定子不变,转子槽数对电机的哪些性能有影响?
2021-05-25 16:58:07 来源:电机技术内参
【哔哥哔特导读】当转子槽数增加时,电机的槽形变得窄而长,槽漏抗增大,无功电流中漏抗电流相对于励磁电流的比例加大,导致额定运行时电流大、电阻损耗增加,功率因数指标恶化、效率降低。
在前面的多篇文章中,我们谈过可控电源对于转子部分设计的影响,即通过变频控制来抑制电机谐波转矩对起动性能的负作用,设计中几乎不需要电机的起动问题。
转子槽形决定了转子单槽的电阻值,与槽数相关联才能综合评价转子电阻随槽形尺寸变化的总体趋势,也就是我们今天要讨论关于转子槽数的话题。
相对于定子部分,转子槽形与槽数的几何空间局限性较大,多槽转子的槽形为细长型,而少槽转子槽形为扁胖型。在满足起动性能的前提下,以转子漏抗最小作为转子槽数与槽形匹配的最佳组合,同时可以获取比较理想的最大转矩。
当转子槽数增加时,电机的槽形变得窄而长,槽漏抗增大,无功电流中漏抗电流相对于励磁电流的比例加大,导致额定运行时电流大、电阻损耗增加,功率因数指标恶化、效率降低。另外,因为趋肤效应的作用也因槽形变得窄且长而增强,转子电阻变大,转子损耗也是增加的趋势,叠加了又一项效率变差的因子。
实际上,电机的效率、功率因数与转子槽数也有一个最佳契合点,设计时转子槽数的选择除了定转子槽配合对起动、噪声和振动的影响外,就是要应综合考量运行性能与转子槽数的关联情况。
电机转子槽可以采用圆底型、平底型、梨型和梯形等许多种型式。大量的数据统计和分析发现,不同的槽形对于电机性能的影响倾向不同:平底槽更有利于电机效率的改善,梨形槽则有利于电机功率因数的改善,但这一切都是基于某一固定的转子槽数。
电机的实际设计过程一般以相对固定的定子为前提,通过变换适配转子槽数进行计算、模拟,求得最为理想的性能指标。对于可控电源条件下的设计,槽数选取的自由度更大一些,因而电机性能优化的空间也会相对宽松。
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