چگونه هارمونیک های بالاتر بر عملکرد موتورهای آسنکرون تأثیر می گذارد؟

در توییت های قبلی در مورد ویژگی های عملکرد موتورهای آسنکرون که به عنوان موتورهای القایی نیز شناخته می شوند صحبت کردیم. این شامل گشتاور الکترومغناطیسی موتور است که توسط میدان مغناطیسی اساسی در شکاف هوا و جریان روتور القا شده توسط آن ایجاد می شود. برای هر موتور، علاوه بر میدان مغناطیسی اساسی در شکاف هوا، درجات مختلفی از میدان مغناطیسی هارمونیک بالا نیز وجود دارد، تحت عمل میدان مغناطیسی هارمونیک بالا، گشتاور هارمونیک مربوطه نیز وجود دارد که گشتاور اضافی نیز نامیده می شود. گشتاور اضافی با درجات مختلف اثر گشتاور الکترومغناطیسی را مختل می کند، که ممکن است باعث شود موتور در راه اندازی مشکل داشته باشد یا حتی قادر به راه اندازی نباشد.

با توجه به عینی بودن استاتور موتور و دندانه های هسته روتور، وجود شکاف هسته، توزیع سیم پیچ برای موج غیر سینوسی و همچنین درجه اشباع مدار مغناطیسی موتور از ناهمواری موتور، در نتیجه در اجتناب ناپذیر بودن هارمونیک های بالا در عملکرد موتور.

دو نوع گشتاور تولید شده توسط هارمونیک های بالا وجود دارد، یعنی گشتاور افزودنی ناهمزمان و گشتاور افزودنی سنکرون، و هر دو نوع گشتاور افزایشی اثرات نامطلوبی بر عملکرد راه اندازی موتور دارند. به طور کلی، گشتاور اضافی ناهمزمان باعث می شود که موتور با سرعت مشخصی خزیده و به سرعت نامی نرسد. گشتاور اضافی سنکرون، اگر در لحظه راه اندازی رخ دهد، ممکن است به نقطه مرده راه اندازی موتور منجر شود، حتی اگر موتور در شرایط بدون بار راه اندازی شود. با توجه به این مشکل، هر از گاهی در حالت تست موتور مشاهده می شود: برای دسته ای از مشخصات یکسان موتور، با وجود استفاده از همان موتور، هر از گاهی، همیشه تعدادی موتور وجود دارد. که نمی توان راه اندازی کرد و در این حالت روش معمول چرخاندن روتور موتور با زاویه ای است که می توان به راحتی راه اندازی کرد.

از طریق تجزیه و تحلیل نظری، می‌توان دریافت که منحنی گشتاور با گشتاور تولید شده توسط هارمونیک‌های بالا روی هم قرار می‌گیرد، که باعث ایجاد یک نقطه مقعر در منحنی می‌شود و در نتیجه عملکرد راه‌اندازی موتور را بدتر می‌کند. چگونه می توان تأثیر هارمونیک های بالا را کاهش داد و عملکرد راه اندازی موتور را بهبود بخشید؟ اقدامات رایج تر و بسیار مؤثرتر عبارتند از: تنظیم استاتور موتور و شکاف روتور با; افزایش شکاف هوای استاتور موتور؛ شکاف شیب استاتور یا روتور؛ با استفاده از سیم پیچ کوتاه و شیار عدد صحیح.

هدف از تنظیم تناسب اسلات استاتور موتور و روتور کاهش و حذف گشتاور افزودنی سنکرون است. افزایش شکاف هوای استاتور-روتور برای تضعیف هارمونیک های بالاتر از طریق رابطه اشغال بین مقادیر موج عامل و نفوذپذیری هارمونیک است.

با توجه به فرآیند تولید واقعی، استفاده از شیارهای اریب روی روتور می تواند به طور موثر مقدار گشتاور اضافی سنکرون را کنترل کند. با این حال، ضریب قدرت و عملکرد حداکثر گشتاور موتور به درجات مختلف در هنگام استفاده از شیار شیب بدتر می شود.