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柔性启动,有效地弥补单臂槽形转子电机的起动性能限制,从而满足多数应用需求。转子槽形的设计和尺寸对于电机性能产生重大影响,有时甚至决定了其适用范围。从几何角度分析,转子的齿宽和轭高必须协调一致,以确保磁通饱和水平的一致性,同时兼顾加工工艺、铁芯强度以及各部分刚度要求。
具体参数设置方面:
转子槽的类型与形状直接关联到电机的特性,如沿着槽高方向变化的宽度比例和高度配组对整体性能有显著影响;2) 槽大小受导体流过大小影响,确保磁路各部份磁通密度在合理范围内。
以异步电机为例,其转子槽面积大、流过当前小意味着低阻抗稳定运行,但起动转矩较小;采用凸形或刀形槽,可以利用趋肤效应增加起动时阻抗并提高起动力矩,同时保持稳态运行时阻抗足够低、效率高。实际上,不同应用环境下的电机选择不同的转子槽数量仅基于此理论,使得特性的最佳化成为可能。
两种极端设计方案比较
两种极端设计方案展示了转子槽数与整体性能之间关系:
第一种是双臂笼结构,一般上臂截面较小下臂较大。在启动过程中,由于趋肤效应,上臂导流明显,而下臗匝链漏磁量巨大且流过当前微小,因此产生大量阻抗并提供强劲起动力矩;然而,在稳态运行中,由于脉冲频率低,趋肤效应可忽略,这些笼共同承担载流量作用,因此在运行期间具有更低阻抗、小损耗和发热,更高效率。但这种结构虽然有一定的优点,但通常因为功率因数不佳等原因很少用于普通应用场景,只限于重型设备如矿井掘进机械等需要超级启动能力的情况。
第二种是单臂梨形旋钮,其中所有类型旋钮中的表现最为出色但也缺乏良好的启动能力。不过随着电子技术进步,变频器驱动系统变得普遍,这使得单臂梨型旋钮所需软启动变得可行,从而满足广泛使用场合。此外,对于某些特定条件(如快速响应时间),这种结构仍然是不错选择。
综上所述,即使是在复杂情况下,如何选取合适的轉子slot shape也是一个关键问题,它往往会根据实际目标进行调整以最大化优势。