In che modo le armoniche più elevate influiscono sulle prestazioni dei motori asincroni?

Nei tweet precedenti abbiamo parlato delle caratteristiche di funzionamento dell'avviamento dei motori asincroni, detti anche motori a induzione. Si tratta della coppia elettromagnetica del motore, generata dal campo magnetico fondamentale nel traferro e dalla corrente del rotore da esso indotta. Per qualsiasi motore, oltre al campo magnetico fondamentale nel traferro, esistono anche diversi gradi di campo magnetico armonico elevato, sotto l'azione del campo magnetico armonico elevato si verifica una coppia armonica corrispondente, chiamata anche coppia aggiuntiva. La coppia aggiuntiva interferirà con l'effetto della coppia elettromagnetica a diversi livelli, il che potrebbe causare difficoltà di avviamento del motore o addirittura l'impossibilità di avviarsi del tutto.

A causa dell'obiettività dello statore del motore e dei denti del nucleo del rotore, dell'esistenza della fessura del nucleo, della distribuzione dell'avvolgimento per l'onda non sinusoidale, nonché del grado di saturazione del circuito magnetico del motore delle irregolarità del motore, risultanti nell'inevitabilità dell'esistenza di armoniche elevate nel funzionamento del motore.

Esistono due tipi di coppia generata da armoniche elevate, vale a dire la coppia additiva asincrona e la coppia additiva sincrona, ed entrambi i tipi di coppia additiva hanno effetti negativi sulle prestazioni di avviamento del motore. Generalmente, la coppia aggiuntiva asincrona farà sì che il motore si sposti ad una certa velocità e non raggiunga la velocità nominale; la coppia aggiuntiva sincrona, se si verifica al momento dell'avviamento, può portare al punto morto dell'avviamento del motore, anche se il motore viene avviato a vuoto. Per quanto riguarda questo problema, si riscontra di tanto in tanto nello stato di prova del motore: per lo stesso lotto con le stesse specifiche del motore, nonostante l'applicazione dello stesso motore, di tanto in tanto, ci sono sempre alcuni motori che non può essere avviato e, in questo caso, la pratica abituale è ruotare il rotore del motore di un angolo che possa essere facilmente avviato.

Attraverso l'analisi teorica, possiamo scoprire che la curva di coppia è sovrapposta alla coppia generata dalle armoniche elevate, che causeranno un punto concavo sulla curva, deteriorando così le prestazioni di avviamento del motore. Come ridurre l'influenza delle armoniche elevate e migliorare le prestazioni di avviamento del motore? Le misure più comunemente usate e molto efficaci sono: regolazione dello statore del motore e della fessura del rotore con; aumentare il traferro dello statore del motore; cava inclinata dello statore o del rotore; utilizzando l'avvolgimento a passo corto e con slot intero.

Lo scopo di regolare l'adattamento della cava dello statore e del rotore del motore è ridurre ed eliminare la coppia additiva sincrona; aumentare il traferro statore-rotore significa attenuare le armoniche superiori attraverso la relazione di occupazione tra i valori dell'onda di funzionamento e la permeabilità armonica.

In base all'effettivo processo di produzione, l'uso di fessure inclinate sul rotore può controllare efficacemente il valore della coppia aggiuntiva sincrona. Tuttavia, il fattore di potenza e le prestazioni di coppia massima del motore si deteriorano in misura diversa quando viene utilizzata la fessura inclinata.