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轉(zhuǎn)子槽形與電機整體性能關(guān)系分析

更新時間:2024-12-25點擊次數(shù):417

轉(zhuǎn)子槽形的類型及尺寸大小,對于電機性能的影響非常大,有時直接決定了電機的應(yīng)用特性。從幾何的角度分析,轉(zhuǎn)子槽的齒寬和軛高必須相匹配,確保各段磁路飽和水平基本一致,同時兼顧加工工藝及鐵芯機械強度和各部位剛度的要求。具體實際參數(shù)的設(shè)定方面:

1)槽的形狀或類型關(guān)系到電機的應(yīng)用特性,如轉(zhuǎn)子槽沿槽高方向?qū)挾鹊淖兓壤筒鄹叨鹊呐浣M將直接影響到電機的整體性能水平;

2)槽的大小取決于導體電流大小,槽形尺寸參數(shù)確保磁路各部位磁通密度處于合理范圍。

以異步電機為例,轉(zhuǎn)子槽有效面積大、電流密度小,意味著轉(zhuǎn)子電阻小,電機穩(wěn)定運行時效率高、發(fā)熱水平低,但起動轉(zhuǎn)矩?。晦D(zhuǎn)子槽寬高比小或選用截面有突變的凸形或刀形槽時,可以利用趨膚效應(yīng),最大限度加大起動時的轉(zhuǎn)子電阻、提高起動轉(zhuǎn)矩,同時確保穩(wěn)定運行時轉(zhuǎn)子電阻足夠小、效率高。實際上,不同應(yīng)用工況的電機轉(zhuǎn)子槽形之所以區(qū)別非常大,就是基于以上理論,使應(yīng)用特性趨于優(yōu)。

方案對比:

兩種的設(shè)計方案可以比較鮮明地反映出轉(zhuǎn)子槽形與電機整體性能間的關(guān)聯(lián)情況。

第一,雙鼠籠電機 一般上籠截面小、下籠截面大。起動時,趨膚效應(yīng)顯著,主要由上籠導流,下籠匝鏈漏磁通非常大、流過的電流非常小,導致轉(zhuǎn)子電阻非常大,因而起動轉(zhuǎn)矩也很高;穩(wěn)定運行時,因轉(zhuǎn)子電流的頻率很小,趨膚效應(yīng)可忽略不計,雙籠共同承擔載流作用,故而轉(zhuǎn)子電阻小,損耗和發(fā)熱小,電機效率提高。盡管雙籠結(jié)構(gòu)一定程度上可以彌補運行性能方面的缺陷,但該類電機效率、功率因數(shù)依然比較低,除了礦井掘進機類重載起動設(shè)備,一般很少采用這種設(shè)計方案。

第二,單鼠籠梨形槽轉(zhuǎn)子 所有類型轉(zhuǎn)子槽中,籠梨形槽轉(zhuǎn)子的運行特性最好,但起動性能也最差。然而,由于電力電子技術(shù)的發(fā)展,變頻器供電的變頻電機越來越普遍,就是因為單鼠籠梨形槽轉(zhuǎn)子電機的起動性能可以由變頻器軟啟動來彌補,可以滿足大多數(shù)應(yīng)用工況。

綜上所述,電機整體性能與轉(zhuǎn)子槽形緊密相關(guān),如何選用轉(zhuǎn)子槽形往往會因?qū)嶋H應(yīng)用目標的不同而進行適當調(diào)整。


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