非同期モーターの始動性能のパラメトリック解析

電気モーターの始動とは、ローターが静止状態から定格速度まで回転するプロセスを指します。 非同期モーターの始動性能は、主に始動電流、始動トルク、始動時間、始動損失、始動プロセス熱のパラメーターから分析および判断されます。 中でも、始動電流と始動トルクは、モーター製品の 2 つの非常に重要な性能パラメータです。

モーターの始動特性については、前回の記事で詳しく説明しましたが、理想的な状態は、モーターが大きな始動トルクを得ることができると同時に、より小さな始動電流とより短い始動時間、つまり始動プロセスが必要であることです。モーターの発熱が小さいなど。電流が大きすぎるため、系統またはモーター自体の両方に大きな影響があり、系統内で大きな電圧降下が発生する可能性があり、モーターまたはそれに接続されている機器が故障する可能性があります。正常に動作できません。 電流が大きすぎるため、電力網またはモーター自体に大きな影響があり、電力網内で大きな電圧降下が発生する可能性があり、モーターに接続されているか機器が正常に動作できなくなり、モーターが正常に動作しなくなる可能性があります。電流が大きすぎて巻線が過熱して悪影響を及ぼすためです。 特に頻繁に始動するモーターの場合、始動性能はさらに重要です。 より小さな始動電流とより大きな始動トルク効果を達成する方法については、過去に説明しましたが、ここでは繰り返しません。

この問題については、かご形モータの起動から解析します。 モータが瞬間的に始動すると、モータの速度は 0、微分率は 1 となり、回転磁界がロータ巻線またはガイドバーを同期速度で切断し、ロータ回路に大きな電位が誘起され、大電流が発生します。そして、それと平衡するステータ電流の負荷成分は急速に増加し、対応するステータ電流は特に大きくなります。

等価回路解析によると、モーターが正常に動作しているとき、非同期モーターのスリップ率 s は非常に小さく、電磁トルクに対応する回転子抵抗は非常に大きく、回転子電流が大きくなりすぎないよう制限されています。ステータ電流負荷はロータ電流とバランスが取れています。 固定子電流（負荷成分と励磁成分のベクトル和）も小さいです。 モータが起動した瞬間のスリップ率は１である。このとき、電磁トルクに相当するロータ抵抗は非常に小さい。 表皮効果により、モータの等価インピーダンスも定格回転数より小さくなるため、起動電流が非常に大きくなります。

ここで、始動電流が大きいのになぜ始動トルクが大きくないのかという疑問が再び生じますが、これには始動トルクに関連する他のパラメーターについての非常に重要な知識が含まれます。

起動トルク＝モータ定数×主磁束×起動電流×力率

上式からわかるように、起動トルクと主磁束、起動電流、力率は正の相関関係にあります。 モータ始動時、モータ力率は特に小さく、電流は大きくなりますが、その有効電流成分、つまり電流と力率の積は大きくありません。 同時に、始動電流が非常に大きいため、固定子巻線の漏れインピーダンス電圧降下が大きくなり、誘導電位と主磁束値が減少します。

モータが巻線ロータを使用する場合、ロータ回路に始動抵抗を直列に接続できるため、モータに次のような変化が生じます。 一方で、始動電流は減少しますが、モータの力率は大幅に低下します。改善されました。 一方、始動電流が減少すると、固定子巻線の漏れインピーダンス電圧降下も減少するため、誘導起電力や主磁束はあまり減少しません。 2つの要素の複合効果により、主磁束、始動電流、力率の積が保証され、始動電流の低減と始動トルクの増加という目的が達成されます。 かご形モータの場合、回転子のスロット形状を調整することで起動電流と起動トルクを制御します。