三相感應電動機的滿載、啟動和最大轉矩比


對於三相感應電動機,滿載轉矩由下式給出:

$$\mathrm{\tau_{𝐹.𝐿} \propto\frac{𝑠𝑅_2}{𝑅_2^2 + (𝑠𝑋_2)^2}… (1)}$$

其中,s是對應於滿載的滑差。

啟動轉矩由下式給出:

$$\mathrm{\tau_𝑠 \propto \frac{𝑅_2}{𝑅_2^2 + 𝑋_2^2} … (2)}$$

最大轉矩由下式給出:

$$\mathrm{\tau_𝑚 \propto\frac{1}{2 𝑋_2}… (3)}$$

因此,

(1) 最大轉矩與滿載轉矩之比:

$$\mathrm{\frac{\tau_𝑚}{\tau_{𝐹.𝐿}}=\frac{𝑅_2^2 + (𝑠𝑋_2)^2}{2 𝑠 𝑅_2 𝑋_2}}$$

將等式右邊分子和分母除以$𝑋_2^2$,我們得到:

$$\mathrm{\frac{\tau_𝑚}{\tau_{𝐹.𝐿}}=\frac{(𝑅_{2}⁄𝑋_{2})^2 + 𝑠^2}{2 𝑠 (𝑅_{2}⁄𝑋_{2})}}$$

$$\mathrm{⇒\frac{\tau_𝑚}{\tau_{𝐹.𝐿}}=}$$

$$\mathrm{\frac{𝑠_𝑚^2 + 𝑠^2}{2 𝑠 𝑠_𝑚}… (4)}$$

其中,

$$\mathrm{𝑠_𝑚 =\frac{𝑅_2}{𝑋_2}= 對應於最大轉矩的滑差}$$

(2) 最大轉矩與啟動轉矩之比:

$$\mathrm{\frac{\tau_𝑚}{\tau_𝑠}=\frac{𝑅_2^2 + 𝑋_2^2}{2 𝑅_2 𝑋_2}}$$

將等式右邊分子和分母除以$𝑋_2^2$,我們得到:

$$\mathrm{\frac{\tau_𝑚}{\tau_𝑠}=\frac{(𝑅_{2}⁄𝑋_{2})^2 + 1}{2 (𝑅_{2}⁄𝑋_{2})}}$$

$$\mathrm{⇒\frac{\tau_𝑚}{\tau_𝑠}=\frac{𝑠_𝑚^2 + 1}{2 𝑠_𝑚}… (5)}$$

數值例子

一臺50 Hz,6極感應電動機的滿載滑差為3%。每相轉子電阻和靜止電抗分別為0.02 Ω和0.2 Ω。確定:

(i) 最大轉矩與滿載轉矩之比,以及

(ii) 最大轉矩與啟動轉矩之比。

解答

(i) 最大轉矩與滿載轉矩之比:

此處,

$$\mathrm{最大轉矩時的滑差, 𝑠𝑚 =\frac{𝑅_2}{𝑋_2}=\frac{0.02}{0.2}= 0.1 \Omega}$$

$$\mathrm{\therefore\frac{\tau_𝑚}{\tau_{𝐹.𝐿}}=\frac{𝑠_𝑚^2 + 𝑠^2}{2 𝑠 𝑠_𝑚}=\frac{0.1^2 + 0.03^2}{2 × 0.03 × 0.1}= 1.82}$$

(ii) 最大轉矩與啟動轉矩之比:

$$\mathrm{\frac{\tau_𝑚}{\tau_𝑠}=\frac{𝑠_𝑚^2 + 1}{2 𝑠_𝑚}=\frac{0.1^2 + 1}{2 × 0.1}= 5.05}$$

更新於:2021年8月26日

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