異步電機(jī)又稱為感應(yīng)電機(jī),其中涉及到 電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩,電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩由氣隙中的基波磁場以及由其感應(yīng)出的轉(zhuǎn)子電流作用產(chǎn)生。對于任何一臺電機(jī),氣隙中除基波磁場外,還不同程度地存在高次諧波磁場,在高次諧波磁場的作用下,就有對應(yīng)的諧波轉(zhuǎn)矩,也稱之為附加轉(zhuǎn)矩。附加轉(zhuǎn)矩會不同程度的干擾電磁轉(zhuǎn)矩的作用效果,嚴(yán)重時導(dǎo)致電機(jī)維修起動困難甚至根本就無法起動的情況。
緣于電機(jī)定轉(zhuǎn)子鐵芯齒、鐵芯槽存在的客觀性,繞組分布為非正弦波,以及電機(jī)磁路飽和程度的不均勻性,導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行中高次諧波存在的必然性。
高次諧波產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩有兩種,即異步附加轉(zhuǎn)矩與同步附加轉(zhuǎn)矩,兩種附加轉(zhuǎn)矩都對電機(jī)的起動性能有不良影響。一般情況下,異步附加轉(zhuǎn)矩會導(dǎo)致電機(jī)在某一個轉(zhuǎn)速下爬行而無法達(dá)到額定轉(zhuǎn)速;同步附加轉(zhuǎn)矩如果發(fā)生在起動的瞬間,可能會導(dǎo)致電機(jī)起動的死點(diǎn),即使是電機(jī)空載狀態(tài)下起動。關(guān)于這個問題,在電機(jī)的試驗(yàn)狀態(tài)下不時有發(fā)現(xiàn):對于同一批的同規(guī)格電機(jī),盡管施加同樣的電機(jī),不時總有個別的電機(jī)無法起動,在該情況下慣用的做法是將電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個角度即可輕松起動。
通過理論分析我們可以發(fā)現(xiàn),因轉(zhuǎn)矩曲線上疊加了高次諧波產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩,會使曲線上出現(xiàn)凹點(diǎn),從而惡化了電機(jī)的起動性能。如何削減高次諧波影響、改善電機(jī)起動性能?比較常用也非常有效措施有:調(diào)整電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的槽配合;增大電機(jī)定子的氣隙;定子或轉(zhuǎn)子斜槽;采用短距和整數(shù)槽繞組等。
調(diào)整 電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的槽配合的目的在于減少和消除同步附加轉(zhuǎn)矩;增大定轉(zhuǎn)子氣隙是通過工作波與諧波磁導(dǎo)數(shù)值的占比關(guān)系削弱高次諧波。
按照實(shí)際生產(chǎn)加工工藝,更多的在轉(zhuǎn)子上采用斜槽,可以有效控制同步附加轉(zhuǎn)矩值。但是,當(dāng)采用斜槽時, 電機(jī)的功率因數(shù)和最大轉(zhuǎn)矩性能又會不同程度的變差。
高次諧波除對電機(jī)起動性能的影響外,還有一個不良影響是電機(jī)的高頻電磁噪音,處理該類問題的措施類似。
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