موتورهای القایی: اقدامات متقابل برای سرکوب هارمونیک های بالاتر-

موتورهای القاییبه دلیل ساختار ساده، عملکرد قابل اعتماد و هزینه ساخت کم، به طور گسترده در تولید صنعتی و عملیات روزانه استفاده می شوند. با این حال، تداخل هارمونیک همیشه یک عامل کلیدی برای محدود کردن عملکرد عملیاتی و عمر مفید موتورهای القایی بوده است. ویژگی‌های ساختاری ذاتی موتورها اساساً باعث ایجاد هارمونیک‌های مرتبه بالاتر-می‌شود. وجود دندانه‌ها و شکاف‌ها در هسته‌های استاتور و روتور، توزیع فضایی غیر{4}}سینوسی نیروی مغناطیسی سیم‌پیچ، و درجه اشباع ناهموار سیستم مدار مغناطیسی داخلی به طور مشترک باعث ایجاد انحراف در هوا-میدان مغناطیسی شکاف می‌شود. در نتیجه، درجات مختلفی از میدان های مغناطیسی هارمونیک مرتبه بالاتر در داخل موتور ایجاد می شود که به طور جدی بر عملکرد پایدار موتورهای القایی تأثیر می گذارد.

میدان‌های مغناطیسی هارمونیک با مرتبه بالاتر، گشتاورهای انگلی اضافی تولید می‌کنند که عملکرد کلی موتور را کاهش می‌دهند، که عمدتاً به گشتاور انگلی ناهمزمان و گشتاور انگلی سنکرون تقسیم می‌شوند. از نظر گشتاور انگلی ناهمزمان، میدان مغناطیسی هارمونیک 5 و 7 مرتبه بالاتر، برجسته ترین اثرات نامطلوب را به همراه دارد. چنین اعوجاج گشتاور مستقیماً منحنی مشخصه گشتاور موتور را تغییر می دهد و عملکرد راه اندازی موتور القایی را بسیار بدتر می کند. در عملیات عملی، میدان مغناطیسی هارمونیک روتور القا شده توسط جریان هارمونیک استاتور ممکن است دارای همان عدد جفت قطبی با میدان مغناطیسی هارمونیک دیگر استاتور باشد. تحت یک شرایط سرعت چرخش خاص، دو میدان مغناطیسی با جفت قطب های مساوی به طور همزمان در شکاف هوا می چرخند و حالت نسبتاً ایستا را حفظ می کنند، بنابراین یک گشتاور انگلی سنکرون شبیه به موتورهای سنکرون تشکیل می دهند. به طور خاص، اگر گشتاور انگلی سنکرون در سرعت صفر اتفاق بیفتد، موتور نمی تواند فرآیند راه اندازی را به طور معمول تکمیل کند و حتی باعث خرابی راه اندازی می شود.

برای از بین بردن موثر اثرات نامطلوب گشتاور انگلی و هارمونیک های مرتبه بالاتر بر عملکرد موتور، تمام اقدامات بهینه سازی برایموتورهای القاییبر کاهش و سرکوب هارمونیک های مرتبه بالاتر در طراحی و ساخت موتور متمرکز هستند.

شیارهای اریب استاتور و روتور یکی از متداول ترین اقدامات سرکوبی هستند. با توجه به راحتی فناوری تولید و پردازش، شیارهای اریب روتور به طور گسترده‌تری در تولید واقعی استفاده می‌شوند که می‌تواند اثر سرکوب قابل‌توجهی بر نویز الکترومغناطیسی موتور ناشی از هارمونیک‌ها داشته باشد. با این وجود، ساختار شیار کج، راکتانس نشتی موتور را افزایش می‌دهد و عوارض جانبی اجتناب‌ناپذیری مانند کاهش ضریب توان و کاهش حداکثر گشتاور خروجی را به همراه خواهد داشت.

تنظیم شکاف هوای استاتور{0}}روتور یکی دیگر از اقدامات بهبود ساده و امکان پذیر است. با بهینه سازی یکنواختی شکاف هوا بین استاتور و روتور یا افزایش مناسب عرض شکاف هوا، اعوجاج میدان مغناطیسی شکاف هوا را می توان به طور موثر بهبود بخشید و محتوای هارمونیک های مرتبه بالاتر را به میزان قابل توجهی کاهش داد. با این حال، این روش باعث افزایش جریان مغناطیسی موتور می شود که منجر به خراب شدن ضریب قدرت و کاهش راندمان کلی موتور می شود.

در مرحله طراحی الکترومغناطیسی موتور، بهینه سازی پارامترهای ساختاری راه اساسی برای سرکوب هارمونیک ها است. طراحان باید تا حد امکان از استفاده از سیم‌پیچ‌های کسری-خودداری کنند. استفاده معقول از سیم‌پیچ‌های گام کوتاه و سیم‌پیچ‌های شکاف یکپارچه می‌تواند به طور موثری هارمونیک‌های مرتبه بالاتر 5 و 7 اصلی را تضعیف کرده و حذف کند. علاوه بر این، تطبیق علمی و معقول اعداد شکاف استاتور و روتور می‌تواند اساساً تداخل نامطلوب گشتاور انگلی سنکرون را از بین ببرد تا عملکرد کارآمد و پایدار را محقق کند.موتورهای القایی.