Değişken frekanslı güç kaynaklarının yaygınlaşmasıyla motorların çalıştırma sorunları kolayca çözülebilir hale geldi, ancak sıradan güç kaynaklarında çalıştırma sorunu devam etmektedir.sincap kafesli rotorAsenkron motorlar her zaman bir sorun olmuştur. Asenkron motorların çalıştırma ve çalışma performansının analizinden, çalıştırma torkunu artırmak ve çalıştırma sırasında akımı azaltmak için rotor direncinin daha büyük olması gerektiği; motor çalışırken ise rotor bakır kaybını azaltmak ve motor verimliliğini artırmak için rotor direncinin daha küçük olması gerektiği görülmektedir; bu açıkça bir çelişkidir.
Sargılı rotorlu motorlarda, direnç başlatma sırasında seri olarak bağlanıp çalışma sırasında çıkarılabildiği için bu gereksinim iyi bir şekilde karşılanmaktadır. Bununla birlikte, sargılı rotorlu asenkron motorun karmaşık yapısı, yüksek maliyeti ve zahmetli bakımı, uygulamasını belirli ölçüde sınırlandırmaktadır; bu da insanları sincap kafesli rotor yuvası şeklinden yola çıkmaya yöneltmektedir.asenkron motorve yüksek başlangıç direnci ve düşük çalışma direnci elde etmek için "deri etkisi"nden yararlanmaya çalışırlar. Derin oluklu ve çift sincap kafesli rotorlu motorlar bu başlangıç performansına sahiptir. Bugün, derin oluklu rotorlu motorlardan bahsedelim.
Derin yuvalı asenkron motor
Yüzey etkisini artırmak için, derin oluklu asenkron motor rotorunun oluk şekli derin ve dardır ve oluk derinliğinin oluk genişliğine oranı 10-12 aralığındadır. Akım rotor çubuklarından geçtiğinde, çubukların alt kısmıyla bağlantılı kaçak akı, oluk açıklığıyla bağlantılı kaçak akıdan çok daha büyüktür. Bu nedenle, çubuklar oluk yüksekliği boyunca bölünmüş ve paralel bağlanmış bir dizi küçük iletken olarak düşünülürse, oluğun alt kısmına daha yakın olan küçük iletkenlerin kaçak reaktansı daha büyük, oluk açıklığına ne kadar yakınsa kaçak reaktansı o kadar küçüktür.
Başlangıçta, rotor akım frekansı yüksek ve kaçak reaktansı büyük olduğundan, her bir küçük iletkendeki akım dağılımı kaçak reaktansına bağlı olacaktır. Kaçak reaktansı ne kadar büyükse, kaçak akım o kadar küçük olur. Bu şekilde, hava boşluğunun ana manyetik akısı tarafından indüklenen aynı potansiyelin etkisi altında, çubuklardaki yuvanın dibine yakın akım yoğunluğu çok küçük olacak ve yuva açıklığına yaklaştıkça akım yoğunluğu artacaktır.
Yüzey etkisi nedeniyle, akımın büyük kısmı iletken çubuğun üst kısmına sıkıştırıldıktan sonra, yuvanın altındaki iletken çubuğun rolü çok küçük olur; bu da iletken çubuğun yüksekliğinin ve kesitinin azalmasına eşdeğerdir, bu nedenle rotor direnci artar ve başlangıçta yüksek direnç gereksinimini karşılar. Motor çalıştırıldığında ve normal şekilde çalışırken, rotor akımının düşük frekansı nedeniyle, rotor sargısının kaçak reaktansı rotor direncinden çok daha küçüktür, bu nedenle yukarıda bahsedilen küçük iletkenlerdeki akım dağılımı esas olarak direnç tarafından belirlenir.
Her bir küçük iletkenin direnci eşit olduğundan, iletken çubuktaki akım eşit olarak dağılır, bu nedenle yüzey etkisi temelde ortadan kalkar ve rotor iletken çubuğunun direnci tekrar küçülerek doğru akım direncine yaklaşır. Görüldüğü gibi, rotor direnci normal çalışma sırasında otomatik olarak azalır, böylece bakır kaybını azaltma ve verimliliği artırma etkisi sağlanır.
Cilt üzerindeki etkisi nedir?
Yüzey etkisi olarak da adlandırılan bu olayda, alternatif akım iletkenden geçtiğinde, akım iletkenin yüzeyinde yoğunlaşır. Bu olaya yüzey etkisi denir. Akım veya gerilim, daha yüksek frekanslı elektronlarla iletkende iletildiğinde, elektronlar iletkenin kesit alanına eşit olarak dağılmak yerine, iletkenin yüzeyinde toplanır.
Yüzey etkisi sadece rotor direncini değil, aynı zamanda rotor kaçak reaktansını da etkiler. Oluk kaçak akısının yolundan, küçük bir iletkenden geçen akımın sadece küçük iletkenden oluğa doğru kaçak akı oluşturduğu, ancak küçük iletkenden oluğun dibine doğru kaçak akı oluşturmadığı görülebilir, çünkü ikincisinin akımla bir bağlantısı yoktur. Bu şekilde, aynı akım için, oluğun dibine ne kadar yakınsa o kadar fazla kaçak akı oluşur ve oluğa ne kadar yakınsa o kadar az kaçak akı oluşur. Yüzey etkisi iletkendeki akımı oluğa doğru sıkıştırdığında, aynı akım tarafından oluşturulan oluk kaçak akısının azaldığı ve dolayısıyla oluk kaçak reaktansının azaldığı görülebilir. Bu nedenle, yüzey etkisi rotor direncini artırır ve rotor kaçak reaktansını azaltır.
Yüzey etkisinin gücü, rotor akımının frekansına ve oluk boyutuna bağlıdır. Frekans ne kadar yüksek ve oluk ne kadar derin olursa, yüzey etkisi o kadar belirgin olur. Aynı rotor için, frekans farklıysa, yüzey etkisi de farklı olur ve rotor parametreleri de farklı olur. Bu nedenle, normal çalışma ve başlatma sırasında rotor direnci ve kaçak reaktansı kesinlikle ayırt edilmeli ve karıştırılmamalıdır. Aynı frekans için, derin oluklu rotorların yüzey etkisi çok güçlüdür, ancak yüzey etkisi sıradan yapıdaki sincap kafesli rotorlar üzerinde de belirli bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, sıradan yapıdaki bir sincap kafesli rotor için bile, başlatma ve çalışma sırasındaki rotor parametreleri ayrı ayrı hesaplanmalıdır.
Derin oluklu rotorun kaçak reaktansıasenkron motorRotorun derin oluklu şekli nedeniyle, yüzey etkisi sayesinde reaktans azalır, ancak azalmadan sonra bile rotorun kaçak reaktansı sıradan sincap kafesli rotorunkinden daha büyüktür. Bu nedenle, derin oluklu motorların güç faktörü ve maksimum torku, sıradan sincap kafesli motorlara göre biraz daha düşüktür.
Yayın tarihi: 05-07-2024