Form und Größe der Rotornuten haben einen direkten Einfluss auf den Rotorwiderstand und den Streufluss, was wiederum die Effizienz, den Leistungsfaktor, das maximale Drehmoment, das Anlaufdrehmoment und weitere Leistungskennzahlen des Motors beeinflusst. Die beeinflusste Leistung ist von großer Bedeutung fürMotorProdukte.
Im praktischen Betrieb ist es oft notwendig, zugunsten einer bestimmten Leistung auf andere Eigenschaften zu verzichten. Das Sprichwort „Man kann nicht alles haben“ trifft hier vollkommen zu. Natürlich können revolutionäre technologische Durchbrüche bei neuen Materialien und Verfahren diese Regel vorübergehend außer Kraft setzen. Beispielsweise wurde in der Anfangsphase der Anwendung eines Hochspannungsmotorisolationssystems mit „Glimmerband mit reduziertem Klebstoffpulver“ als Hauptmaterial in Kombination mit dem neuen Verfahren der „Vakuumdruck-Tauchbeschichtung“ kurzzeitig der Effekt erzielt, die Vorteile beider Systeme zu vereinen: Reduzierung der Isolationsdicke und Verbesserung der Spannungs- und Koronabeständigkeit. Dennoch kann man sich den Beschränkungen der bestehenden Regeln nicht entziehen und sieht sich immer wieder mit schwer zu handhabenden Widersprüchen oder Problemen konfrontiert.
1. Ausgewogenes Leistungsverhältnis zwischen Anlaufleistung und Überlastkapazität
Um die Überlastfähigkeit des Motors zu verbessern, muss das maximale Drehmoment erhöht werden, wodurch die Streureaktanz des Rotors reduziert werden muss; und um den geringen Anlaufstrom und das hohe Anlaufdrehmoment während des Anlaufvorgangs zu erreichen, muss der Skin-Effekt des Rotors so weit wie möglich erhöht werden, was jedoch zwangsläufig zu einer Erhöhung des magnetischen Streuflusses und der Streureaktanz der Rotornuten führt.
2. Ausgewogenheit zwischen Effizienz und Anfahrleistung
Wir wissen, dass eine Erhöhung des Rotorwiderstands das Anlaufverhalten des Motors verbessern kann, beispielsweise durch Verringerung der Rotornut und Verwendung eines Doppelkäfigrotors. Aufgrund des erhöhten Rotorwiderstands und des erhöhten Leckstroms steigen jedoch die Kupferverluste im Stator und Rotor erheblich an, was zu einer Verringerung des Wirkungsgrades führt.
3. Kontrollmechanismen zwischen Leistungsfaktor und Anlaufverhalten
Um das Anlaufverhalten des Motors zu verbessern, nutzen wir den Skin-Effekt, beispielsweise durch die Verwendung tiefer, schmaler Nuten, konvexer Nuten, messerförmiger Nuten, tiefer Nuten oder doppelter Kurzschlussläufernuten, um den Rotorwiderstand beim Anlauf zu erhöhen. Der direkteste Effekt besteht jedoch in der Erhöhung der Rotornutstreuung, wodurch die Rotorstreuinduktivität erhöht und der Blindstrom des Rotors erhöht wird, was in den meisten Fällen direkt zu einer Verringerung des Leistungsfaktors führt.
4. Überprüfung und Abgleich der Effizienz und des Leistungsfaktors
Wenn die Rotornutfläche zunimmt und der Widerstand abnimmt, sinken die Kupferverluste im Rotor, und der Wirkungsgrad steigt. Durch die Verringerung der magnetischen Permeabilität des Rotorjochs erhöhen sich jedoch der magnetische Widerstand und die magnetische Flussdichte, was zu höheren Eisenverlusten und einem niedrigeren Leistungsfaktor führt. Viele Motoren, deren Optimierungsziel die Effizienz ist, weisen dieses Phänomen auf: Die Effizienzsteigerung ist zwar deutlich, aber der Nennstrom ist hoch und der Leistungsfaktor niedrig. Kunden bemängeln daher, dass Hocheffizienzmotoren nicht so gut sind wie herkömmliche Motoren.
Bei der Motorenentwicklung gibt es viele Aspekte der Vor- und Nachteile. Dieser Artikel behandelt ausschließlich die externen Eigenschaften. Um diese Leistungsverhältnisse auszugleichen, müssen wir die internen Eigenschaften eingehend untersuchen und den iterativen Ansatz der Vor- und Nachteile geschickt anwenden, um die sogenannten Widersprüche oder Probleme zu lösen.
Veröffentlichungsdatum: 12. August 2024