_{𝑖𝑟})}$$
轉子損耗
- 轉子銅損或轉子電阻中的I^2R損耗，計算公式如下：
$$\mathrm{𝑃_{𝑟𝑐𝑢} = 3 𝐼_2^2 𝑅_2}$$
- 轉子鐵損或磁滯損耗和渦流損耗，計算公式如下：
$$\mathrm{𝑃_{𝑟𝐶} = 𝑃_{𝑟ℎ} + 𝑃_{𝑟𝑒}}$$
- 摩擦和風損 (Pfw)
- 附加負載損耗 (Pmisc)，包括所有未包含在上述損耗中的損耗，例如諧波磁場引起的損耗。
機械功率 (Pm)
如果從轉子輸入功率 (Pg 或 Pir) 中減去轉子銅損，則剩餘功率將從電功率轉換為機械功率。這稱為輸出機械功率 (Pm)。
$$\mathrm{輸出機械功率,\: 𝑃_𝑚 = 𝑃_{𝑖𝑟} − 𝑃_{𝑟𝑐𝑢}}$$
$$\mathrm{⇒ 𝑃_𝑚 = 𝑃_𝑔 − 𝑃_{𝑟𝑐𝑢} = 𝑃_𝑔 − (3𝐼_2^2𝑅_2)}$$
因此，電動機的輸出功率為：
$$\mathrm{𝑃_𝑜 = 𝑃_𝑚 − 𝑃_{𝑓𝑤} − 𝑃_{𝑚𝑖𝑠𝑐}}$$
功率 Po 稱為有效功率或軸功率。
旋轉損耗
在啟動和加速過程中，轉子鐵損較高，並隨著電機速度的增加而降低。摩擦和風損在啟動時為零，並隨著速度的增加而增加。
因此，鐵損與摩擦和風損之和隨電機速度變化而近似恆定。因此，這些損耗可以合併在一起，稱為旋轉損耗，計算公式如下：
$$\mathrm{𝑃_{旋轉損耗}= 𝑃_𝐶 + 𝑃_{𝑓𝑤} + 𝑃_{𝑚𝑖𝑠𝑐}}$$
則電動機的輸出功率為：
$$\mathrm{𝑃_𝑜 = 𝑃_𝑚 − 𝑃_{旋轉損耗}= 𝑃_𝑜 = 𝑃_𝑚 − 𝑃_𝐶 − 𝑃_{𝑓𝑤} − 𝑃_{𝑚𝑖𝑠𝑐}}$$
下圖顯示了感應電動機的功率圖。
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