Почему асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором выбирают роторы с глубокими пазами?

С популяризацией источников питания с переменной частотой проблема запуска двигателя была легко решена, но для обычного источника питания запуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором всегда является проблемой.Из анализа пусковых и ходовых качеств асинхронного двигателя видно, что для увеличения пускового момента и уменьшения тока при пуске сопротивление ротора необходимо сделать больше;во время работы двигателя, чтобы уменьшить потребление меди ротора и повысить эффективность двигателя, сопротивление ротора должно быть небольшим;это явное противоречие.

фото_20230331165703

Для двигателя с фазным ротором, поскольку сопротивление может быть включено последовательно при запуске, а затем отключено во время работы, это требование хорошо выполняется.Однако конструкция асинхронного двигателя с обмоткой сложна, стоимость высока, а обслуживание неудобно, поэтому его применение в определенной степени ограничено;Резисторы, при этом специально работают с небольшими резисторами.Именно такими пусковыми характеристиками обладают двигатели с глубокими пазами и роторами с двойным короткозамкнутым ротором.Сегодня г-жа участвовала в разговоре о двигателе с глубоким пазом ротора.
Асинхронный двигатель с глубоким пазом
Чтобы усилить скин-эффект, форма канавки ротора асинхронного двигателя с глубокими канавками является глубокой и узкой, а соотношение глубины канавки к ширине канавки находится в диапазоне 10-12.При прохождении тока через стержень ротора магнитный поток рассеяния, пересекающий нижнюю часть стержня, намного больше, чем поток, пересекающий часть с надрезом.Поэтому, если считать, что стержень разделен на несколько небольших проводников, соединенных параллельно, то более мелкие проводники ближе к дну паза имеют большее реактивное сопротивление рассеяния, а чем ближе к пазу, тем меньше реактивное сопротивление рассеяния.

 

фото_20230331165710

При запуске, поскольку частота тока ротора высока и реактивное сопротивление утечки велико, распределение тока в каждом маленьком проводнике будет зависеть от реактивного сопротивления утечки, и чем больше реактивное сопротивление утечки, тем меньше ток утечки.Таким образом, под действием того же потенциала, наведенного основным магнитным потоком воздушного зазора, плотность тока в стержне у дна щели будет очень мала, и чем ближе к щели, тем больше ток плотность.
Из-за скин-эффекта, после того как большая часть тока сжимается в верхнюю часть направляющей, роль направляющей в нижней части канавки очень мала.Соответствуют требованиям большого сопротивления при запуске.Когда двигатель запускается и двигатель работает нормально, поскольку частота тока ротора очень низкая, реактивное сопротивление рассеяния обмотки ротора намного меньше, чем сопротивление ротора, поэтому распределение тока в вышеупомянутых небольших проводниках будет в основном определяется сопротивлением.

 

фото_20230331165713

Поскольку сопротивление каждого маленького проводника одинаково, ток в стержне будет распределяться равномерно, поэтому скин-эффект практически исчезает, а сопротивление стержня ротора становится меньше, приближаясь к сопротивлению постоянному току.Видно, что сопротивление ротора при нормальной работе будет автоматически уменьшаться, тем самым удовлетворяя эффект снижения расхода меди и повышения эффективности.
Каков скин-эффект?Скин-эффект еще называют скин-эффектом.Когда переменный ток проходит через проводник, ток концентрируется на поверхности проводника и течет.Это явление называется скин-эффектом.Когда ток или напряжение протекает в проводнике с электронами более высокой частоты, они собираются на поверхности всего проводника, а не равномерно распределяются по площади поперечного сечения всего проводника.

Скин-эффект влияет не только на сопротивление ротора, но и на реактивное сопротивление рассеяния ротора.Из траектории потока утечки в пазу видно, что ток, проходящий через небольшой проводник, создает только поток утечки от небольшого проводника к надрезу и не создает поток утечки от небольшого проводника к нижней части паза. слот.Потому что последний не сшит с этим током.Таким образом, при одинаковой величине тока, чем ближе к низу щели, тем больше будет генерироваться поток рассеяния, и чем ближе к отверстию щели, тем меньше будет генерироваться поток рассеяния.Видно, что когда скин-эффект сжимает ток в стержне до паза, магнитный поток утечки в щели, создаваемый тем же током, уменьшается, поэтому реактивное сопротивление утечки в щели уменьшается.Таким образом, скин-эффект увеличивает сопротивление ротора и снижает реактивное сопротивление рассеяния ротора.

фото_20230331165717

Сила скин-эффекта зависит от частоты тока ротора и размера формы щели.Чем выше частота, тем глубже форма щели и тем значительнее скин-эффект.Один и тот же ротор с разными частотами будет иметь разные эффекты скин-эффекта, а следовательно, и параметры ротора будут разными.По этой причине сопротивление ротора и реактивное сопротивление рассеяния при нормальной работе и пуске должны строго различаться и не могут быть перепутаны.Для той же частоты скин-эффект ротора с глубокими канавками очень силен, но скин-эффект также оказывает определенное влияние на общую структуру короткозамкнутого ротора.Поэтому даже для короткозамкнутого ротора общей конструкции параметры ротора при пуске и работе следует рассчитывать отдельно.

фото_20230331165719

Реактивное сопротивление рассеяния ротора асинхронного двигателя с глубоким пазом, поскольку форма паза ротора очень глубокая, хотя она и уменьшается под влиянием скин-эффекта, она все же больше, чем обычное реактивное сопротивление рассеяния ротора с короткозамкнутым ротором после уменьшения.Таким образом, коэффициент мощности и максимальный крутящий момент двигателя с глубоким пазом немного ниже, чем у обычного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Время публикации: 31 марта 2023 г.