异步电机阅读报告-西工大电气工程及其自动化专业-电机学报告.doc

异步电机阅读报告
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异步电机阅读报告

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TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc138220973"摘要 PAGEREF_Toc138220973\h1
HYPERLINK\l"_Toc138220980"一、异步电机等效电路的简明推导及分析 2
HYPERLINK\l"_Toc138220981"二、三功率异步电机在抽油机中的节能应用 4
HYPERLINK\l"_Toc138220982"三、异步电机设计方案的评审 5
HYPERLINK\l"_Toc138220983"四、改进的异步电机直接转矩控制方法 7
HYPERLINK\l"_Toc138220984"五、异步电动机效率优化控制策略综述 8
HYPERLINK\l"_Toc138220984"六、非破坏性的方法估算异步电机的磁材料性能 9
HYPERLINK\l"_Toc138220984"参考文献 11

摘要

《异步电机等效电路的简明推导及分析》通过异步电机化理想变压器和异步电机电压方程等效变换，推导了常用的异步电机稳态等效电路和动态等效电路；《三功率异步电机在抽油机中的节能应用》文中根据游梁式抽油机的工作状态适当调整电机的功率，提高整个抽油机系统的效率，从而减少对电网质量的损害；《异步电机设计方案的评审》从经济适用、可靠性高、高效节能、降低成本、外形美观流畅和符合环保要求提出要求来进行异步电机的设计；《改进的异步电机直接转矩控制方法》提出了一种新型控制方法，该方法明显优于常规的直接转矩控制，提高了系统的控制性能；《异步电动机效率优化控制策略综述》介绍了几种典型算法的原理和性能，并指出了异步电动机效率优化的研究方向。

关键词：异步电机效率控制

异步电机等效电路的简明推导及分析
等效电路在分析异步电机的工作原理和各物理量的关系时起着重要的作用。在我们的电机学课堂上，异步电机的等效电路也是学习的一个重点。文章提出一种简明的异步电机等效电路推导法。该方法通过化理想变压器和异步电机电压方程等效变换，推导过程简单，易于理解。使用到的主要方法是理论推导，得出称T型动态等效电路和直接转矩控制r型动态等效电路特定的物理意义，便于初学者理解。
课堂中我们学习的异步电机等效电路如下：

图3异步电机T型稳态等效电路
由上图可以得到异步电机电压平衡方程式为：
Us=Is×[Rs+j(Xs+Xm)]+Ir×jXm；
Is×jXm+[Rr/s+j(Xr+Xm)]×Ir=0；
即：
（1）
通用稳态等效电路
设a为任意常数，变换矩阵
(2)
把式(2)代入式(1)，并在等式两侧左乘，通过化简，得

由以上二式得到通用稳态等效电路如下：

通用动态等效电路
异步电机动态特性由下述电压平衡方程描述：
(3)
和稳态电路一样，也可对式(3)进行变换，可得：

令转子反电势空间矢量e=-jwaLmIs-jwaLrIr
由以上三式可得异步电机通用动态等效电路为：

异步电机等效电路不是唯一的，可按需要等效变换适当选择。文中提出的异
步电机等效电路推导方法，推导过程简单，易于理解。

二、三功率异步电机在抽油机中的节能应用
我国所有的油田中，大多数使用的是游梁式抽油机。根据游梁式抽油机的工作状态适当调整电机的功率，提高整个抽油机系统的效率，并使驱动电机的功率因数在整个工作过程都维持在一个较高的水平，从而减少对电网质量的损害。

图2.电机效率和功率因数曲线
论文中先介绍了游梁式抽油机工作时的相关参数，指出存在的问题。然后给出新的解决方法，测出相关数据。通过数据的对比，明显、直观的可以看出使用三功率异步电机的优势。
游梁式抽油机工作时分为三部分，即上冲程、死点附近和下冲程。上冲程需要很大能量，为高功率段；曲柄转过死点时为中功率段；下冲程由于重力作用，为低功率断。其中中、低功率段对电能的浪费很大。

相关参数如下表：
测试项目功率/kW电流/A效率/%功率因数高功率段1533.489.90.76中功率段1025.590.20.66低功率段7.522.489.40.57

当换用三功率电机，而其他参数不变的情况下，按照之前的实验方法做相同的测试，得到如下结果：
测试项目功率/kW电流/A效率/%功率因数高功率段1533.791.50.76中功率段1021.4920.77低功率段7.515.492.30.8
对比两次的数据，易发现，当使用了三功率电机之后，电机在中、低功率段的功率因数得到了提高，电能的利用率提高了。在实际应用中，可以设计使其不需人为干预，可以实现自动转换。可以通