高转矩笼型电机;深槽转子与双笼转子感应电机


传统鼠笼式感应电机的主要缺点是由于转子电阻低导致的低启动转矩和高启动电流。

可以通过使用高电阻率的转子条材料来提高电机的启动转矩。高转子电阻在较高的功率因数下提供较高的启动转矩和较低的启动电流。尽管较高的转子电阻会降低满载速度,但它会增加转子 I2R 损耗,从而导致电机效率降低。因此,电机正常运行需要较低的转子电阻,以便滑差较低且效率较高。因此,为了获得良好的启动性能,转子电阻应较高,而在正常运行条件下,转子电阻应较低。

为了在启动时获得高转子电阻并在运行时获得低转子电阻,鼠笼式感应电机中使用了两种类型的转子连接 -

  • 深槽转子
  • 双笼转子

深槽转子

图中显示了具有深而窄槽的鼠笼转子。可以假设一个槽由多个并联连接的窄层组成。图中显示了深槽转子的三个窄层,即元件 A、元件 B 和元件 C。

从图中可以看出,最上层,即元件 A,与最小的漏磁通相连,因此其漏感最小。另一方面,最下层,即元件 C,与最大的漏磁通相连。因此,元件 C 的漏感最大。

在电机启动时,转子频率和电源频率相等。因此,元件 C 对电流的阻抗比元件 A 更大。因此,最大电流流过最上层,最小电流流过最下层。由于转子电路中电流分布不均匀,有效转子电阻增加,漏抗减小。因此,在启动条件下,由于转子电阻较高,启动转矩较高,而启动电流较低。

在正常运行条件下,滑差和转子频率非常小。因此,所有元件(A、B 和 C)的电抗与它们的电阻相比都很小。转子条所有层的阻抗大致相等,因此所有部分的电流分布相等。因此,转子条的横截面积增加,从而导致转子电阻变得非常小,从而导致滑差低和效率高。


双笼转子

该图显示了感应电机的双笼转子。在双笼转子中,有两层转子条。双笼感应电机用于在低启动电流下获得高启动转矩。双笼感应电机的定子与普通鼠笼式感应电机的定子类似。

每一层转子都借助端环短路。外笼的转子条的横截面积小于内转子条,并且由高电阻率材料制成,例如黄铜、青铜、铝等。内笼的转子条由低电阻率材料制成,例如铜。因此,外笼的电阻大于内转子笼。转子的上槽和下槽之间有一个缝隙。此缝隙增加了内笼转子条周围漏磁通的磁导率。因此,与内转子笼绕组相连的漏磁通远大于与外转子笼绕组相连的漏磁通。因此,内笼绕组具有更大的自感。

在电机启动时,转子中感应电压的频率与电源频率相同。因此,内笼绕组的漏抗远大于外笼绕组的漏抗。因此,大部分启动电流流过外笼绕组,该绕组对电流的阻抗较低。因此,高电阻外笼绕组产生高启动转矩。

现在,在正常运行条件下,滑差和转子频率非常小。因此,两个绕组的漏抗都变得可以忽略不计。现在,两个转子笼之间的电流分配由它们的电阻决定。由于外转子笼的电阻约为内转子笼的 5 到 6 倍,因此大部分电流流过内笼。因此,在正常运行条件下,电机的转矩是由具有低电阻的内转子笼产生的。

感应电机的应用

  • 对于低启动转矩要求,使用普通鼠笼式感应电机。
  • 对于高转矩要求,使用深槽笼式感应电机。
  • 双笼感应电机也用于高转矩应用。
  • 对于具有非常大启动转矩要求和异常长启动时间的特大型电机,使用滑环感应电机。

更新于: 2021-08-25

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