三相感應電動機的繞組電動勢;定子電動勢和轉子電動勢


設下標“s”和“r”分別表示定子和轉子量。則:

𝑉𝑠 = 每相定子施加電壓

𝑁𝑠 = 每相串聯定子繞組匝數

𝑁𝑟 = 每相串聯轉子繞組匝數

ϕ = 氣隙中的合成磁通

𝐸𝑠 = 每相定子感應電動勢

𝐸𝑟0 = 轉子靜止時每相感應電動勢

𝐸𝑟𝑠 = 轉子以滑差𝑠旋轉時每相感應電動勢

𝑅𝑠 = 每相定子繞組電阻

𝑅𝑟 = 每相轉子繞組電阻

𝐿𝑟0 = 轉子靜止時每相由於漏磁通引起的電感

𝑋𝑟0 = 轉子靜止時每相漏抗

𝑓𝑠=電源頻率

𝑓𝑟 = 轉子以滑差𝑠旋轉時感應電動勢的頻率

𝑋𝑟𝑠 = 轉子以滑差𝑠旋轉時每相漏抗

𝑘𝑑𝑠 = 定子繞組分佈係數

𝑘𝑑𝑟 = 轉子繞組分佈係數

𝑘𝑐𝑠 = 定子繞組線圈跨距係數

𝑘𝑐𝑟 = 轉子繞組線圈跨距係數

則,每相定子繞組感應電動勢由下式給出:

$$\mathrm{𝐸_𝑠 = 4.44\: 𝑘_{𝑐𝑠} \:𝑘_{𝑑𝑠}\: 𝑓_𝑠 \:\varphi\: 𝑁_𝑠 … (1)}$$

轉子靜止時每相感應電動勢由下式給出:

$$\mathrm{𝐸_{𝑟0} = 4.44 \:𝑘_{𝑐𝑟}\: 𝑘_{𝑑𝑟}\: 𝑓_𝑠\: \varphi\: 𝑁_𝑟 … (2)}$$

轉子以滑差's'旋轉時每相感應電動勢由下式給出:

$$\mathrm{𝐸_{𝑟𝑠} = 𝑠 𝐸_{𝑟0}}$$

$$\mathrm{\therefore 𝐸_{𝑟𝑠} = 4.44 𝑘_{𝑐𝑟} 𝑘_{𝑑𝑟}\: 𝑠 \:𝑓_𝑠 \:\varphi \:𝑁_𝑟 … (3)}$$

現在,設:

  • 𝑘𝑐𝑠 𝑘𝑑𝑠 = 𝑘𝑤𝑠 = 定子繞組係數
  • 𝑘𝑐𝑟 𝑘𝑑𝑟 = 𝑘𝑤𝑟 = 轉子繞組係數

則:

$$\mathrm{𝐸_𝑠 = 4.44 𝑘_{𝑤𝑠}\: 𝑓_𝑠 \:\varphi \:𝑁_𝑠 … (4)}$$

$$\mathrm{𝐸_{𝑟𝑠} = 4.44 𝑘_{𝑤𝑟} 𝑠 𝑓_𝑠 \varphi 𝑁_𝑟 … (5)}$$

現在,取方程(4)和(5)的比值,得到:

$$\mathrm{\frac{𝐸_{𝑠}}{𝐸_{𝑟𝑠}}=\frac{𝑘_{𝑤𝑠} 𝑁_{𝑠}}{𝑘_{𝑤𝑟} 𝑁_{𝑟}}=\frac{𝑁_{𝑒𝑠}}{𝑁_{𝑒𝑟}}= 𝑎_{𝑒𝑓𝑓}… (6)}$$

其中,Nes和Ner分別稱為每相有效定子匝數和轉子匝數。

而𝑎𝑒𝑓𝑓稱為感應電動機的有效匝數比。

同時,

$$\mathrm{\frac{𝐼′_𝑟}{𝐼_𝑟}=\frac{𝑁_{𝑒𝑟}}{𝑁_{𝑒𝑠}}=\frac{1}{𝑎_{𝑒𝑓𝑓}}… (7)}$$

從公式(6)可以看出,定子和轉子電動勢之比在靜止狀態下是恆定的。此比值取決於匝數比,並由繞組的分佈係數和線圈跨距係數修正。因此,感應電動機表現得像一個變壓器。定子和轉子的槽數可能不同,因此定子和轉子繞組的係數也不相同。

更新於:2021年8月30日

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