导语:变频器驱动的电机日益普及,因为它们可以通过变频器进行软启动来补偿单鼠笼槽形转子的起动性能,从而适应大多数工作条件。转子槽形的种类和尺寸对电机性能影响巨大,有时直接决定了其应用特性。从几何角度分析,转子槽的齿宽和轭高必须匹配,以确保各部分磁路饱和程度基本一致,同时考虑加工工艺、铁芯的机械强度以及各部分刚度要求。
具体参数设置方面:
转子槽形状或类型决定了电机的应用特性,如沿着槽高方向变化的宽度比率和槽高度组合直接影响到整体性能水平;
槽大小取决于导体电流大小,确保磁路各部位磁通密度在合理范围内。
以异步电机为例,有效面积大的转子槽意味着小的电流密度、小的转子阻抗,在稳定运行时效率高、发热低,但起动转矩较小;选择凸形或刀形槽时,可以最大限度地利用趋肤效应,加大起动时转子的阻抗提高起动矩,同时保持稳定运行时足够的小阻抗、高效率。实际上,不同应用环境下的电机设计差异主要基于这些理论,使得应用特性尽可能优化。
两种极端设计方案对比分析:
两种极端设计方案能够鲜明地展现出转子槽形与整体性能之间关系。
第一种是双鼠笼结构,上笼截面小下笼截面大。在起动阶段,由于趋肤效应显著,大量导流发生在上笼,小量漏磁通使得下 笼承受大量漏磁通,而造成较大的电阻,因此具有较高的起动矩。在稳定运行期,因频率低,趋肤效应可忽略,双篮共同承担载流作用,则导致较小阻抗、低损耗、高发热的小负荷运行。此外尽管这种结构有一定的弥补能力,但由于功率因数不佳,这样的结构通常不被广泛采用,只适用于重载设备如矿井掘进车辆等特殊场合。
第二种则是单鼠梨型钳口,它们在运营中表现最优但起始力最弱。不过随着电子技术发展,变频器驱动生成功升级越来越多,他们能通过软启动提供给单鼠梨型钳口所缺乏的一些初始扭矩,使他们更适用一般性的工业需求。