Kavezni{0}}indukcioni motori: Zašto odabrati rotore sa dubokim-prorezima?

Popularizacijom izvora napajanja promjenjive -frekvencije, problem pokretanja motora je lako riješen. Međutim, za obične izvore napajanja, početak odindukcioni motori sa -kaveznim rotoromje uvijek bio izazov. Iz analize startnih i radnih performansi asinhronih motora može se vidjeti da je prilikom pokretanja potreban veći otpor rotora kako bi se povećao startni moment i smanjila struja; dok je tokom rada motora potreban manji otpor rotora da bi se smanjio gubitak bakra rotora i poboljšala efikasnost motora. Ovo je očigledno kontradikcija.

Zaindukcioni motori sa namotanim-rotorom, budući da se otpor može serijski spojiti tokom pokretanja, a zatim prekinuti tokom rada, ovaj zahtjev je dobro ispunjen. Međutim, indukcioni motori-rotor sa namotanim rotorom imaju složenu strukturu, visoke troškove i nezgodno održavanje, što ograničava njihovu primjenu. Ovo je navelo ljude da počnu sa oblikom proreza rotora indukcionih motora sa kavezom- i pokušaju da iskoriste "efekat kože" kako bi postigli veliki otpor tokom pokretanja i mali otpor tokom rada. Motori sa dubokim{5}}prorezom i dvostrukim-kaveznim-kaveznim rotorom imaju takve startne performanse. Danas će gđa sa svima razgovarati o-motorima sa dubokim prorezima.

Indukcioni motori sa{0}}dubokim utorima

Za poboljšanje efekta kože, oblik proreza rotoraindukcioni motori{0}}sa dubokim utorimaje dubok i uzak, sa omjerom dubine proreza i širine proreza u rasponu od 10-12. Kada struja teče kroz šipke rotora, fluks curenja povezan sa dnom šipki je mnogo veći od onog koji je povezan sa dijelom za otvaranje proreza. Stoga, ako se šipka posmatra kao paralelna veza nekoliko malih vodiča podijeljenih duž visine proreza, mali provodnici bliže dnu proreza imaju veću reaktanciju curenja, a što je bliže otvoru proreza, manju je reaktanciju curenja.

Tokom pokretanja, zbog visoke frekvencije struje rotora i velike reaktanse curenja, raspodjela struje u svakom malom provodniku zavisi od reaktanse curenja-što je veća reaktanca curenja, to je manja struja curenja. Dakle, pod djelovanjem iste elektromotorne sile inducirane glavnim fluksom zračnog{2}}otvora, gustina struje u blizini dna šipke bit će vrlo mala, a bit će veća bliže otvoru proreza.

Zbog skin efekta, većina struje se stisne na gornji dio šipke, a dio šipke na dnu utora igra vrlo malu ulogu. Ovaj efekat je ekvivalentan smanjenju visine i poprečnog{1}}površine šipke, tako da se otpor rotora povećava, ispunjavajući zahtjev za velikim otporom tokom pokretanja. Kada se motor završi s pokretanjem i radi normalno, budući da je frekvencija struje rotora vrlo niska, reaktanca curenja namotaja rotora je mnogo manja od otpora rotora. Stoga je distribucija struje u svakom malom provodniku spomenutom ranije uglavnom određena otporom.

Budući da je otpor svakog malog vodiča jednak, struja u šipki će biti ravnomjerno raspoređena, tako da skin efekat u osnovi nestaje, a otpor rotorske šipke ponovo postaje mali, blizu DC otpora. Može se vidjeti da će otpor rotora tokom normalnog rada automatski postati mali, čime će se postići efekat smanjenja gubitka bakra i poboljšanja efikasnosti.

Šta je efekat kože?

Skin efekat se odnosi na fenomen da kada naizmenična struja prolazi kroz provodnik, struja će se koncentrirati na površini vodiča. Kada se struja ili napon prenose u provodniku putem elektrona visoke frekvencije, oni će se skupiti na površini ukupnog provodnika umjesto da budu ravnomjerno raspoređeni po cijeloj površini poprečnog{1}}poprečnog presjeka provodnika.

Skin efekat ne utiče samo na otpor rotora već i na reaktanciju curenja rotora. Iz putanje toka curenja utora može se vidjeti da struja koja prolazi kroz određeni mali provodnik samo stvara fluks curenja od malog provodnika do otvora utora, a ne od malog vodiča do dna proreza, jer potonji nije povezan sa strujom. Dakle, za istu veličinu struje, što je bliže dnu proreza, stvara se veći fluks curenja, a što je bliže otvoru proreza, stvara se manji fluks curenja. Može se vidjeti da kada skin efekt stisne struju u šipki do otvora utora, fluks propuštanja utora generiran istom strujom se smanjuje, pa se reaktanca curenja utora smanjuje. Stoga, skin efekat povećava otpor rotora i smanjuje reaktanciju curenja rotora.

Intenzitet skin efekta zavisi od frekvencije struje rotora i veličine proreza. Što je viša frekvencija i što je oblik utora dublji, efekt kože je značajniji. Za isti rotor, različite frekvencije rezultiraju različitim efektima skin efekta, a time i različitim parametrima rotora. Iz tog razloga, otpor rotora i reaktancija curenja tokom normalnog rada i pokretanja treba striktno razlikovati i ne brkati. Za istu frekvenciju, skin efekat rotora sa dubokim{4}}prorezima je veoma jak, ali za kavezni-rotor sa zajedničkom strukturom, skin efekat takođe ima određeni uticaj. Stoga, čak i za kavezni-rotor sa zajedničkom strukturom, parametre rotora tokom pokretanja i rada treba računati odvojeno.

Iako je reaktanca curenja rotora indukcionog motora s dubokim-prorezom smanjena zbog skin efekta zbog njegovog vrlo dubokog oblika proreza rotora, ona je još uvijek veća od one kod običnogkavezni{0}}motornakon smanjenja. Stoga su faktor snage i maksimalni obrtni moment motora sa dubokim-prorezima tokom rada nešto niži od onih kod običnog-indukcionog motora sa kavezom.