高轉矩籠型電機;深槽轉子與雙籠轉子感應電機


傳統鼠籠式感應電機的主要缺點是由於轉子電阻低導致的低啟動轉矩和高啟動電流。

可以透過使用高電阻率的轉子條材料來提高電機的啟動轉矩。高轉子電阻在較高的功率因數下提供較高的啟動轉矩和較低的啟動電流。儘管較高的轉子電阻會降低滿載速度,但它會增加轉子 I2R 損耗,從而導致電機效率降低。因此,電機正常執行需要較低的轉子電阻,以便滑差較低且效率較高。因此,為了獲得良好的啟動效能,轉子電阻應較高,而在正常執行條件下,轉子電阻應較低。

為了在啟動時獲得高轉子電阻並在執行時獲得低轉子電阻,鼠籠式感應電機中使用了兩種型別的轉子連線 -

  • 深槽轉子
  • 雙籠轉子

深槽轉子

圖中顯示了具有深而窄槽的鼠籠轉子。可以假設一個槽由多個並聯連線的窄層組成。圖中顯示了深槽轉子的三個窄層,即元件 A、元件 B 和元件 C。

從圖中可以看出,最上層,即元件 A,與最小的漏磁通相連,因此其漏感最小。另一方面,最下層,即元件 C,與最大的漏磁通相連。因此,元件 C 的漏感最大。

在電機啟動時,轉子頻率和電源頻率相等。因此,元件 C 對電流的阻抗比元件 A 更大。因此,最大電流流過最上層,最小電流流過最下層。由於轉子電路中電流分佈不均勻,有效轉子電阻增加,漏抗減小。因此,在啟動條件下,由於轉子電阻較高,啟動轉矩較高,而啟動電流較低。

在正常執行條件下,滑差和轉子頻率非常小。因此,所有元件(A、B 和 C)的電抗與它們的電阻相比都很小。轉子條所有層的阻抗大致相等,因此所有部分的電流分佈相等。因此,轉子條的橫截面積增加,從而導致轉子電阻變得非常小,從而導致滑差低和效率高。


雙籠轉子

該圖顯示了感應電機的雙籠轉子。在雙籠轉子中,有兩層轉子條。雙籠感應電機用於在低啟動電流下獲得高啟動轉矩。雙籠感應電機的定子與普通鼠籠式感應電機的定子類似。

每一層轉子都藉助端環短路。外籠的轉子條的橫截面積小於內轉子條,並且由高電阻率材料製成,例如黃銅、青銅、鋁等。內籠的轉子條由低電阻率材料製成,例如銅。因此,外籠的電阻大於內轉子籠。轉子的上槽和下槽之間有一個縫隙。此縫隙增加了內籠轉子條周圍漏磁通的磁導率。因此,與內轉子籠繞組相連的漏磁通遠大於與外轉子籠繞組相連的漏磁通。因此,內籠繞組具有更大的自感。

在電機啟動時,轉子中感應電壓的頻率與電源頻率相同。因此,內籠繞組的漏抗遠大於外籠繞組的漏抗。因此,大部分啟動電流流過外籠繞組,該繞組對電流的阻抗較低。因此,高電阻外籠繞組產生高啟動轉矩。

現在,在正常執行條件下,滑差和轉子頻率非常小。因此,兩個繞組的漏抗都變得可以忽略不計。現在,兩個轉子籠之間的電流分配由它們的電阻決定。由於外轉子籠的電阻約為內轉子籠的 5 到 6 倍,因此大部分電流流過內籠。因此,在正常執行條件下,電機的轉矩是由具有低電阻的內轉子籠產生的。

感應電機的應用

  • 對於低啟動轉矩要求,使用普通鼠籠式感應電機。
  • 對於高轉矩要求,使用深槽籠式感應電機。
  • 雙籠感應電機也用於高轉矩應用。
  • 對於具有非常大啟動轉矩要求和異常長啟動時間的特大型電機,使用滑環感應電機。

更新於: 2021-08-25

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