三相异步电动机在启动和制动过程中的功率损耗
主要由电机定子绕组和转子绕组的铜损耗、电机主磁
场所对应的铁损耗、风阻及摩擦引起的机械损耗、运转
中存在的其他附加损耗(统称为杂散损耗)组成⋯。
在调压调速和变频调速系统中，除上述能量损耗
外，系统中的二极管、晶闸管、电抗器、换流电路等都有
一定的功率损耗。一般情况下，这些元件的功率损耗
可以用产R来模拟并附加到定子绕组的铜耗中去，从
而简化系统的能量损耗分析计算。另外，在探讨电动
机的能量损耗时，可只考虑定子和转子电路的铜损耗，
而忽略电机的铁损耗、机械损耗及杂散损耗等，以简化
对问题的量化研究。
在这种简化条件下，根据电机学原理[20】，启动和
制动过程的能量损耗可用下式计算
形：I匕3砰尺ldI+I’3，，；尺2’dt
。tl 。tl
忽略，o，则，l=，2，，上式为
矽：f『23(Rl+冠2，)，{dt：f匕3(1+鲁)r2R，2d#
。II 。II
“2
(1)
式中，Rl为定子绕组电阻(Q)，尺27为转子绕组电阻折
算至定子边的电阻(Q)，tl到f2为加速时间(s)，，2，为
折算至定子边的负载电流(A)。下面按控制方式的不
同，对提升起重机械中常用的几种情况进行讨论。
(1)直接启动或转子电路串电阻启动时，计算电
动机的能量损耗，可将动力方程式J警+死=％代
万方数据
机械传动2010年
人式(1)，用转差率Is代替时间变量t并对S进行积
分，则得到吣(1+罢)．『一．，彘d．s
={矧s∽纵l+惫)志(2)
式中，％、死为电机转矩和负载转矩，为便于分析，在
计算时可取S。至S2之间的平均转矩。式中“一”号表
示启动，“+”表示制动。
若用不同的Sl、s2值代入式(2)，则可求得不同运
转情况时电动机的能量损耗。例如，用Sl=l、S2=0
代入，则表示电动机从静止状态加速至同步转速时的
损耗，即
觋=吉晡t+惫)盎(3)
(2)采用变频电源装置对异步电动机进行直线加
速、减速时的损耗(变频装置可以H／厂=常数的方法进
行控制)，可用式(4)计算
耽=(吉础警±2劭3既+子兄)(1+鲁)(4) ·
‘口J “2
式中，尺l’为折算至转子边的定子绕组电阻；r=
知3月2／3鹾；“+”号表示加速，“一”号表示减速；“为
从￡=0到t=气时的直线加速时间。如果负载转矩
死=0，则式(4)为
眠=吉知8警(1+鲁) (5)
(3)采用机械电磁抱闸时，制动转矩是与转速无
关的一恒值，用％代替砌后，其损耗计算式为
％=吉瞒盎(6)
式中，“+”号表示死与％方向一致，“一”号表示死
与％方向相反。当负载转矩死=0时，全部动能在摩
擦抱闸时以热能形式消耗掉；当有负载阻转矩时，动能
的一部分转换为对负载做功的能量。
(4)空载情况若采用能耗制动，则电动机的能量
损耗可用式(7)表示，即
职=吉晡1+鬈) (7)
2异步电动机各种不同的启动和制动
方式与能量损耗的关系
矿山铲装、提升起重等设备是通过电机驱动给负
载以动能，并随时使负载位能发生变化。如果选择合
理的电机启动和制动方式，有效地传递加速和减速时
的动能或回收重载下放的位能(转变成电能)，将会减
少
