Với sự phổ biến của nguồn điện biến tần, vấn đề khởi động động cơ đã trở nên dễ giải quyết hơn, nhưng đối với các nguồn điện thông thường, việc khởi động động cơ gặp nhiều khó khăn hơn.rôto lồng sócĐộng cơ không đồng bộ luôn là một vấn đề nan giải. Từ việc phân tích hiệu suất khởi động và vận hành của động cơ không đồng bộ, có thể thấy rằng để tăng mô-men xoắn khởi động và giảm dòng điện trong quá trình khởi động, điện trở rôto cần phải lớn hơn; trong khi đó, khi động cơ đang hoạt động, để giảm tổn hao đồng trong rôto và nâng cao hiệu suất động cơ, điện trở rôto cần phải nhỏ hơn; điều này rõ ràng là một mâu thuẫn.
Đối với động cơ rôto quấn dây, vì điện trở có thể được mắc nối tiếp trong quá trình khởi động và sau đó được tháo ra trong quá trình hoạt động, nên yêu cầu này được đáp ứng tốt. Tuy nhiên, động cơ không đồng bộ rôto quấn dây có cấu trúc phức tạp, chi phí cao và bảo trì bất tiện, điều này hạn chế ứng dụng của nó ở một mức độ nhất định; điều này thúc đẩy người ta bắt đầu từ hình dạng rãnh rôto của động cơ lồng sóc.động cơ không đồng bộvà cố gắng sử dụng “hiệu ứng bề mặt” để đạt được mục đích có điện trở khởi động lớn và điện trở nhỏ trong quá trình vận hành. Động cơ rôto rãnh sâu và rôto lồng sóc kép có đặc tính khởi động này. Hôm nay, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về động cơ rôto rãnh sâu.
Động cơ không đồng bộ rãnh sâu
Để tăng cường hiệu ứng bề mặt, rãnh của rôto động cơ không đồng bộ rãnh sâu có hình dạng sâu và hẹp, và tỷ lệ giữa độ sâu rãnh và chiều rộng rãnh nằm trong khoảng 10-12. Khi dòng điện chạy qua các thanh rôto, từ thông rò rỉ liên kết với đáy các thanh lớn hơn nhiều so với từ thông rò rỉ liên kết với miệng rãnh. Do đó, nếu coi các thanh như một số dây dẫn nhỏ được chia dọc theo chiều cao rãnh và mắc song song, thì các dây dẫn nhỏ gần đáy rãnh hơn sẽ có điện kháng rò rỉ lớn hơn, và càng gần miệng rãnh thì điện kháng rò rỉ càng nhỏ.
Ban đầu, do tần số dòng điện rôto cao và điện kháng rò rỉ lớn, sự phân bố dòng điện trong mỗi dây dẫn nhỏ sẽ phụ thuộc vào điện kháng rò rỉ. Điện kháng rò rỉ càng lớn thì dòng điện rò rỉ càng nhỏ. Như vậy, dưới tác dụng của cùng một điện thế cảm ứng bởi từ thông chính của khe hở không khí, mật độ dòng điện gần đáy rãnh trong các thanh dẫn sẽ rất nhỏ, và càng gần miệng rãnh thì mật độ dòng điện càng lớn.
Do hiệu ứng bề mặt, sau khi phần lớn dòng điện bị dồn về phần trên của thanh dẫn, vai trò của thanh dẫn ở đáy rãnh rất nhỏ, tương đương với việc giảm chiều cao và tiết diện của thanh dẫn, do đó điện trở rôto tăng lên và đáp ứng yêu cầu về điện trở lớn khi khởi động. Khi động cơ khởi động và hoạt động bình thường, do tần số dòng điện rôto thấp, điện kháng rò rỉ của cuộn dây rôto nhỏ hơn nhiều so với điện trở rôto, do đó sự phân bố dòng điện trong các dây dẫn nhỏ nói trên chủ yếu được quyết định bởi điện trở.
Vì điện trở của mỗi dây dẫn nhỏ bằng nhau, dòng điện trong thanh dẫn sẽ được phân bố đều, do đó hiệu ứng bề mặt về cơ bản biến mất, và điện trở của thanh dẫn rôto lại giảm xuống, gần bằng điện trở DC. Có thể thấy rằng trong điều kiện hoạt động bình thường, điện trở của rôto sẽ tự động giảm, nhờ đó đáp ứng được hiệu quả giảm tổn hao đồng và nâng cao hiệu suất.
Tác dụng trên da là gì?
Hiệu ứng bề mặt còn được gọi là hiệu ứng da. Khi dòng điện xoay chiều chạy qua dây dẫn, dòng điện sẽ tập trung trên bề mặt của dây dẫn. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng bề mặt. Khi dòng điện hoặc điện áp được dẫn trong dây dẫn với các electron có tần số cao hơn, chúng sẽ tập trung trên bề mặt của toàn bộ dây dẫn thay vì phân bố đều trong tiết diện ngang của toàn bộ dây dẫn.
Hiệu ứng bề mặt không chỉ ảnh hưởng đến điện trở rôto mà còn ảnh hưởng đến điện kháng rò rỉ của rôto. Từ đường đi của từ thông rò rỉ trong rãnh, có thể thấy rằng dòng điện chạy qua dây dẫn nhỏ chỉ tạo ra từ thông rò rỉ từ dây dẫn nhỏ đến rãnh, chứ không phải từ dây dẫn nhỏ đến đáy rãnh, vì phần sau không liên kết với dòng điện. Như vậy, với cùng một dòng điện, càng gần đáy rãnh thì từ thông rò rỉ càng được tạo ra nhiều, và càng gần rãnh thì từ thông rò rỉ càng được tạo ra ít. Có thể thấy rằng khi hiệu ứng bề mặt ép dòng điện trong dây dẫn vào rãnh, từ thông rò rỉ trong rãnh được tạo ra bởi cùng một dòng điện sẽ giảm đi, do đó điện kháng rò rỉ trong rãnh giảm đi. Vì vậy, hiệu ứng bề mặt làm tăng điện trở rôto và giảm điện kháng rò rỉ của rôto.
Cường độ hiệu ứng bề mặt phụ thuộc vào tần số dòng điện rôto và kích thước rãnh. Tần số càng cao và rãnh càng sâu thì hiệu ứng bề mặt càng đáng kể. Đối với cùng một rôto, nếu tần số khác nhau thì hiệu ứng bề mặt cũng sẽ khác nhau, và các thông số rôto cũng sẽ khác nhau. Vì vậy, điện trở rôto và điện kháng rò rỉ trong quá trình hoạt động bình thường và khởi động cần được phân biệt rõ ràng và không được nhầm lẫn. Ở cùng một tần số, hiệu ứng bề mặt của rôto rãnh sâu rất mạnh, nhưng hiệu ứng bề mặt cũng có ảnh hưởng nhất định đến rôto lồng sóc cấu trúc thông thường. Do đó, ngay cả đối với rôto lồng sóc cấu trúc thông thường, các thông số rôto khi khởi động và vận hành cũng cần được tính toán riêng biệt.
Điện kháng rò rỉ rôto của rãnh sâuđộng cơ không đồng bộDo hình dạng rãnh sâu của rôto, điện kháng rò rỉ được giảm thiểu nhờ hiệu ứng bề mặt, nhưng sau khi giảm thiểu, điện kháng rò rỉ của rôto vẫn lớn hơn so với rôto lồng sóc thông thường. Vì vậy, hệ số công suất và mômen xoắn cực đại của động cơ rãnh sâu thấp hơn một chút so với động cơ lồng sóc thông thường.
Thời gian đăng bài: 05/07/2024