电机空载电流,一定小于负载电流?
从空载和负载的两种直观状态分析,基本上可以认为电机负载状态下,由于其拖动负载的实际,会对应较大的电流,即电机的负载电流会大于空载电流;但这种情况不是适应于所有电机,即,有的电机空载电流大于其负载电流。 异步电机定子部分的电气作用有两个:一是输入电能,二是建立电机的旋转磁场。 电机空载状态下,电流成份主要为励磁电流,与空载损耗对应的有功电流比较小。即空载时输入电能小,定子电流主要用来建立磁场。 负载状态下,需要输入更多的电能拖动负载,一般电流成份主要为负载电流,故而通常情况下负载电流大于空载电流,空载电流只有负载电流的四分之一到二分之一之间。 电机内部的机电能量转换是一个非常复杂的过程,其中作为机电转换的唯一介质磁场的建立,更是涉及到了方方面面的因素,导致某些特殊设计或类别的电机空载电流反而大于负载电流。 对于三相异步电机而言,三相绕组空间上对称分布,输入的三相电流对称,建立的磁场始终为一个圆形磁场,一般励磁电流所占负载电流的比例不会有太大变化,占比有一定的规律性。但有些特殊设计的电机,如单绕组变极多速电机某一转速或极数的方案,漏抗或漏磁通非常大,负载电流引起的漏抗压降大,导致负载时磁路饱和水平远低于空载,负载励磁电流远小于空载励磁电流,导致空载电流大于负载电流。 单相电机的磁场为椭圆磁场,且空载和负载时椭圆度不同,常常有较大差异。通常,单相异步电动机的定子有主、副两套绕组,而且,它们的轴线在空间上往往相差90°,副绕组中串入适当的电容后再与主绕组并联接入电网。由于类似电容这些元件的裂相作用,导致主绕组与副绕组电流时间上相差一个相位角,主绕组与副绕组分别产生的脉振磁势得以合成旋转磁势,在转子中产生感应电流建立起感应磁场,两磁场相互作用产生电机的拖动转矩。理论分析证明,单相电机椭圆形合成旋转磁势可以分解为正序和负序两个圆形旋转磁势,正序旋转磁势主导电机旋转,负序磁势对电机是一种反向制动作用,使拖动转矩的大小受到较大影响。 当主、副绕组空间分布和流过电流的时间相位差均为90度电角度时,合成磁场椭圆度最小;如果主、副绕组磁势幅值相同,合成磁场椭圆度最小的情况就转变圆形旋转磁场,即电机只有正向旋转的磁势,负序分量为零,性能指标也最优。由于电容等裂相元件在不同转速下实现电流相位偏移的水平不同,单相电机空载电流与负载电流大小不存在绝对的比例关系,有的负载电流大于空载电流,有的空载电流则会大于负载电流。 |