1 前言

    异步电机是典型的常规交流电机。自从现代交流变频调速技术发明以来，异步电机驱动技术得到了广泛的研究和发展。但在这些研究中，主要针对变频器拓朴结构及控制算法的研究开发，而在异步电机设计和分析方面却没有明显的改变。目前，我国所用电动机主要为20世纪70年代末设计出来的Y系列异步电机，该电机主要是针对恒频恒压电源设计的。这样的电机在变频器供电下，其效率、功率因数和功率密度等稳态性能都有所下降，且电机绝缘、噪声及其它故障情况也趋于恶化。因此，重新考虑异步电机在变频调速系统中的设计问题势在必行。

    2 变频器供电下的电机运行条件

    在变频器供电方式下，异步电机的运行条件有了一个很大的变化，常规异步电机设计和分析方法已经不能与之相适应。

    常规异步电机设计中，基本设计要点是:

    (1)满足所需要的启动特性;

    (2)具有良好的稳定运行状况;

    (3)制造简便。

    为了满足启动要求，通常将转子槽设计成深槽或双鼠笼槽，利用其集肤效应增加启动时的转子电阻，从而提高启动转矩。但这样既降低了电机稳定正常运行时的特性(如降低了效率和功率因素)，又增加了制造加工的难度。对变频器供电下的异步电机，由于可方便地调频调压，使其机械特性曲线可以有条件的平移。当频率下降时，曲线左移;当频率上升时，曲线右移。这给电机运行带来新的变化，主要体现在以下几个方面:

    1)电源频率变小，电机机械特性可随之左移。这样可利用调频来直接利用其最大转矩作为启动转矩，从而使转子槽型可以在提高稳定运行性能的目标上进行优化设计。

    2)变频器适当地变频变压，从而可将异步电机调节在最佳运行点上，即得到最小滑差、最大效率和高功率因素。这样在保证出力不变的情况下，可用最大效率和高功率因素代替额定效率和额定功率因素，进而减小电机尺寸，减轻其重量和降低成本。

    3)通过变频器的调频调压，可对异步电机进行矢量控制，在保证足够的气隙磁场条件下，可得最小励磁电流，从而同时提高电机的功率因数和效率。

    3设计要点

    为充分利用变频器能变频变压的供电条件，挖掘电机本身潜能，提高电机本身性能，降低其制造和运行成本，自90年代以来，逐步发展了在变频器供电下的异步电机设计和分析方法。概括起来有下面五点:

    1)设计应是一个运行区域的最优设计，而不是传统的额定点的设计。

    以往电机设计都是围绕运行额定点来设计，以获取最佳额定运行性能。而对于变频调速电机来说，往往电机是运行在一个区间，所以仅仅具有最佳额定运行性能是不够的，更重要的是在运行区间里有较好的运行性能。

    2)电机设计在追求高效率的同时，必须考虑高功率因素。

    传统电机设计中主要追求高效率，而忽视对高功率因数的追求。

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