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有着重大影响,有时候甚至决定了其应用特性。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水平的一致性,同时考虑加工工艺、铁芯的机械强度以及各个部位刚度要求。
具体参数设置方面:
转子槽的形状或类型直接关系到电机的应用特性,如沿槽高方向宽度变化比例和槽高度组合将显著影响整体性能;2) 槽大小取决于导体电流大小,确保磁路各部分磁通密度处于合理范围。
以异步电机为例,有效面积大的转子槽意味着小电流密度,小电阻,稳定运行时效率高、发热低,但起动转矩较小;使用凸形或刀形槽时,可以利用趋肤效应最大限度提高起动时转子阻抗,并在稳定运行中保持足够的小阻抗与高效率。
实际上,不同应用条件下的电机所选用之所以不同,就是基于这些理论,使其应用特性达到最优。两种极端设计方案之间对比分析能够鲜明地展示出转子槽形与整体性能间联系的情况。
第一种设计方案是双鼠笼结构,上笼截面较小、下笼截面较大。当起动时,由于趋肤效应显著,在上笼导流主要发生,而下笼匝链漏磁通巨大且流过的小电流导致的大阻抗,从而产生很高的起动扭矩;在稳态运作中,由于频率低,可忽略趋肤效应,上下双篱共同承担载流量作用,因此在此状态下小块反射,大幅提升了单位时间内耗能并降低了发热量。不过尽管如此,该结构也有一定的缺陷,比如功率因数和效率相对较低,因此除非用于重载设备,如矿井掘进车辆等,此外通常不采用这种设计方案。
第二种是单鼠笼梨型轉子的設計,這種轉子的運行狀態最佳,但它也有最差的情況。在電力電子技術進步後,由於變頻器驅動變頻電機越來越普遍,這使得單鼠籠梨型轉子的缺點可以通過軟啟動由變頻器進行彌補,並滿足許多應用條件。