摘 要：为了提高电动机起动性能，一方面要改善电机设计，改进起动方法，降低谐波转矩对电动机起动的影响，更重要的是通过改善电网电能质量，建设绿色电网，从而减少因电网谐波的存在而引起的其它故障。
　　关键词：谐波；三相异步电机；影响
　　谐波起动异步电机定、转子绕组采用与常规电机不同的特殊设计，具有起动转矩大、起动电流小、运行性能优良、转子无滑环、可靠性高等优点，在节能增效、节省设备投资等方面具有显著优势。笔者阐述了谐波起动异步电机的工作原理及定、转子绕组的设计方法，但没有给出谐波起动异步电机起动性能计算的具体过程。本文对谐波起动异步电机起动性能的计算方法进行分析，通过编制相应的计算机程序，对计算结果进行了验证。
　　1、链式等效电路的计算模型
　　采用比T型等效电路更准确的链式等效电路，如图1所示。其中，r1为定子每相的电阻值；x1为定子每相的漏抗值，包括定子侧的槽漏抗和端部漏抗；xmv是每相v对极谐波等效电路的激磁电抗值；r2v是折算到定子的转子每相电阻值；x2v是折算到定子的v对极谐波的转子每相漏抗值，包括转子侧的槽漏抗、端部漏抗、斜槽漏抗和谐波差漏抗，sv是v对极谐波的转差率。
　　2、起动性能计算的数学模型
　　三相绕组磁势谐波分析和谐波转矩的计算谐波起动异步电机设计首先是绕组的设计。电机起动时定子绕组产生的某些磁势谐波成分是谐波起动异步电机起动性能优越的秘诀和关键所在。为了确定定子绕组方案的合理性，了解绕组方案的性能和特点，需要对各种绕组方案进行谐波分析。从电机绕组磁势的基本定义人手，利用复数解析法，设计出任意绕组的谐波分析程序。程序可以根据给定的任意三相绕组所占的槽号和线圈匝数计算出基波及各次谐波的绕组系数及磁势幅值大小。谐波起动异步电机起动时定子绕组产生较大的磁势谐波成分。和常规电机的计算不同，这些谐波产生的作用不能当作漏抗处理，而把这些谐波对电机起动时产生的转矩当作异步寄生转矩来计算。本文不考虑各次谐波转矩之间的相互影响，分别计算出基波和谐波磁势的电磁转矩，然后叠加，分析电机起动过程中的转矩变化情况。
　　3、等效电路的参数计算
　　等效电路中各参数的计算方法与常规异步电机基本相同。需要注意以下两个方面：定子起动绕组的每相串联匝数和并联支路数。需分析起动绕组的实际连接情况，运用“串并联绕组互相转换理论”等方法，对等效后的绕组进行还原，确定定子起动绕组的每相串联匝数和并联支路数。例如，对于“大小双星联接法”，每项串联匝数与定子运行绕组相同，并联支路数为“大星”所占的等相带数。对于“双星联接法”，每相串联匝数为定子运行绕组的2倍，并联支路数为1。转子绕组的折算值。转子绕组常采用串联接法复合线圈组结构。假设复合线圈组采用匝数为ω1，的多匝线圈和ω2的少匝线圈构成。根据谐波起动异步电机的工作原理，基波（p对极）和谐波磁势（p对极）在转子绕组中感生的电流流经不同的通路。在基波磁势下，转子绕组中感应的电流流经的通路与运行状态时相同，其对应的转子电阻r2p，漏抗x2p，实际值也与电机运行状态时相同。但由于定子绕组相串联匝数和绕组系数与电机运行状态时不同，导致折算系数不同。在主、副谐波等非基波极对数倍数次谐波磁势下，转子电流仅流过每个复合线圈组的内部。此情况下，可把转子绕组看成一个Z2相，每相仅有1个复合线圈组构成的多相绕组，Z2为转子槽数。其每相电阻，漏抗实际值为每个复合线圈组的电阻和漏抗值。根据匝数关系，极对数为v的非基波磁势转子电阻。
　　结束语：谐波起动异步电动机起动性能计算程序是在MATLAB软件GuI程序开发环境中编制。主界面中包含了电机运行性能计算模块。实际上，本程序在该主界面中作为谐波起动异步电机电磁计算程序的一个子程序而单独运行。程序计算结果以各种曲线形式直观显示。“详单输出”中可以查阅各个过程参数和详细的计算结果。提出了谐波起动异步电机起动性能计算方法及程序。根据定子起动绕组谐波分析的结果及转子绕组结构，较准确地计算出起动过程中各次谐波电磁转矩的变化情况，直观分析出各次谐波产生的转矩对于电机起动性能的影响，具有很强的实用性。软件操作方便、灵活，计算结果准确、直观，能较好地满足谐波起动异步电机设计的要求。
　　参考文献：
　　[1]沈文豹，电机理论与运行[M]，北京：水利电力出版社，2010
　　[2]王雪帆，三相单绕组变极鼠笼式异步电机[J]，华中科技大学学报，2013