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法學感應電動機的爬行和齒槽效應
感應電動機爬行（或諧波對三相感應電動機效能的影響）
感應電動機氣隙中由載流正弦電流的三相定子繞組產生的磁通波形是非正弦的。根據傅立葉級數分析，任何非正弦磁通都等效於若干個基波和高次諧波正弦磁通的組合。
由於氣隙磁通的波形具有半波對稱性，因此傅立葉級數中不存在所有偶次諧波（即2次、4次、6次…等）。因此，非正弦磁通波可以分解為基波和高次奇次諧波（即3次、5次、7次、11次…等）的磁通。
每個三相產生的三次諧波磁通波相互抵消。因此，合成氣隙磁通不包含三次及其倍數（即3次、9次等）諧波。這是因為所有三相的磁通波中的三次諧波在空間相位上相同，但在時間相位上相差120°。
空間諧波是由繞組、槽口、磁飽和和氣隙長度不等等產生的。這些諧波磁通波會在轉子繞組中感應電動勢併產生諧波電流。轉子繞組中的這些諧波電流與諧波磁通相互作用，產生諧波轉矩、振動和噪聲。
由載流正弦電流的三相繞組產生的空間諧波的階數由下式給出：
$$ℎ = 6𝑥 ± 1$$
其中，x 是正整數 (1, 2, 3, …)。第 h 次諧波的同步速度是基波諧波速度的 (1/h) 倍。
如果
$$ℎ = 6𝑥 + 1$$
則空間諧波沿與基波相同的方向旋轉，而當
$$ℎ = 6𝑥 − 1$$
則空間諧波沿與基波相反的方向旋轉。
階數為 h 的空間諧波等效於極對數等於定子極對數 h 倍的電機。因此，第 h 次諧波的同步速度由下式給出：
$$𝑁_{𝑠(ℎ)} = \frac{𝑁_𝑠}{ℎ} = \frac{120𝑓}{ℎ × 𝑝}$$
其中：
- f = 定子頻率，
- P = 定子極對數，
- 𝑁𝑠 = P 極電機同步速度。
因此，對於 x = 1，三相繞組將產生一個主要的反向旋轉的 5 次諧波，其旋轉速度為同步速度的 (1/5)，以及一個正向旋轉的 7 次諧波，其旋轉速度為同步速度的 (1/7)。僅這些諧波對感應電機的執行影響很小。
該圖顯示了基波磁通波、5 次諧波磁通波和 7 次諧波磁通波的轉矩-速度特性。5 次和 7 次諧波的轉矩形狀與基波磁通相同。
由於 5 次諧波磁通的旋轉方向與轉子的旋轉方向相反，因此 5 次諧波轉矩與基波轉矩相反。而 7 次諧波磁通的旋轉方向與基波磁通相同。因此，7 次諧波感應轉矩有助於基波轉矩。因此，最終的轉矩-速度特性將是基波、5 次和 7 次諧波特性的組合（見上圖）。
最終的轉矩-速度特性有兩個低谷，一個接近同步速度的 (1/5)，另一個接近同步速度的 (1/7)。接近同步速度 (1/5) 的低谷出現在電機旋轉的負方向。
如果電機中的轉矩僅由基波磁通產生，則電機將加速到點 L，這是負載轉矩特性和電機轉矩-速度曲線的交點。
由於 7 次諧波轉矩的存在，負載轉矩曲線與電機的轉矩-速度曲線相交於點 A。由於 7 次諧波磁通轉矩曲線在點 A 處具有負斜率，因此它導致在最大點和最小點之間的轉矩範圍內產生穩定的執行狀態。因此，電機轉矩低於負載轉矩。在這個階段，電機不會加速到其正常速度，而是會以接近其正常速度的 (1/7) 的速度執行，因此工作點將是點 A。
因此，電機傾向於以低至同步速度 (Ns) 的 (1/7) 的穩定速度執行，並且無法達到其正常速度，這種現象稱為**感應電機的爬行**。
透過降低 5 次和 7 次諧波，可以減少感應電機的爬行。這可以透過使用弦繞組或短距繞組來實現。
感應電機的齒槽效應
感應電機的齒槽效應也稱為**磁鎖**或**齒鎖**。
有時，即使將全電壓施加到定子繞組，三相鼠籠式感應電機的轉子也無法啟動。當定子和轉子槽數相等或定子槽數是轉子槽數的整數倍時，就會發生這種情況。
當定子和轉子槽數相等或具有整數比時，在啟動瞬間，定子和轉子之間會產生強大的對準力。這些力可能會產生大於加速轉矩的對準轉矩，導致電機無法啟動。這種在感應電機啟動時定子和轉子齒之間發生的磁鎖現象稱為**齒槽效應**或**齒鎖**。
為了減少或消除感應電機的齒槽效應或齒鎖，定子槽數決不能等於或為轉子槽數的整數倍。在鼠籠式感應電機中，還可以透過使用斜槽轉子來減小齒槽效應。
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