Jak wyższe harmoniczne wpływają na wydajność silników asynchronicznych?

W poprzednich tweetach rozmawialiśmy o charakterystyce eksploatacyjnej rozruchowych silników asynchronicznych, zwanych także silnikami indukcyjnymi. Dotyczy to momentu elektromagnetycznego silnika, który jest generowany przez podstawowe pole magnetyczne w szczelinie powietrznej i indukowany przez nie prąd wirnika. W przypadku każdego silnika oprócz podstawowego pola magnetycznego w szczelinie powietrznej występują również różne stopnie pola magnetycznego o wysokiej harmonicznej, pod działaniem pola magnetycznego o wysokiej harmonicznej powstaje odpowiedni moment harmoniczny, zwany także momentem dodatkowym. Dodatkowy moment obrotowy będzie w różnym stopniu zakłócał działanie momentu elektromagnetycznego, co może spowodować trudności z uruchomieniem silnika lub nawet brak możliwości jego uruchomienia.

Ze względu na obiektywność zębów stojana silnika i rdzenia wirnika, istnienie żłobka rdzenia, rozkład uzwojenia dla fali niesinusoidalnej, a także stopień nasycenia obwodu magnetycznego silnika nierównościami silnika wynikającymi w nieuchronności istnienia wysokich harmonicznych w pracy silnika.

Istnieją dwa rodzaje momentu obrotowego generowanego przez wysokie harmoniczne, a mianowicie asynchroniczny dodatkowy moment obrotowy i synchroniczny dodatkowy moment obrotowy, przy czym oba rodzaje dodatkowego momentu obrotowego mają niekorzystny wpływ na wydajność rozruchową silnika. Ogólnie rzecz biorąc, asynchroniczny dodatkowy moment obrotowy spowoduje, że silnik będzie pełzał przy określonej prędkości i nie osiągnie prędkości znamionowej; synchroniczny dodatkowy moment obrotowy, jeśli wystąpi w momencie rozruchu, może doprowadzić do martwego punktu rozruchu silnika, nawet jeśli silnik zostanie uruchomiony w stanie jałowym. Jeśli chodzi o ten problem, od czasu do czasu stwierdza się go w stanie testowym silnika: dla tej samej partii silnika o tych samych parametrach, pomimo zastosowania tego samego silnika, od czasu do czasu zawsze jest kilka silników którego nie można uruchomić, a w tym przypadku typową praktyką jest obracanie wirnika silnika pod kątem, aby można go było łatwo uruchomić.

Z analizy teoretycznej wynika, że ​​na krzywą momentu obrotowego nakłada się moment obrotowy generowany przez wysokie harmoniczne, co powoduje wklęsłość krzywej, pogarszając w ten sposób parametry rozruchowe silnika. Jak zmniejszyć wpływ wysokich harmonicznych i poprawić wydajność rozruchu silnika? Do częściej stosowanych i bardzo skutecznych środków należą: regulacja stojana silnika i szczeliny wirnika za pomocą; zwiększyć szczelinę powietrzną stojana silnika; skośna szczelina stojana lub wirnika; przy użyciu krótkiego skoku i uzwojenia szczelinowego w postaci liczb całkowitych.

Celem regulacji pasowania szczelinowego stojana i wirnika silnika jest zmniejszenie i wyeliminowanie synchronicznego dodatkowego momentu obrotowego; zwiększanie szczeliny powietrznej stojan-wirnik ma na celu tłumienie wyższych harmonicznych poprzez zależność zajętości pomiędzy wartościami fali roboczej i przepuszczalnością harmonicznych.

Zgodnie z rzeczywistym procesem produkcyjnym, zastosowanie ukośnych nacięć na wirniku pozwala skutecznie kontrolować wartość synchronicznego dodatkowego momentu obrotowego. Jednakże współczynnik mocy i maksymalny moment obrotowy silnika pogarszają się w różnym stopniu, gdy używana jest skośna szczelina.