S popularizací napájecích zdrojů s proměnnou frekvencí se problém spouštění motorů stal snadno řešitelným, ale u běžných napájecích zdrojů je spouštěnírotor s klecí nakrátkoAsynchronní motory představovaly vždy problém. Z analýzy spouštěcího a provozního výkonu asynchronních motorů vyplývá, že pro zvýšení spouštěcího momentu a snížení proudu během spouštění je nutné zvětšit odpor rotoru; zatímco za chodu motoru je nutné zmenšit odpor rotoru, aby se snížily ztráty v mědi rotoru a zlepšila se účinnost motoru; což je zjevný rozpor.
U motorů s vinutým rotorem je tento požadavek dobře splněn, protože rezistor lze zapojit do série během spouštění a poté jej během provozu odpojit. Asynchronní motor s vinutým rotorem má však složitou konstrukci, vysoké náklady a nepraktickou údržbu, což do určité míry omezuje jeho použití; to vede lidi k tomu, aby vycházeli z tvaru rotorové drážky veverčí klece.asynchronní motora pokuste se využít „skinefekt“ k dosažení velkého rozběhového odporu a malého odporu během provozu. Motory s hlubokým drážkovým rotorem a motory s dvojitou klecí nakrátko mají tento rozběhový výkon. Dnes si povíme o motorech s hlubokým drážkovým rotorem.
Asynchronní motor s hlubokou drážkou
Aby se zesílil skin efekt, tvar drážky rotoru asynchronního motoru s hlubokou drážkou je hluboký a úzký a poměr hloubky drážky k šířce drážky je v rozmezí 10-12. Když proud prochází rotorovými tyčemi, je svodový tok propojený se spodní částí tyčí mnohem větší než svodový tok propojený s otvorem drážky. Pokud tedy tyče považujeme za řadu malých vodičů rozdělených podél výšky drážky zapojených paralelně, malé vodiče blíže ke spodní části drážky mají větší svodovou reaktanci a čím blíže k otvoru drážky, tím menší je svodová reaktance.
Při spouštění, protože frekvence rotorového proudu je vysoká a svodová reaktance je velká, bude rozložení proudu v každém malém vodiči záviset na svodové reaktanci. Čím větší je svodová reaktance, tím menší je svodový proud. Tímto způsobem bude hustota proudu v blízkosti dna štěrbiny v tyčích velmi malá a čím blíže k otvoru štěrbiny, tím větší je hustota proudu.
V důsledku skin efektu je poté, co je většina proudu stlačena do horní části vodivé tyče, úloha vodivé tyče ve spodní části drážky velmi malá, což odpovídá zmenšení výšky a průřezu vodivé tyče, takže se zvyšuje odpor rotoru a splňuje se požadavek na velký odpor při spouštění. Když je motor spuštěn a motor běží normálně, v důsledku nízké frekvence rotorového proudu je svodová reaktance rotorového vinutí mnohem menší než odpor rotoru, takže rozložení proudu ve výše uvedených malých vodičích bude určeno především odporem.
Protože odpor každého malého vodiče je stejný, proud v tyči vodiče bude rovnoměrně rozložen, takže skin efekt v podstatě mizí a odpor tyče vodiče rotoru se opět zmenší, blíží se odporu stejnosměrného proudu. Je vidět, že za normálního provozu se odpor rotoru automaticky sníží, čímž se dosáhne efektu snížení ztrát mědi a zlepšení účinnosti.
Jaký je kožní efekt?
Skin efekt se také nazývá skin efekt. Když střídavý proud prochází vodičem, proud se koncentruje na jeho povrchu. Tento jev se nazývá skin efekt. Když je proud nebo napětí vedeno vodičem s elektrony o vyšší frekvenci, shromažďují se na povrchu celého vodiče, místo aby byly rovnoměrně rozloženy po celé ploše průřezu vodiče.
Skin efekt ovlivňuje nejen odpor rotoru, ale také rozptylovou reaktanci rotoru. Z dráhy rozptylového toku štěrbiny je patrné, že proud procházející malým vodičem generuje rozptylový tok pouze z malého vodiče do štěrbiny, ale nikoli z malého vodiče do dna štěrbiny, protože to není s proudem propojeno. Tímto způsobem, pro stejný proud, čím blíže ke dnu štěrbiny, tím více rozptylového toku se generuje, a čím blíže ke štěrbině, tím méně rozptylového toku se generuje. Je vidět, že když skin efekt stlačí proud ve vodiči do štěrbiny, snižují se rozptylový tok generovaný stejným proudem, a tím se snižuje rozptylová reaktance štěrbiny. Skin efekt proto zvyšuje odpor rotoru a snižuje rozptylovou reaktanci rotoru.
Síla skin efektu závisí na frekvenci rotorového proudu a velikosti drážky. Čím vyšší je frekvence a čím hlubší je drážka, tím výraznější bude skin efekt. U stejného rotoru, pokud se frekvence liší, bude skin efekt odlišný a budou se lišit i parametry rotoru. Z tohoto důvodu je třeba přesně rozlišovat odpor rotoru a svodovou reaktanci během normálního provozu a spouštění a nelze je zaměňovat. Pro stejnou frekvenci je skin efekt u rotorů s hlubokou drážkou velmi silný, ale skin efekt má určitý vliv i na rotory s klecí nakrátko s běžnou konstrukcí. Proto i u rotoru s klecí nakrátko s běžnou konstrukcí je třeba parametry rotoru při spouštění a provozu vypočítávat samostatně.
Reaktance rozptylu rotoru hluboké drážkyasynchronní motorDíky drážkovému tvaru rotoru je skin-efekt zmenšen, ale i po redukci je rozptylová reaktance rotoru stále větší než u běžného rotoru s klecí nakrátko. Proto je účiník a maximální točivý moment motorů s drážkou nakrátko o něco nižší než u běžných motorů s klecí nakrátko.
Čas zveřejnění: 5. července 2024