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电机为什么要采用深槽转子?

文章来源:未知 人气:8165 发布时间:2021-06-23 08:10 S M L

在前面的题目中,我们谈到了起动、效率等电机性能的参数关系。鱼熊掌兼得是一种非常理想的效果,但如何实现确实是运动研究的课题。

如前所述,在起动过程中,我们期望较大的起动扭矩和较小的起动电流。这时电机的转子电阻需要很大,但在电机运行过程中,为了满足电机的效率指标,我们也希望转子电阻小一些。对于这一要求,绕线转子电机可以通过在启动过程中串联电阻,在运行过程中切断电阻来解决,但是对于铸铝转子电机,如何实现这一点是我们今天的课题。

与绕线转子相比,铸铝转子的槽形自由得多,不受绕组形状的限制,而是尽量按照理论性能要求进行设计,深槽转子就是一个很好的例子。

根据转子冲槽的深宽比,对深槽转子进行了定义。深槽转子的深宽比超过10,一般在10-12之间。感兴趣的时候可以观察统计电机转子的槽形。

深槽转子电机主要是利用趋肤效应,即当导体中存在交流电或交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,电流集中在导体的“趋肤”部分,也就是说电流集中在导体外表面的薄层中,越靠近导体表面,导体内部的电流密度越大,实际电流越小,导致导体电阻增大。对于电机转子来说,趋肤效应的最终效应就好像电流被挤压到转子的槽位,所以习惯上也称之为挤压效应。

当电机启动时,电机转子条中的电流将均匀分布。电机起动前后电阻的变化主要是由于转子电流频率的变化。深槽转子充分利用了导体的趋肤效应,在不影响电机运行效率的情况下,有效提高了电机的启动性能。

当趋肤效应将导体棒中的电流推向槽口时,同一电流产生的槽漏磁通减小,从而槽漏抗减小。因此,趋肤效应增加了转子电阻,降低了转子漏抗。

趋肤效应的强度取决于转子电流的频率和槽的大小。频率越高,槽越深,趋肤效应明显。当相同槽尺寸的转子具有不同的频率时,趋肤效应的影响是不同的。电机正常运行启动时,转子等效电阻相差很大。对于相同频率,深槽转子的趋肤效应很强,但对于普通结构的鼠笼转子,趋肤效应也有一定程度的影响。因此,即使是普通结构的鼠笼式转子也要分别在启动和运行时计算转子参数。

深槽异步电动机的转子漏抗,由于转子的深槽形状,因趋肤效应而降低,但仍大于普通鼠笼式转子。因此,深槽电机的功率因数和最大扭矩略低于普通鼠笼电机。

对于电机产品,应根据具体的使用条件适当选择相关的性能优势。但是随着变频技术的发展,鼠笼式电动机的起动可能不是大问题。如何将传统电机控制与新的控制技术相结合,是未来电机发展不可逆转的趋势。

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