Indukcijski motorji z veverico-kletko: zakaj izbrati rotorje z globoko-režo?

S popularizacijo napajalnikov s spremenljivo{0}}frekvenčnostjo je bil problem zagona motorjev enostavno rešen. Vendar pa je za običajne napajalnike zagonindukcijski motorji-z veveričjim rotorjemvedno je bil izziv. Iz analize zagonske in obratovalne zmogljivosti asinhronskih motorjev je razvidno, da je med zagonom potreben večji upor rotorja za povečanje zagonskega momenta in zmanjšanje toka; medtem ko je med delovanjem motorja potreben manjši upor rotorja za zmanjšanje izgube bakra rotorja in izboljšanje učinkovitosti motorja. To je očitno protislovje.

Zaindukcijski-motorji z navitim rotorjem, ker se lahko upor zaporedno poveže med zagonom in nato prekine med delovanjem, je ta zahteva dobro izpolnjena. Vendar imajo indukcijski-motorji z navitim rotorjem zapleteno strukturo, visoke stroške in neprijetno vzdrževanje, kar omejuje njihovo uporabo. To je spodbudilo ljudi, da so začeli z obliko rotorske reže indukcijskih motorjev z veverico-kletko in poskušali uporabiti "učinek kože", da bi dosegli velik upor med zagonom in majhen upor med delovanjem. Motorji z globoko-režo in rotorjem z dvojno{6}}veveričasto-kletko imajo takšno zagonsko zmogljivost. Danes bo gospa z vsemi razpravljala o-motorjih z globokimi režami.

Indukcijski motorji z-globokimi režami

Za izboljšanje učinka kože, oblika reže rotorjaindukcijski motorji z globokimi{0}}režamije globoka in ozka, z razmerjem med globino in širino reže v območju 10-12. Ko tok teče skozi palice rotorja, je tok uhajanja, povezan z dnom palic, veliko večji od tistega, ki je povezan z delom za odprtino reže. Če torej palico obravnavamo kot vzporedno povezavo več majhnih vodnikov, razdeljenih po višini reže, imajo majhni vodniki, ki so bližje dnu reže, večjo reaktanco uhajanja in čim bližje odprtini reže, manjšo reaktanco uhajanja.

Med zagonom je zaradi visoke frekvence toka rotorja in velike reaktanse uhajanja porazdelitev toka v vsakem majhnem prevodniku odvisna od reaktanse uhajanja-večja kot je reaktanca uhajanja, manjši je tok uhajanja. Tako bo pod delovanjem iste elektromotorne sile, ki jo inducira glavni tok zračne -reže, gostota toka blizu dna droga zelo majhna, bližje odprtini reže pa bo večja.

Zaradi skin efekta je večina toka stisnjena na zgornji del palice, del palice na dnu reže pa igra zelo majhno vlogo. Ta učinek je enakovreden zmanjšanju višine in-površine preseka palice, zato se upor rotorja poveča, kar izpolnjuje zahtevo po velikem uporu med zagonom. Ko se motor konča z zagonom in deluje normalno, ker je frekvenca toka rotorja zelo nizka, je reaktanca uhajanja navitja rotorja veliko manjša od upora rotorja. Zato porazdelitev toka v vsakem prej omenjenem majhnem prevodniku v glavnem določa upor.

Ker je upornost vsakega majhnega vodnika enaka, bo tok v palici enakomerno porazdeljen, tako da kožni učinek v bistvu izgine, upor palice rotorja pa spet postane majhen, blizu upora enosmernega toka. Vidimo lahko, da bo upor rotorja med normalnim delovanjem samodejno postal majhen, s čimer bo dosežen učinek zmanjšanja izgube bakra in izboljšanja učinkovitosti.

Kaj je učinek kože?

Učinek kože se nanaša na pojav, da ko izmenični tok teče skozi prevodnik, se tok koncentrira na površini prevodnika. Ko se tok ali napetost v prevodniku prenaša z visokofrekvenčnimi elektroni, se zbere na površini celotnega prevodnika, namesto da bi bil enakomerno porazdeljen po celotnem-prerezu prevodnika.

Učinek kože ne vpliva samo na upornost rotorja, ampak tudi na reaktanco uhajanja rotorja. Iz poti toka uhajanja reže je razvidno, da tok, ki teče skozi določen majhen vodnik, ustvarja samo tok uhajanja od majhnega vodnika do odprtine reže, ne pa od majhnega vodnika do dna reže, ker slednje ni povezano s tokom. Tako pri enaki velikosti toka, bližje dnu reže, večji tok uhajanja nastane, in bližje odprtini reže, manjši tok uhajanja. Vidimo lahko, da ko učinek kože stisne tok v palici do odprtine reže, se tok uhajanja reže, ki ga ustvari isti tok, zmanjša, zato se reaktanca uhajanja reže zmanjša. Zato kožni učinek poveča upornost rotorja in zmanjša reaktanco uhajanja rotorja.

Intenzivnost kožnega učinka je odvisna od frekvence toka rotorja in velikosti reže. Višja kot je frekvenca in globlja kot je oblika reže, pomembnejši je učinek kože. Za isti rotor različne frekvence povzročijo različne učinke kožnega učinka in s tem različne parametre rotorja. Zaradi tega je treba upornost rotorja in reaktanco uhajanja med normalnim delovanjem in zagonom strogo razlikovati in jih ne zamenjevati. Pri isti frekvenci je učinek kože rotorja z globoko-režo zelo močan, vendar ima učinek kože na rotorju z veverico-kletko s skupno strukturo prav tako določen učinek. Zato je treba parametre rotorja med zagonom in delovanjem izračunati ločeno tudi za rotor z veverico-kletko s skupno strukturo.

Čeprav je reaktanca uhajanja rotorja indukcijskega motorja z globoko-režo zmanjšana zaradi kožnega učinka zaradi njegove zelo globoke oblike reže rotorja, je še vedno večja kot pri navadnemmotor z veverico-kletkopo zmanjšanju. Zato sta faktor moči in največji navor motorja z globokimi-režami med delovanjem nekoliko nižja kot pri navadnem indukcijskem-motorju z veverico.