Кавезни{0}}индукциони мотори: Зашто одабрати роторе са дубоким-прорезима?

Са популаризацијом извора напајања променљиве{0}}фреквенције, проблем покретања мотора је лако решен. Међутим, за обичне изворе напајања, почетак одиндукциони мотори са{0}}кавезним роторомје увек био изазов. Из анализе стартних и радних перформанси асинхроних мотора може се видети да је при стартовању потребан већи отпор ротора за повећање стартног момента и смањење струје; док је током рада мотора потребан мањи отпор ротора да би се смањио губитак бакра ротора и побољшала ефикасност мотора. Ово је очигледно контрадикција.

Заиндукциони мотори са намотаним{0}}ротором, пошто се отпор може серијски повезати током покретања, а затим прекинути током рада, овај захтев је добро испуњен. Међутим, индукциони мотори{1}}са намотаним ротором имају сложену структуру, високе трошкове и незгодно одржавање, што ограничава њихову примену. Ово је подстакло људе да почну са обликом прореза ротора индукционих мотора са кавезом- и покушају да искористе „ефекат коже“ да би постигли велики отпор током покретања и мали отпор током рада. Мотори са дубоким-прорезом и двоструким-кавезним-кавезним ротором имају такве стартне перформансе. Данас ће госпођа са свима разговарати о-моторима са дубоким прорезима.

Индукциони мотори са{0}}дубоким прорезима

Да би се побољшао ефекат коже, облик прореза ротора одиндукциони мотори{0}}са дубоким прорезимаје дубок и узак, са односом дубине прореза и ширине прореза у распону од 10-12. Када струја тече кроз шипке ротора, флукс цурења повезан са дном шипки је много већи од оног који је повезан са делом за отварање прореза. Према томе, ако се шипка посматра као паралелна веза неколико малих проводника подељених дуж висине прореза, мали проводници ближе дну прореза имају већу реактансу цурења, а што је ближе отвору прореза, то је мања реактанса цурења.

Током покретања, због високе фреквенције струје ротора и велике реактансе цурења, расподела струје у сваком малом проводнику зависи од реактансе цурења-што је већа реактанца цурења, то је мања струја цурења. Дакле, под дејством исте електромоторне силе изазване главним флуксом ваздушног{2}}отвора, густина струје у близини дна шипке ће бити веома мала, а биће већа ближе отвору прореза.

Због скин ефекта, већина струје је стиснута на горњи део шипке, а део шипке на дну утора игра веома малу улогу. Овај ефекат је еквивалентан смањењу висине и попречног пресека-површине шипке, тако да се отпор ротора повећава, испуњавајући захтев великог отпора током покретања. Када мотор заврши са стартовањем и ради нормално, пошто је фреквенција струје ротора веома ниска, реактанца цурења намотаја ротора је много мања од отпора ротора. Према томе, расподела струје у сваком раније поменутом малом проводнику углавном је одређена отпором.

Пошто је отпор сваког малог проводника једнак, струја у шипки ће бити равномерно распоређена, тако да ефекат коже у основи нестаје, а отпор роторске шипке поново постаје мали, близу ДЦ отпора. Може се видети да ће отпор ротора током нормалног рада аутоматски постати мали, чиме ће се постићи ефекат смањења губитка бакра и побољшања ефикасности.

Шта је ефекат коже?

Скин ефекат се односи на феномен да када наизменична струја пролази кроз проводник, струја ће се концентрисати на површини проводника. Када се струја или напон преносе у проводнику помоћу електрона високе фреквенције, они ће се скупити на површини укупног проводника уместо да буду равномерно распоређени по целој површини попречног пресека проводника.

Скин ефекат утиче не само на отпор ротора већ и на реактанцију цурења ротора. Из путање флукса цурења утора може се видети да струја која пролази кроз одређени мали проводник само генерише флукс цурења од малог проводника до отвора прореза, а не од малог проводника до дна прореза, јер овај други није повезан са струјом. Дакле, за исту величину струје, што је ближе дну прореза, ствара се већи флукс цурења, а што је ближе отвору прореза, ствара се мањи флукс цурења. Може се видети да када скин ефекат стисне струју у шипки до отвора слота, флукс цурења утора који генерише иста струја се смањује, па се реактанца цурења слота смањује. Због тога, скин ефекат повећава отпор ротора и смањује реактанцију цурења ротора.

Интензитет скин ефекта зависи од фреквенције струје ротора и величине слота. Што је већа фреквенција и што је облик слота дубљи, то је значајнији ефекат коже. За исти ротор, различите фреквенције резултирају различитим ефектима скин ефекта, а самим тим и различитим параметрима ротора. Из тог разлога, отпор ротора и реактанца цурења током нормалног рада и покретања треба стриктно разликовати и не мешати. За исту фреквенцију, кожни ефекат ротора са дубоким-прорезима је веома јак, али за кавезни ротор-са заједничком структуром, ефекат коже такође има одређени утицај. Стога, чак и за кавезни-ротор са заједничком структуром, параметре ротора током покретања и рада треба рачунати одвојено.

Иако је реактанса цурења ротора индукционог мотора са дубоким{0}}прорезима смањена због ефекта коже због његовог веома дубоког облика прореза ротора, она је и даље већа од оне код обичногкавезни{0}}моторпосле смањења. Због тога су фактор снаге и максимални обртни момент мотора са дубоким-прорезима током рада нешто нижи од оних код обичног-индукционог мотора са кавезом.