问答题 说明感应电动机工作时的能量传递过程,为什么负载增加时,定子电流和输入功率会自动增加?从空载到额定负载,电动机的主磁通有无变化?为什么?
【正确答案】设电网向电动机定子输入的电功率为P1,其中有一部分消耗在定子绕组的铜损耗pCu1和定子铁损耗pFe1上。由于感应电动机正常运行时,转子额定频率很低,f2仅为1~3Hz,转子铁耗很小,所以定子铁损耗实际上也就是整个电动机的铁损耗pFe,pFe1=pFe。输入的电功率扣除了这部分损耗后,余下的功率便由气隙旋转磁场通过电磁感应传递到转子,这部分功率称为电磁功率Pem
   Pem=P1-pFe-pCu1
   电磁功率减去转子绕组的铜损耗pCu2之后,便是使转子旋转的总机械功率PΩ
   PΩ=Pem-pCu2
   总机械功率减去机械损耗pΩ和附加损耗ps后,才是转子轴端输出的机械功率P2
   P2=PΩ-(pΩ+ps)
   从能量守恒定律知,有功的机械负载增加时,电源输入感应电动机的电功率也随之增加。由于机械负载增加,使转子转速有所降低,旋转磁场切割转子绕组的相对速度就增加了,从而使转子绕组中的感应电动势变大,转子电流也随之增大;由磁动势平衡关系知,定子电流会随之增加。这个过程直到电磁转矩与负载转矩重新平衡为止。
   三相感应电动机从空载到负载时,每相电动势不变,即EΦ1=4.44fN1Φ1kw1不变,所以电动机的主磁通近似不变。
【答案解析】