Squirrel-Cage Induction Motors: Varför välja djupa-slitsrotorer?

Med populariseringen av strömförsörjning med variabel-frekvens har startproblemet med motorer lätt lösts. Men för vanliga strömförsörjningar, start avekorre-induktionsmotorer för burrotorhar alltid varit en utmaning. Från analysen av start- och driftsprestanda för asynkronmotorer kan man se att under start krävs ett större rotormotstånd för att öka startvridmomentet och minska strömmen; medan det under motordrift krävs ett mindre rotormotstånd för att minska rotorns kopparförlust och förbättra motoreffektiviteten. Detta är uppenbarligen en motsägelse.

Förlindade-rotorinduktionsmotorereftersom resistans kan seriekopplas under start och sedan stängas av under drift, är detta krav väl uppfyllt. Induktionsmotorer med lindade-rotor har dock komplexa strukturer, höga kostnader och obekvämt underhåll, vilket begränsar deras tillämpningar. Detta har fått folk att börja med rotorslitsformen hos ekorr-burinduktionsmotorer och försöka använda "skin-effekten" för att uppnå stort motstånd under start och litet motstånd under drift. Motorer med djupa-spår och dubbel-ekorre-rotormotorer har sådan startprestanda. Idag kommer hon att diskutera djupa{10}}slitsrotormotorer med alla.

Djupa-slitsinduktionsmotorer

För att förstärka hudeffekten, rotorslitsformen pådjupa-induktionsmotorerär djup och smal, med ett förhållande mellan spårdjup och spårbredd i intervallet 10-12. När ström flyter genom rotorstängerna är läckflödet kopplat till botten av stängerna mycket mer än det som är kopplat till slitsöppningsdelen. Därför, om stången betraktas som en parallellkoppling av flera små ledare uppdelade längs spårhöjden, har de små ledarna närmare spårets botten en större läckreaktans och ju närmare spåröppningen, desto mindre är läckageaktansen.

Under start, på grund av den höga frekvensen av rotorströmmen och den stora läckreaktansen, beror strömfördelningen i varje liten ledare på läckreaktansen-ju större läckreaktansen är, desto mindre är läckströmmen. Sålunda, under verkan av samma elektromotoriska kraft inducerad av luftgapets huvudflöde, kommer strömtätheten nära botten av stången att vara mycket liten, och den kommer att vara större närmare slitsöppningen.

På grund av skin-effekten pressas det mesta av strömmen till den övre delen av stången, och delen av stången längst ner på spåret spelar en mycket liten roll. Denna effekt är likvärdig med att minska höjden och-tvärsnittsarean på stången, så rotormotståndet ökar och uppfyller kravet på stort motstånd under start. När motorn slutar starta och fungerar normalt, eftersom frekvensen av rotorströmmen är mycket låg, är läckagereaktansen hos rotorlindningen mycket mindre än rotorresistansen. Därför bestäms strömfördelningen i varje liten ledare som nämnts tidigare huvudsakligen av resistansen.

Eftersom resistansen för varje liten ledare är lika, kommer strömmen i stången att vara jämnt fördelad, så skineffekten försvinner i princip, och rotorstångens motstånd blir litet igen, nära DC-resistansen. Det kan ses att rotormotståndet under normal drift automatiskt blir litet, och därigenom uppnås effekten av att minska kopparförlusten och förbättra effektiviteten.

Vad är hudeffekten?

Hudeffekten syftar på fenomenet att när växelström passerar genom en ledare kommer strömmen att koncentreras på ledarens yta. När ström eller spänning överförs i en ledare av elektroner med hög frekvens, kommer den att samlas på ytan av den totala ledaren istället för att vara jämnt fördelad över hela ledarens tvärsnittsarea.

Hudeffekten påverkar inte bara rotormotståndet utan även rotorläckagereaktansen. Det kan ses från spårets läckflödesbana att strömmen som passerar genom en viss liten ledare endast genererar läckflöde från den lilla ledaren till spåröppningen, inte från den lilla ledaren till spårets botten, eftersom den senare inte är kopplad till strömmen. Sålunda, för samma storleksordning av ström, ju närmare slitsens botten, desto mer läckflöde genereras, och ju närmare slitsöppningen, desto mindre läckflöde genereras. Det kan ses att när hudeffekten pressar strömmen i stången till slitsöppningen, reduceras slitsläckflödet som genereras av samma ström, så att slitsläckagereaktansen reduceras. Därför ökar hudeffekten rotormotståndet och minskar rotorläckagereaktansen.

Intensiteten av skineffekten beror på rotorströmmens frekvens och spårstorleken. Ju högre frekvens och ju djupare slitsformen är, desto mer signifikant blir hudeffekten. För samma rotor resulterar olika frekvenser i olika effekter av skineffekten och därmed olika rotorparametrar. Av denna anledning bör rotorresistansen och läckagereaktansen under normal drift och start vara strikt åtskilda och inte förväxlas. För samma frekvens är hudeffekten av den djupa-slitsrotorn mycket stark, men för ekorr-burrotorn med en gemensam struktur har hudeffekten också en viss påverkan. Därför, även för ekorr-burrotorn med en gemensam struktur, bör rotorparametrarna under start och drift beräknas separat.

Även om rotorläckagereaktansen för induktionsmotorn med djup-slits reduceras på grund av hudeffekten på grund av dess mycket djupa rotorslitsform, är den fortfarande större än den för vanligaekorr-burmotorefter reduktion. Därför är effektfaktorn och det maximala vridmomentet för den djupa-slitsmotorn under drift något lägre än för den vanliga induktionsmotorn för-ekorren.