Dzięki popularyzacji zasilania o zmiennej częstotliwości problem rozruchu silników stał się łatwy do rozwiązania, ale w przypadku zwykłych zasilaczy rozruchwirnik klatkowySilniki asynchroniczne zawsze stanowiły problem. Z analizy charakterystyki rozruchowej i roboczej silników asynchronicznych wynika, że aby zwiększyć moment obrotowy i zmniejszyć prąd rozruchowy, wymagana jest większa rezystancja wirnika; natomiast podczas pracy silnika, aby zmniejszyć straty miedzi w wirniku i poprawić sprawność silnika, wymagana jest mniejsza rezystancja wirnika. Jest to oczywista sprzeczność.
W przypadku silników z wirnikiem uzwojonym, ponieważ rezystor można połączyć szeregowo podczas rozruchu, a następnie usunąć w trakcie pracy, wymóg ten jest w pełni spełniony. Jednak silnik asynchroniczny z wirnikiem uzwojonym ma złożoną konstrukcję, wysoki koszt i niewygodną konserwację, co w pewnym stopniu ogranicza jego zastosowanie; skłania to do rozpoczęcia od kształtu żłobka wirnika klatkowego.silnik asynchronicznyi spróbuj wykorzystać „efekt naskórkowości”, aby osiągnąć cel, jakim jest duży opór rozruchowy i mały opór podczas pracy. Silniki z głębokim żłobkiem i dwuklatkowe wirniki mają takie parametry rozruchowe. Dzisiaj porozmawiamy o silnikach z głębokim żłobkiem.
Silnik asynchroniczny z głębokim rowkiem
Aby wzmocnić efekt naskórkowości, wirnik asynchronicznego silnika z głębokimi żłobkami ma głębokie i wąskie żłobki, a stosunek głębokości żłobka do jego szerokości wynosi od 10 do 12. Gdy prąd przepływa przez pręty wirnika, strumień upływu związany z dnem prętów jest znacznie większy niż strumień upływu związany z otworem żłobka. Zatem, jeśli pręty traktować jako szereg małych przewodników rozmieszczonych wzdłuż wysokości żłobka i połączonych równolegle, małe przewodniki bliżej dna żłobka mają większą reaktancję upływu, a im bliżej otworu żłobka, tym mniejsza reaktancja upływu.
Na początku, ze względu na wysoką częstotliwość prądu wirnika i dużą reaktancję upływu, rozkład prądu w każdym małym przewodniku będzie zależał od reaktancji upływu. Im większa reaktancja upływu, tym mniejszy prąd upływu. W ten sposób, pod działaniem tego samego potencjału indukowanego przez główny strumień magnetyczny szczeliny powietrznej, gęstość prądu w pobliżu dna szczeliny w prętach będzie bardzo mała, a im bliżej otworu szczeliny, tym większa gęstość prądu.
Ze względu na efekt naskórkowości, po ściśnięciu większości prądu w górnej części szyny przewodzącej, rola szyny przewodzącej w dolnej części szczeliny jest bardzo mała, co jest równoważne zmniejszeniu wysokości i przekroju poprzecznego szyny przewodzącej, co powoduje wzrost rezystancji wirnika i spełnia wymóg dużej rezystancji podczas rozruchu. Po uruchomieniu silnika i jego normalnej pracy, ze względu na niską częstotliwość prądu wirnika, reaktancja rozproszenia uzwojenia wirnika jest znacznie mniejsza niż rezystancja wirnika, więc rozkład prądu w wyżej wymienionych małych przewodach będzie głównie determinowany przez rezystancję.
Ponieważ rezystancja każdego małego przewodnika jest równa, prąd w pręcie przewodzącym będzie równomiernie rozłożony, co oznacza, że efekt naskórkowości praktycznie zanika, a rezystancja pręta przewodzącego wirnika ponownie maleje, zbliżając się do rezystancji prądu stałego. Można zauważyć, że podczas normalnej pracy rezystancja wirnika automatycznie się zmniejszy, co pozwoli na zmniejszenie strat miedzi i poprawę sprawności.
Czym jest efekt skórny?
Zjawisko naskórkowości jest również nazywane efektem naskórkowości. Gdy prąd przemienny przepływa przez przewodnik, koncentruje się on na jego powierzchni. Zjawisko to nazywa się efektem naskórkowości. Gdy prąd lub napięcie jest przewodzone w przewodniku z elektronami o wyższej częstotliwości, gromadzi się ono na powierzchni całego przewodnika, zamiast równomiernie rozprowadzać się w całym przekroju poprzecznym przewodnika.
Efekt naskórkowości wpływa nie tylko na rezystancję wirnika, ale także na reaktancję upływu wirnika. Z przebiegu strumienia upływu żłobka wynika, że prąd przepływający przez mały przewodnik generuje strumień upływu jedynie z małego przewodnika do żłobka, ale nie z małego przewodnika do dna żłobka, ponieważ to ostatnie nie ma połączenia z prądem. W ten sposób, dla tego samego prądu, im bliżej dna żłobka, tym większy strumień upływu jest generowany, a im bliżej żłobka, tym mniejszy strumień upływu. Można zauważyć, że gdy efekt naskórkowości ściska prąd w przewodniku do żłobka, strumień upływu żłobka generowany przez ten sam prąd ulega zmniejszeniu, a zatem reaktancja upływu żłobka ulega zmniejszeniu. Zatem efekt naskórkowości zwiększa rezystancję wirnika i zmniejsza reaktancję upływu wirnika.
Siła efektu naskórkowości zależy od częstotliwości prądu wirnika i rozmiaru żłobka. Im wyższa częstotliwość i głębsze żłobki, tym bardziej znaczący będzie efekt naskórkowości. Dla tego samego wirnika, jeśli częstotliwość jest różna, efekt naskórkowości będzie inny, a parametry wirnika również będą różne. Z tego powodu rezystancja wirnika i reaktancja rozproszenia podczas normalnej pracy i rozruchu powinny być ściśle rozróżniane i nie mogą być mylone. Dla tej samej częstotliwości efekt naskórkowości wirników z głębokim rowkiem jest bardzo silny, ale efekt naskórkowości ma również pewien stopień wpływu na zwykłą konstrukcję wirników klatkowych. Dlatego nawet dla wirnika klatkowego o zwykłej konstrukcji parametry wirnika podczas rozruchu i pracy powinny być obliczane oddzielnie.
Reaktancja upływu wirnika głębokiego rowkasilnik asynchroniczny, ze względu na głęboki rowek wirnika, jest zmniejszona przez efekt naskórkowości, ale po redukcji reaktancja rozproszenia wirnika jest nadal większa niż w przypadku zwykłego wirnika klatkowego. W związku z tym współczynnik mocy i maksymalny moment obrotowy silników z głębokim rowkiem są nieco niższe niż w przypadku zwykłych silników klatkowych.
Czas publikacji: 05.07.2024