Orav{0}}Puuriga asünkroonmootorid: miks valida sügava{1}}piluga rootorid?

Muutuva sagedusega{0}}toiteallikate populariseerimisega on mootorite käivitamise probleem hõlpsasti lahendatud. Tavaliste toiteallikate puhul aga käivitaminesquirrel{0}}puurrootori asünkroonmootoridon alati olnud väljakutse. Asünkroonmootorite käivitus- ja töövõime analüüsist on näha, et käivitamisel on vaja suuremat rootori takistust, et tõsta käivitusmomenti ja vähendada voolu; samas kui mootori töötamise ajal on vaja väiksemat rootori takistust, et vähendada rootori vase kadu ja parandada mootori efektiivsust. See on ilmselgelt vastuolu.

Sestmähitud-rootori asünkroonmootorid, kuna takistust saab käivitamisel järjestikku ühendada ja seejärel töö ajal katkestada, on see nõue hästi täidetud. Keri-rootori asünkroonmootoritel on aga keerukad konstruktsioonid, suured kulud ja ebamugav hooldus, mis piirab nende rakendusi. See on ajendanud inimesi alustama orava-puur-asünkroonmootorite rootoripilu kujuga ja proovima kasutada "nahaefekti", et saavutada käivitamisel suur takistus ja töötamise ajal väike takistus. Sügava-piluga ja topelt-orava{7}}puurirootormootoritel on selline käivitusjõudlus. Täna arutab proua kõigiga{10}}sügava piluga rootormootoreid.

Sügava{0}}pesaga asünkroonmootorid

Nahaefekti suurendamiseks on rootori pilu kujusügava{0}}piluga asünkroonmootoridon sügav ja kitsas ning pilu sügavuse ja laiuse suhe jääb vahemikku 10-12. Kui vool liigub läbi rootori vardade, on varraste põhjaga seotud lekkevoog palju suurem kui pilu avamise osaga seotud lekkevoog. Seega, kui varda vaadelda mitme väikese juhtme paralleelühendusena, mis on jagatud piki pilu kõrgust, on pilu põhjale lähemal olevatel väikestel juhtidel suurem lekkereaktants ja mida lähemal pilu avausele, seda väiksem on lekkereaktants.

Käivitamise ajal sõltub rootori voolu suure sageduse ja suure lekkereaktantsi tõttu voolujaotus igas väikeses juhtmes lekkereaktantsist -mida suurem on lekkereaktants, seda väiksem on lekkevool. Seega on õhu-vahe põhivoo poolt indutseeritud sama elektromotoorjõu mõjul varda põhja lähedal voolutihedus väga väike ja pilu avausele lähemal on see suurem.

Nahaefekti tõttu pigistatakse suurem osa voolust varda ülemisse ossa ning pilu põhjas olev varda osa mängib väga väikest rolli. See efekt on samaväärne varda kõrguse ja{1}}ristlõike pindala vähendamisega, nii et rootori takistus suureneb, täites käivitamise ajal suure takistuse nõude. Kui mootor on käivitamise lõpetanud ja töötab normaalselt, kuna rootori voolu sagedus on väga madal, on rootori mähise lekkereaktants palju väiksem kui rootori takistus. Seetõttu määrab voolujaotuse igas varem mainitud väikeses juhis peamiselt takistus.

Kuna iga väikese juhtme takistus on võrdne, jaotub varda vool ühtlaselt, nii et nahaefekt põhimõtteliselt kaob ja rootori varda takistus muutub taas väikeseks, lähedaseks alalisvoolu takistusele. On näha, et rootori takistus normaalse töö ajal muutub automaatselt väikeseks, vähendades seeläbi vase kadu ja parandades efektiivsust.

Mis on nahaefekt?

Nahaefekt viitab nähtusele, et kui vahelduvvool läbib juhti, koondub vool juhi pinnale. Kui voolu või pinget edastavad juhis kõrge sagedusega elektronid, koguneb see kogu juhi pinnale, selle asemel, et jaotada ühtlaselt kogu juhi ristlõikepinnale.

Nahaefekt ei mõjuta mitte ainult rootori takistust, vaid ka rootori lekkereaktsiooni. Pilu lekkevoo teekonnast on näha, et teatud väikest juhti läbiv vool tekitab lekkevoo ainult väikesest juhist pilu avausse, mitte väikesest juhist pilu põhja, kuna viimane ei ole vooluga seotud. Seega tekib sama voolutugevuse korral, mida lähemal pilu põhjale, seda suurem on lekkevoog ja mida lähemal pilu avausele, seda väiksem on lekkevoog. On näha, et kui nahaefekt surub varras oleva voolu pilu avausse, väheneb sama voolu tekitatud pilu lekkevoog, seega väheneb pilu lekke reaktants. Seetõttu suurendab nahaefekt rootori takistust ja vähendab rootori lekkereaktiivsust.

Nahaefekti intensiivsus sõltub rootori voolu sagedusest ja pilu suurusest. Mida kõrgem on sagedus ja sügavam pilu kuju, seda olulisem on nahaefekt. Sama rootori puhul põhjustavad erinevad sagedused nahaefekti erinevat mõju ja seega ka rootori erinevaid parameetreid. Sel põhjusel tuleks rootori takistust ja lekkereaktiivsust normaalse töö ja käivitamise ajal rangelt eristada ja mitte segamini ajada. Sama sageduse korral on sügava-pilu rootori nahaefekt väga tugev, kuid ühise struktuuriga orava-puurirootori puhul avaldab teatud mõju ka nahaefekt. Seetõttu tuleks isegi ühise struktuuriga orava{7}}puurrootori puhul rootori parameetrid käivitamise ja töötamise ajal eraldi arvutada.

Kuigi sügava-piluga asünkroonmootori rootori lekkereaktants on selle väga sügava rootoripilu kuju tõttu nahaefekti tõttu vähenenud, on see siiski suurem kui tavalisel.orav{0}}puurimootorpärast vähendamist. Seetõttu on süva-pesa mootori võimsustegur ja maksimaalne pöördemoment töötamise ajal pisut madalamad kui tavalisel-puur-asünkroonmootoril.