Squirrel-Cage-induksjonsmotorer: Hvorfor velge dype-sporrotorer?

Med populariseringen av strømforsyninger med variabel-frekvens, har startproblemet med motorer blitt lett løst. Men for vanlige strømforsyninger starter oppstart avekorn-induksjonsmotorer for burrotorhar alltid vært en utfordring. Fra analysen av start- og driftsytelsen til asynkrone motorer kan det sees at det under start kreves en større rotormotstand for å øke startmomentet og redusere strømmen; mens under motordrift kreves en mindre rotormotstand for å redusere rotorens kobbertap og forbedre motoreffektiviteten. Dette er åpenbart en selvmotsigelse.

Tilviklede-rotorinduksjonsmotorer, siden motstand kan kobles i serie under start og deretter kuttes under drift, er dette kravet godt oppfylt. Viklede-rotorinduksjonsmotorer har imidlertid komplekse strukturer, høye kostnader og upraktisk vedlikehold, noe som begrenser bruksområdene. Dette har fått folk til å begynne med rotorspalteformen til ekorn-burinduksjonsmotorer og prøve å bruke "skin-effekten" for å oppnå stor motstand under start og liten motstand under drift. Dype-spor- og dobbel-ekorn-rotormotorer har en slik startytelse. I dag skal fru diskutere rotormotorer med dype{10}spalter med alle.

Dype-sporinduksjonsmotorer

For å forsterke hudeffekten, rotorens sporform avinduksjonsmotorer med dype-sporer dyp og smal, med et forhold mellom spordybde og sporbredde i området 10-12. Når strømmen flyter gjennom rotorstengene, er lekkasjefluksen knyttet til bunnen av stengene mye mer enn den som er knyttet til spalteåpningsdelen. Derfor, hvis stangen betraktes som en parallellforbindelse av flere små ledere delt langs spaltehøyden, har de små lederne nærmere spaltebunnen en større lekkasjereaktans, og jo nærmere spalteåpningen, desto mindre er lekkasjereaktansen.

Under start, på grunn av den høye frekvensen til rotorstrømmen og den store lekkasjereaktansen, avhenger strømfordelingen i hver liten leder av lekkasjereaktansen-jo større lekkasjereaktansen er, desto mindre er lekkasjestrømmen. Under påvirkning av den samme elektromotoriske kraften indusert av luft-hovedfluksen, vil strømtettheten nær bunnen av stangen være svært liten, og den vil være større nærmere spalteåpningen.

På grunn av skin-effekten presses det meste av strømmen til den øvre delen av stangen, og delen av stangen nederst på sporet spiller en veldig liten rolle. Denne effekten tilsvarer å redusere høyden og-tverrsnittsarealet til stangen, slik at rotormotstanden øker, og oppfyller kravet til stor motstand under start. Når motoren slutter å starte og fungerer normalt, siden frekvensen til rotorstrømmen er veldig lav, er lekkasjereaktansen til rotorviklingen mye mindre enn rotormotstanden. Derfor er strømfordelingen i hver liten leder nevnt tidligere hovedsakelig bestemt av motstanden.

Siden motstanden til hver liten leder er lik, vil strømmen i stangen være jevnt fordelt, slik at hudeffekten i utgangspunktet forsvinner, og motstanden til rotorstangen blir liten igjen, nær DC-motstanden. Det kan sees at rotormotstanden under normal drift automatisk vil bli liten, og derved oppnå effekten av å redusere kobbertap og forbedre effektiviteten.

Hva er hudeffekten?

Hudeffekten refererer til fenomenet at når vekselstrøm går gjennom en leder, vil strømmen konsentrere seg om lederens overflate. Når strøm eller spenning overføres i en leder av elektroner med høy frekvens, vil den samle seg på overflaten av den totale lederen i stedet for å være jevnt fordelt over hele-tverrsnittsarealet av lederen.

Hudeffekten påvirker ikke bare rotormotstanden, men også rotorlekkasjereaktansen. Det kan sees fra banen til spaltelekkasjefluksen at strømmen som går gjennom en viss liten leder bare genererer lekkasjefluks fra den lille lederen til spalteåpningen, ikke fra den lille lederen til spaltebunnen, fordi sistnevnte ikke er knyttet til strømmen. For samme strømstyrke, jo nærmere spaltebunnen, jo mer lekkasjefluks genereres, og jo nærmere spalteåpningen, jo mindre lekkasjefluks genereres. Det kan sees at når hudeffekten presser strømmen i stangen til spalteåpningen, reduseres spaltelekkasjefluksen generert av samme strøm, slik at spaltreaktansen reduseres. Derfor øker hudeffekten rotormotstanden og reduserer rotorlekkasjereaktansen.

Intensiteten til hudeffekten avhenger av frekvensen til rotorstrømmen og sporstørrelsen. Jo høyere frekvens og jo dypere spalteformen er, desto mer signifikant blir hudeffekten. For samme rotor resulterer ulike frekvenser i ulike effekter av skin-effekten, og dermed ulike rotorparametere. Av denne grunn bør rotormotstanden og lekkasjereaktansen under normal drift og start være strengt skilt og ikke forveksles. For samme frekvens er hudeffekten til dyp-sporrotoren veldig sterk, men for ekorn-burrotoren med felles struktur har hudeffekten også en viss innvirkning. Derfor, selv for ekorn-burrotoren med en felles struktur, bør rotorparametrene under start og drift beregnes separat.

Selv om rotorlekkasjereaktansen til den dype-sporinduksjonsmotoren er redusert på grunn av hudeffekten på grunn av dens veldig dype rotorspalteform, er den fortsatt større enn den vanligeekorn-burmotoretter reduksjon. Derfor er effektfaktoren og det maksimale dreiemomentet til den dype-spormotoren under drift litt lavere enn for den vanlige induksjonsmotoren for ekorn-bur.