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随着微电子器件和电力电子技术的快速发展,大量具有非线性、冲击性和不平衡特性的负荷接入电网,电能质量问题日趋恶化。其中最突出的是谐波、电压波动与闪变、电压偏差和三相不平衡等电能质量污染,这些问题极大地影响着电网中用电设备的正常运行。而以电能为动力的机械中,约有90%左右为异步电机,是各类电动机中应用最广、需求量最大的一种,其用电量约占电力系统总负荷的60%左右。因此,研究电能质量污染对异步电机各项性能指标的影响,有助于了解异步电机在实际运行中的工作状态,对改善异步电机运行状态、提高效率、节约电能具有重要意义。 本文首先介绍了电能质量的各项评价指标,选取其中最常见的三种问题:谐波、电压偏差、三相不平衡,分析了这几种电能质量污染情况对异步电机运行特性的影响。从等效电路入手,详细分析了异步电机的损耗、效率、转矩、功率、起动特性、过载能力等方面的变化。 其次,在工厂车间内安装电能质量监测设备,采集了轧钢厂和钢管厂实际的用电数据;利用VB编程设计完成了一个数据处理软件,该软件从大量用电数据中提取和计算出上述三种电能质量问题的具体特征,实现了监测数据可视化;通过对数据的分析,获得了工厂配电网中常见的谐波次数与谐波畸变率、电压偏差幅度、三相不平衡度等实际生产中的电能质量参数。 再次,根据异步电机的数学模型,利用Ansoft建立了异步电机在电能质量污染情况下的模型,输入实际获取的电能质量参数,模拟了异步电机在谐波、电压偏差和三相不平衡情况下输出转矩、转速、电流、损耗等等各项性能指标的变化,获得了仿真结果。 最后,针对异步电机性能所受的影响,提出了抑制谐波、降低电压偏差和平衡负载等改善电能质量的具体措施。