电压型宁夏干式变压器供电的变压异步电动机设计初探

　　随着各种器件的不断更新以及计算机运算速度的提高，交流变压得到了飞速发展，其优良的性能、特性和较高的可靠性使其应用领域越来越广泛，现正全面取代直流系统，而且逐步扩大到定速系统中。目前交流系统在工业各领域，甚至家用电器等各方面得到全面的应用。但作为变压的执行机异步电动机，绝大多数系统仍采用普通的异步电机。就系统而言，采用变压的目的是充分利用异步电动机的结构简单、价格低廉、安全可靠、维护方便等优点，通过改变供电频率的技术克服异步本公司生产的SCRBH15非晶合金干式变压器，SGBH15非晶合金变压器（10KV级），SCRBH15非晶合金卷铁芯干式变压器 S9、S11.S13系列6-35KV油浸式变压器、SCB10.SCB11系列6-35KV干式变压器、非晶合金、有载调压电力变压器等级低损耗电力变压器，技术标准严格采用国际GB1094.1、2-1996；GB/T6451-1999，并在同行中率先获得ISO9001质量体系认证证书和PCCC产品认证证书。主导产品“华盈”牌电力变压器达到同行业领先水平。公司成立以来，本着创新发展的目标，购进了先进的生产检测设备，引进了国际先进的企业管理模式和工艺，建立了高效灵敏的信息反馈系统和完整的售后服务体系。公司早在1997年就率先通过了ISO9001质量管理体系认证，并于2016年成功换版为ISO9001：2008质量管理体系认证，在2016年九月份获得ISO14001：2004环境管理体系认证，在2017年5月份获得中国国家强制性产品认证（3C认证），使产品质量有了很大的提高，产品服务更贴近于用户需求。电动机起动困难、性能差的传 真：0635-8888109缺点。随着变压器及系统的发展，目前，采用普通异步电动机作为变压系统的执行元件已成为影响系统性能的瓶颈，性能的提高越来越难。

　　研制适合变压系统的变压电机成为交流领域的最重要的课题。但变压异步电动机的设计难度较大，因为：一是系统所采用的模式各不相同，如SPWM、空间矢量、六阶梯波、多重化技术等，而且每种模式还有许多变形，宁夏干式变压器种类又有电压型和电流型之分，因此变压异步电动机的运行条件可谓千差万别。二是变压方式运行对异步电机的性能究竟有何影响，人们只知道变压运行将会改善起动与性能，同时会使得电机损耗加大，转矩脉动增加，散热出现困难，电流、电压、磁场谐波成分增加，但缺乏可靠的定量计算。本文给出了变压运行方式下异步电动机产生的谐波电流、转矩、损耗的定量计算公式，并把普通异步电动机设计的6个约束条件降为变压异步电动机设计的3个，大大解放了变压电机设计。

　　资金项目：安徽省教育厅自然科学基金资助（97L0005）。

　　1变压运行方式对异步电机运行产生的影响变压运行方式对异步电机运行产生的影响是电 话：0635-8888299多方面的，对这种影响的定量分析对于电机的设计是必要的。由于电流型宁夏干式变压器与电压型宁夏干式变压器供电的交流系统有较大的差别，并考虑到后者是中小型交流系统的流，因此这里分析的是电压型宁夏干式变压器供电时的异步电动机性能。

　　2.1异步电机谐波电流与磁势变压运行时三相异步电机谐波电流可由公由于一般PWM波具有三相对称性，变压器输出的是线电压，故电机中不含有3的整数倍次电压谐波、电流谐波（即使有，只要对称空间，合成磁场亦为零）。因此在PWM波生成时，应使PWM波具有对称性是很重要的。

　　显然，式（3）表示的是一个正弦分布、同步速为-im，极对数为0的空间基波反转磁势；转差率为+-1/1n，产生的异步转矩为制动转矩。

　　该磁势是一个正弦分布、同步速为！的正转空间基波磁势，当！

　　=1，=1时即为基频电压产生的基波电势=3-2次空间基波磁势对应的转差率为%产生拖动性转矩。

　　2.2异步附加转矩由，但功率因素低、磁通小，使得起动转矩小，因此，传统异步机设计为了满足恒转矩负载的要求，使用深而窄的槽形或双笼，极大限制了企业账号：1611 0032 092 00213 086体积的减小，从而造成材料的浪费，同时也增加了加工成本。

　　由宁夏干式变压器供电给变压电机设计来了解放，传统异步电动机的设计6个约束条件，起动转矩和起动电流可不再考虑实际上最大转矩作为约束条件也没有必要存在，因为作为变压器其电流过载能力十分有限，瞬时承受最大转矩能力一般也就在17倍额定转矩，远小于普通电机的22~28倍。这样，变压电机设计时只需考虑温升、效率、功率因素。因此可邮 箱：1262980066@qq.com以在以下几方面进联系人：陈经理行优化：转子槽不需设计为深槽，可以对电机整体尺寸进行优化，以减小体积和成本转子槽形的优化可以使转子齿、轭节省空间；在降低电机整体尺寸、降低成本的基础上，效率和功率因素均可设计得更高一些。

　　31极数与额定频率的选择电机的转速是由用户给定的，是一个给定量。在速度一定的前提下，设计时首先要确定电机的极数和额定频率电机极数的多少与电机的基本尺寸、效率、功率因素有关，是电机的一个重要参数，在设计中是较早需要确定的。和普通电机设计不同，由于频率可调，因此，极数的选择便有了较大的灵活性，一般来说在转速相同的前提下，极数少的电机干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑 、机场，码头CNC机械设备等场所，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。冷却方式分为自然空气冷却（AN）和强迫空气冷却（AF）。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。效率高、功率因素高，但绕组端部较大，用铜量增加，漏抗增加，每极磁通增加，定子轭部增高、定子铁芯外径增大；极数多则相反。由于转速是按用户提出确定的，不同于普通电机设计，变压电机可以通过改变供电频率而改变同步转速，从而可很方便保持额定速度不变。一般来说以极数在4 ~10极为宜。在电机极数确定之后，依下式即可确定额定频率。值得一提的是额定频率应选在变压器的输出频率范围内。

　　这里要指出的是，大多数交流电机运行，是固定在某一转速上运行或大多华盈非晶合金变压器有限公司数时间运行于这一转速上的。我们这里讨论的是这种定速运行的电机设计，而对于那些需在较为宽广的速度范围内运行的电机，其设计基本原理相同，设计也就是寻求在运行范围内的性价比的优化。当然二者的目的不同，结果也就不同。正因为如此，今后电机也将由过去的通用型为逐3.2电磁负荷与气隙的选择电机的最大效率出现在铜耗与铁耗接近相等时，因此选择电磁负荷应适当控制电、磁负荷的比值，比值过大或过小将导致效率或功率因素的减少。对于电压型宁夏干式变压器供电的电机，电、磁负荷之比可略选大一点，也就是在不过份降低功率因素的前提下，适当增加定、转子漏抗，以谐制谐波电流、转矩等，考虑到转子铁芯采用的也是冷轧钢片，实际设计中取0.72T，而"）320A/cm，对气隙的选择则仍是小一点为好，但由于变压运行时，转矩冲击与脉振较大，因此为避免铁芯撞碰，气隙仍应稍大于普通电机。气隙略大亦可适当抑制磁场谐波。

　　3.3槽形的选择由于变压起动时起动转矩较大而起动电流可控制较小，设计中可首选转子平行槽，这样可使转子磁路更加合理，减少槽深，增大转子导条的截面，减华盈做为变压器优质厂家为您郑重承诺：我们所有变压器保证全新全铜线，三年内在正常使用中出现质量问题给与保修保换，凡2000KVA以下产品全部现货供应，凡使用本公司的变压器在正常投入运行三年内一律实行三包。产品畅销、山东、新疆、内蒙古、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、河南、黑龙江、吉林、辽宁、四川、贵州、湖北、湖南等地。365天全程为您服务!本公司秉承“以人为本，科技创新，志在超越”的崇高信念，以可靠的产品质量，优惠的价格，完善的售后服务，精益求精，追求完美，竭力欢迎新老客户垂询合作，愿与广大客户共创双赢的美好明天。 少损耗，改善电机的输出特性和提高运行性能，这一点在普通电机设计中是做不到的。同时，对变压电机转子是否需要斜槽有不同的看法。普通异步电机斜槽的目的是对寄生于基本磁场的齿谐波予以削弱，克服齿谐波产生的同步附加转矩对起动的影响；削弱齿谐波产生的附加损耗等不利影响。各类变压运行模式都丝毫不能削弱齿谐波，但采用变压技术之降压。频/之后，同步附加转矩对起动的影响已甚小，从这一点来说也可不采用斜槽，但齿谐波造成的不利影响还有如损耗加大、电机噪音加大等，综合考虑还是宜采用斜槽。

　　3.4电机的温升与散热变压电机尽管有较大的谐波电流、谐波转矩，会来附加损耗的增加，但只要在设计中留有一定的裕量，减少基本铁耗与铜耗，在要尺寸降低的同时，效率不会低于普通电机。尽管如此，由于其额定频率较低，对一般自扇冷的电机来说，转速愈低，散热效果愈差，温升与散热的矛盾就越大。对于恒转矩负载，额定运行速度较低的电机应采用强化散热措施，额定转速在500r/min以下的电机地 址：山东聊城经济开发区华山路南首30号应采用独立的风机。

　　3.5设计结果基于以上各方面考虑，我们设计了一台额定功率与额定频率为7. 5KW、25Hz的变压异步电动机，其额定转速为720r/min，4极。相对于同样额定转速的50Hz普通异步电动机来说，额定效率增加1个百分点，功率因素增加3个百分点，总体积有所下降，制造成本降低。

　　4结语目前，国外各大公司非常注重变压电机的开发与生产，并与变压器配套，发展迅速，以日本东芝为例，推出200KVA以下的变压电机就有8个系列（通用、精密、单相、轴、高速、机电一体化及经济型/.因此，发展变压电机，用各种专用电机来取代原有的通用电机以替代进口已成为我国机电行业的十五“期间的产品结构调整重点。在我国由于对变压电机的设计理论缺手 机：13287501888乏研究，至今没有成熟的变压电机产品。正是在这一背景下，我们开展了对变压电机的设计进行了初步探讨。由于变压电机设计的约束条件相比于传统异步电机来说减少一半，因此，给电机设计留下了丰富的空间，相信在此基础上，我国变压电机的设计与生产会很快得以发展。