Con la diffusione degli alimentatori a frequenza variabile, il problema dell'avviamento dei motori è diventato facile da risolvere, ma per gli alimentatori ordinari, l'avviamento dei motori è diventato più semplice.rotore a gabbia di scoiattoloI motori asincroni hanno sempre rappresentato un problema. Dall'analisi delle prestazioni di avviamento e di funzionamento dei motori asincroni, si evince che per aumentare la coppia di avviamento e ridurre la corrente durante l'avviamento, è necessario aumentare la resistenza del rotore; mentre, durante il funzionamento del motore, per ridurre le perdite per effetto Joule nel rotore e migliorare l'efficienza del motore, è necessario diminuire la resistenza del rotore; il che rappresenta una palese contraddizione.
Per i motori a rotore avvolto, poiché la resistenza può essere collegata in serie durante l'avviamento e poi rimossa durante il funzionamento, questo requisito è ben soddisfatto. Tuttavia, il motore asincrono a rotore avvolto ha una struttura complessa, un costo elevato e una manutenzione scomoda, il che ne limita in una certa misura l'applicazione; questo spinge le persone a partire dalla forma della cava del rotore a gabbia di scoiattolomotore asincronoe si cerca di sfruttare l'"effetto pelle" per ottenere un'elevata resistenza all'avviamento e una bassa resistenza durante il funzionamento. I motori a rotore a cave profonde e a doppia gabbia di scoiattolo presentano queste caratteristiche di avviamento. Oggi parleremo proprio dei motori a rotore a cave profonde.
Motore asincrono a cava profonda
Per migliorare l'effetto pelle, la forma della cava del rotore del motore asincrono a cava profonda è profonda e stretta, e il rapporto tra profondità e larghezza della cava è compreso tra 10 e 12. Quando la corrente attraversa le barre del rotore, il flusso di dispersione interconnesso con la parte inferiore delle barre è molto maggiore del flusso di dispersione interconnesso con l'apertura della cava. Pertanto, se si considerano le barre come un certo numero di piccoli conduttori divisi lungo l'altezza della cava e collegati in parallelo, i piccoli conduttori più vicini alla parte inferiore della cava presentano una reattanza di dispersione maggiore, mentre più ci si avvicina all'apertura della cava, minore è la reattanza di dispersione.
All'avvio, poiché la frequenza della corrente del rotore è elevata e la reattanza di dispersione è grande, la distribuzione della corrente in ciascun piccolo conduttore dipenderà dalla reattanza di dispersione. Maggiore è la reattanza di dispersione, minore è la corrente di dispersione. In questo modo, sotto l'azione dello stesso potenziale indotto dal flusso magnetico principale dell'intercapedine d'aria, la densità di corrente vicino al fondo della cava nelle barre sarà molto piccola, mentre più ci si avvicina all'apertura della cava, maggiore sarà la densità di corrente.
A causa dell'effetto pelle, dopo che la maggior parte della corrente viene convogliata nella parte superiore della barra conduttrice, il ruolo della barra conduttrice nella parte inferiore della cava è molto ridotto, il che equivale a ridurre l'altezza e la sezione trasversale della barra conduttrice, quindi la resistenza del rotore aumenta e soddisfa il requisito di elevata resistenza all'avviamento. Quando il motore è avviato e funziona normalmente, a causa della bassa frequenza della corrente del rotore, la reattanza di dispersione dell'avvolgimento del rotore è molto inferiore alla resistenza del rotore, quindi la distribuzione della corrente nei suddetti piccoli conduttori sarà determinata principalmente dalla resistenza.
Poiché la resistenza di ciascun piccolo conduttore è uguale, la corrente nella barra conduttrice si distribuisce uniformemente, quindi l'effetto pelle scompare sostanzialmente e la resistenza della barra conduttrice del rotore diminuisce nuovamente, avvicinandosi alla resistenza in corrente continua. Si può notare che il normale funzionamento della resistenza del rotore diminuirà automaticamente, ottenendo così l'effetto di riduzione delle perdite di rame e miglioramento dell'efficienza.
Qual è l'effetto sulla pelle?
L'effetto pelle è anche chiamato effetto pelle. Quando la corrente alternata attraversa un conduttore, la corrente si concentra sulla superficie del conduttore. Questo fenomeno è chiamato effetto pelle. Quando la corrente o la tensione viene condotta nel conduttore con elettroni ad alta frequenza, si accumula sulla superficie dell'intero conduttore invece di essere distribuita uniformemente nell'area della sezione trasversale dell'intero conduttore.
L'effetto pelle non influenza solo la resistenza del rotore, ma anche la reattanza di dispersione del rotore. Dal percorso del flusso di dispersione nella cava, si può osservare che la corrente che attraversa un piccolo conduttore genera un flusso di dispersione solo dal piccolo conduttore alla cava, ma non dal piccolo conduttore al fondo della cava, poiché quest'ultimo non è collegato alla corrente. In questo modo, a parità di corrente, più ci si avvicina al fondo della cava, maggiore è il flusso di dispersione generato, e più ci si avvicina alla cava, minore è il flusso di dispersione generato. Si può quindi notare che quando l'effetto pelle comprime la corrente nel conduttore verso la cava, il flusso di dispersione nella cava generato dalla stessa corrente si riduce, quindi la reattanza di dispersione della cava si riduce. Pertanto, l'effetto pelle aumenta la resistenza del rotore e riduce la reattanza di dispersione del rotore.
L'intensità dell'effetto pelle dipende dalla frequenza della corrente del rotore e dalla profondità della cava. Maggiore è la frequenza e più profonda è la cava, più significativo sarà l'effetto pelle. A parità di rotore, se la frequenza è diversa, l'effetto pelle sarà diverso e anche i parametri del rotore saranno diversi. Per questo motivo, la resistenza del rotore e la reattanza di dispersione durante il normale funzionamento e l'avviamento devono essere rigorosamente distinte e non possono essere confuse. A parità di frequenza, l'effetto pelle dei rotori a gola profonda è molto forte, ma l'effetto pelle ha un certo grado di influenza anche sui rotori a gabbia di scoiattolo di struttura ordinaria. Pertanto, anche per un rotore a gabbia di scoiattolo di struttura ordinaria, i parametri del rotore all'avviamento e in fase di funzionamento devono essere calcolati separatamente.
La reattanza di perdita del rotore della scanalatura profondamotore asincronoA causa della forma a scanalatura profonda del rotore, l'effetto pelle riduce la resistenza, ma dopo la riduzione, la reattanza di dispersione del rotore rimane comunque maggiore di quella di un normale rotore a gabbia di scoiattolo. Pertanto, il fattore di potenza e la coppia massima dei motori a scanalatura profonda sono leggermente inferiori a quelli dei normali motori a gabbia di scoiattolo.
Data di pubblicazione: 05-lug-2024