Induktionsmotorer: Vilken inverkan har hög-ordningsövertoner på deras prestanda?

I tidigare tweets diskuterade vi start- och driftsegenskaperna förinduktionsmotorer, även känd somasynkrona motorer. Detta involverar motorns elektromagnetiska vridmoment, som genereras av interaktionen mellan det fundamentala magnetfältet i luftgapet och rotorströmmen som induceras av det. För vilken motor som helst, förutom det fundamentala magnetfältet, finns det olika grader av hög- harmoniska magnetfält i luftgapet. Under inverkan av hög-övertonsmagnetfält alstras motsvarande harmoniska vridmoment, även kallade extra vridmoment. Dessa ytterligare vridmoment kommer att störa effekten av det elektromagnetiska vridmomentet i varierande grad och i allvarliga fall leda till svårigheter att starta motorn eller till och med att inte starta alls.

På grund av den objektiva förekomsten av tänder och slitsar i motorns stator- och rotorkärnor, den icke-sinusformade fördelningen av lindningar och den ojämna mättnaden av motormagnetkretsen, är övertoner av hög-ordning oundvikliga under motordrift.

Det finns två typer av vridmoment som genereras av övertoner av hög-ordning: asynkront extra vridmoment och synkront extra vridmoment. Båda har negativa effekter på motorns startprestanda. Generellt sett kommer asynkront extra vridmoment att få motorn att krypa med en viss hastighet och inte nå den nominella hastigheten; om synkront extra vridmoment uppstår vid startögonblicket kan det leda till en dödpunkt vid motorstart, även när motorn startas under tomgångsförhållanden. När det gäller detta problem upptäcks det ibland under motortestning: för motorer med samma specifikation i samma batch, även om samma spänning appliceras, kan enskilda motorer ibland inte starta. I det här fallet är den vanliga praxisen att rotera motorrotorn i en vinkel för att enkelt starta den.

Genom teoretisk analys kan vi finna att eftersom vridmomentet som genereras av hög-övertoner överlagras på vridmomentkurvan, kommer konkava punkter att dyka upp på kurvan, vilket försämrar motorns startprestanda. Hur minskar jag effekten av hög-övertoner och förbättrar motorns startprestanda? Vanliga och mycket effektiva åtgärder inkluderar: justering av spårpassningen mellan motorstatorn och rotorn; öka motorstatorns luftgap; snedställning av statorn eller rotorslitsarna; anta korta-pitch och heltals-slotlindningar, etc.

Syftet med att justera spårpassningen mellan motorstatorn och rotorn är att minska och eliminera synkront ytterligare vridmoment; ökning av statorns-rotorluftgap försvagar övertoner av hög-ordning genom det proportionella förhållandet mellan arbetsvågen och övertonsmagnetiska konduktansvärden.

Enligt den faktiska produktions- och bearbetningstekniken är snedställda slitsar vanligare på rotorn, vilket effektivt kan styra värdet av synkront ytterligare vridmoment. Men när skeva slitsar används kommer motorns effektfaktor och maximala vridmomentprestanda att försämras i varierande grad.

Förutom påverkan på motorns startprestanda är en annan negativ effekt av hög-ordningsövertoner motorns högfrekventa elektromagnetiska brus. Vi har diskuterat hög-elektromagnetiskt brus ganska mycket i tidigare artiklar, och åtgärderna för att hantera sådana problem är liknande.

För slitsen passa mellan statorn och rotorn på enasynkronmotor, måste den baseras på ett stort antal design- och testresultat. Många designdokument ger några empiriska passningsförhållanden för urval, end naturligtvis finns det också några tabu-passade relationer. Vi kommer att skapa ett separat avsnitt för att kommunicera det relevanta detaljerade innehållet med dig.