因為變頻電源的普及化,防爆電機的啟動問題開始迎刃而解,可是對于普通電源,鼠籠式轉子異步電機的起動仍然是一個問題。從三相異步電機啟動和運轉性能的分析所知,啟動時為了能加大起動轉矩,減小電流,要求轉子電阻大一點;而電機運轉時,為了能減少轉子銅耗以提升電機效率,要求轉子電阻小一點;這明顯是一對矛盾。
對繞線式轉子電動機,因為可在啟動時串入電阻,而在運轉時再把它切除,故而很好地符合了這些要求。但繞線式異步電動機結構復雜,成本較高,維護保養不便捷,使其運用受到一些限制;這就使得大家從鼠籠式異步電動機的轉子槽形著手,想辦法使用“集膚效應”達到啟動大電阻,而運轉時小電阻的目的。深槽式和雙鼠籠轉子電機即具備這類啟動性能。今天我們來聊聊深槽式轉子電機。
深槽式異步電動機
為加強集膚效應,深槽式三相異步電機轉子的槽形呈深而窄的特性,槽深與槽寬比在10-12的范疇。當轉子導條中通過電流時,與導條底端相交鏈的漏磁通比與槽口部位相交鏈的漏磁通多很多,故而,如果將導條當做是由若干沿槽高劃分的小導體并聯而成,則愈挨近槽底的小導體具備更大的漏電抗,而愈近槽口,漏電抗就愈小。
在啟動時,因為轉子電流頻率較高,而漏電抗較大,故而各小導體中電流的分配將取決于漏電抗,漏電抗越大則漏電流越小。這樣,在由氣隙主磁通感應的相同電勢的作用下,導條中靠近槽底處的電流密度將很小,而愈近槽口則愈大。
因為集膚效應,電流大多數被擠到導條上方之后,槽底部位導條所起的作用較小,其功效相當于減少了導條的高度和截面,故而轉子電阻加大,而符合了啟動時大電阻的要求。當電機啟動完畢,電動機正常運轉時,因為轉子電流工作頻率很低,轉子繞組的漏電抗比轉子電阻小得多,故而前述各小導體中電流的分配將主要決定于電阻。
因為各小導體電阻相等,導條中的電流將均勻分布,故而集膚效應基本消失,轉子導條的電阻又變小,接近于直流電阻。由此可見正常運轉的轉子電阻會自動變小,從而符合了減少銅耗提高效率的功效。