Асинхронные двигатели: какое влияние гармоники высокого-порядка оказывают на их производительность?
Feb 05, 2026
Оставить сообщение
В предыдущих твитах мы обсуждали пусковые и рабочие характеристикиасинхронные двигатели, также известный какасинхронные двигатели. Речь идет об электромагнитном крутящем моменте двигателя, который создается за счет взаимодействия между основным магнитным полем в воздушном зазоре и индуцируемым им током ротора. Для любого двигателя, помимо основного магнитного поля, в воздушном зазоре существуют гармонические магнитные поля высокого-порядка различной степени. Под действием гармонических магнитных полей высокого-порядка возникают соответствующие гармонические моменты, называемые также дополнительными моментами. Эти дополнительные крутящие моменты в разной степени будут мешать эффекту электромагнитного крутящего момента, а в тяжелых случаях приводить к трудностям при запуске двигателя или даже к невозможности запуска вообще.
Из-за объективного наличия зубцов и пазов в сердечниках статора и ротора двигателя, не-синусоидального распределения обмоток и неравномерного насыщения магнитной цепи двигателя при работе двигателя неизбежны гармоники высокого-порядка.
Существует два типа крутящих моментов, создаваемых гармониками высокого-порядка: асинхронный дополнительный крутящий момент и синхронный дополнительный крутящий момент. Оба отрицательно влияют на пусковые характеристики двигателя. Вообще говоря, асинхронный дополнительный крутящий момент приводит к тому, что двигатель ползет с определенной скоростью и не достигает номинальной скорости; если в момент запуска возникает синхронный дополнительный крутящий момент, это может привести к мертвой точке при запуске двигателя, даже если двигатель запускается в условиях холостого хода. Что касается этой проблемы, то она иногда обнаруживается во время испытаний двигателей: для двигателей одной и той же спецификации в одной партии, даже если подается одинаковое напряжение, отдельные двигатели иногда не запускаются. В этом случае общепринятой практикой является поворот ротора двигателя на угол, чтобы его можно было легко запустить.
Путем теоретического анализа мы можем обнаружить, что, поскольку крутящий момент, создаваемый гармониками высокого-порядка, накладывается на кривую крутящего момента, на кривой появляются вогнутые точки, тем самым ухудшая пусковые характеристики двигателя. Как уменьшить влияние гармоник высокого-порядка и улучшить пусковые характеристики двигателя? К распространенным и очень эффективным мерам относятся: регулировка посадки паза между статором и ротором двигателя; увеличение воздушного зазора статора двигателя; перекос пазов статора или ротора; применение обмоток с коротким-шагом и целочисленными-пазовыми обмотками и т. д.
Целью регулировки посадки паза между статором и ротором двигателя является уменьшение и устранение синхронного дополнительного крутящего момента; Увеличение воздушного зазора статора-ротора ослабляет гармоники высокого-порядка за счет пропорционального соотношения между значениями рабочей волны и гармонической магнитной проводимости.
В соответствии с реальной технологией производства и обработки на роторе чаще используются перекошенные пазы, которые позволяют эффективно контролировать величину синхронного дополнительного крутящего момента. Однако при использовании перекошенных пазов коэффициент мощности и максимальный крутящий момент двигателя будут ухудшаться в разной степени.
Помимо влияния на пусковые характеристики двигателя, еще одним неблагоприятным воздействием гармоник высокого-порядка является высокочастотный-электромагнитный шум двигателя. В предыдущих статьях мы довольно много обсуждали высокочастотный электромагнитный шум, и меры по решению таких проблем аналогичны.