Характеристики скольжения крутящего момента асинхронного двигателя

Этот вопрос был задан в интервью для Scientist position.

Для заданных характеристик T-скольжения асинхронного двигателя мне нужен такой же максимальный крутящий момент, но при более низком значении скольжения?

  1. Это вообще возможно?

  2. Если возможно, то каковы будут его преимущества и недостатки?

Ответы (4)

скольжение на крутящий момент пропорционально магнитному полю. поэтому более слабое поле вызовет большее скольжение. (Я не говорю точно, это могут быть квадратные отношения и т. Д.)

Большинство двигателей уже работают со статором, близким к магнитному насыщению (иначе в статоре будет избыток железа), поэтому увеличивать магнитное поле нецелесообразно.

Один из подходов, который может окупиться, заключается в использовании другого типа двигателя — двигатели с постоянными магнитами не скользят при нормальной работе.

другим подходом было бы использование более крупного двигателя или добавление другого двигателя, возможно, соединенного с задним валом существующего двигателя.

другим может быть замена алюминия в роторе на более качественный проводник, такой как медь или серебро. Как отмечает Наиль Тосун, охлаждение ротора также снижает его сопротивление и, таким образом, немного уменьшает проскальзывание.

Как скольжение на крутящий момент пропорционально магнитному полю? У меня есть только последний метод, который вы упомянули. Не могли бы вы рассказать о других методах. По мере уменьшения сопротивления скольжение при максимальном крутящем моменте будет уменьшаться.
Кроме того, можем ли мы закоротить обмотки, используя латунь вместо меди в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором?
Каковы будут преимущества и недостатки?
Я не очень разбираюсь в конструкции двигателя. Но я знаю о проводимости медных сплавов. Все, что вы добавляете к меди, даже в относительно небольших количествах, таких как 2% или 5%, значительно снижает проводимость. Например, бериллиево-медный сплав C17200, представляющий собой медь с содержанием бериллия всего 2%, имеет только 20% проводимости чистой меди. Латунь может быть хорошим проводником по сравнению со сталью, но не по сравнению с алюминием или медью.
роторы с короткозамкнутым ротором сочетают в себе «железные» пластины и проводящую алюминиевую структуру клетки, замена алюминия на медь сделает ротор более эффективным (и намного более дорогим) и уменьшит проскальзывание.
@Jasen, ваш последний пункт и комментарий противоречат друг другу. Просьба уточнить. Обмотки ротора медные? Вы хотите, чтобы он был из алюминия, чтобы уменьшить скольжение?
асинхронные двигатели не имеют обмотки ротора, поэтому проводящая часть ротора отлита на месте магнитной части, часть с короткозамкнутым ротором обычно изготавливается из алюминия.
Эффективное охлаждение снизит сопротивление ротора и уменьшит максимальное проскальзывание крутящего момента. При этом изменение сопротивления ротора не меняет максимальный крутящий момент машины. Мы используем блок внешнего сопротивления для увеличения пускового крутящего момента (перемещение точки максимального крутящего момента). Обратный процесс также действителен
Спасибо за добавление моего комментария, но вы неправильно написали мое имя :)

Я не уверен, к чему на самом деле идет вопрос. Но существует несколько различных стандартных конструкций NEMA для асинхронных двигателей. Вот график из «ХАРАКТЕРИСТИКИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА NEMA DESIGN A, B, C, D & E MOTORS».

крутящий момент_против_скорости

В тексте также говорится, что двигатели конструкции NEMA E имеют скольжение от 0,5% до 3%, что меньше, чем у двигателей любого другого типа, хотя из графика видно, что двигатели конструкции B почти такие же низкие.

В любом случае, одним из возможных ответов на ваш вопрос может быть указание двигателя NEMA конструкции E.

Вот где я нашел документ.

http://industrialelectricalco.com/wp-content/uploads/2014/01/nema-abcde-torque-curves.pdf

Другой возможный ответ — использовать синхронный двигатель, который не имеет скольжения, но может потребовать специальной пусковой схемы. Синхронные двигатели НЕ ДОЛЖНЫ быть сделаны из постоянных магнитов. Вы также можете добавить контактные кольца и роторы с обмоткой, чтобы ротор мог намагничиваться выпрямленным переменным током.

В том же дизайне он хотел, чтобы я сделал некоторые модификации. Например, изменить материал обмотки или добавить нагрузку.
Может быть, вы сможете изучить, как дизайнеры реализуют двигатели Design E.

Как вы прокомментировали ответ Джейсена, скольжение, при котором возникает максимальный крутящий момент, представляет собой отношение сопротивления ротора к реактивному сопротивлению рассеяния ротора. Вы можете уменьшить сопротивление ротора в SCIM, изменив материал (например, используя медь вместо алюминия) или увеличив толщину стержней ротора. Это дороже и занимает больше места.

Однако это легко достигается в двигателях с контактными кольцами.

В двигателях с контактными кольцами вы можете только увеличить сопротивление, верно? Я думаю, что мы не можем уменьшить его, так как вы можете подключить дополнительные последовательно.
Очевидно, что у вас не может быть значения ниже, чем при нулевом внешнем сопротивлении.
@NikhilKashyap, не сосредотачивайся не на том. Дип говорит, что снижение сопротивления ротора уменьшит скольжение (при условии, что утечка поддерживается постоянной). Похоже, именно таким должен был быть ответ на вопрос интервью. Уменьшите сопротивление ротора.
Нет, не было. Первоначально внешнее сопротивление не было подключено. Таким образом, вы не можете уменьшить его, используя внешнее сопротивление.

Да, это возможно.

Если у вас уже есть внешняя батарея сопротивления, подключенная к двигателю

Изменение блока внешнего сопротивления может изменить точку максимального крутящего момента по сравнению с проскальзыванием. Однако этот метод управления применим только для асинхронных машин с фазным ротором. Поскольку в короткозамкнутых кольцах нет токосъемных колец, мы не можем подключить батарею резисторов.

Следующие формулы можно получить, используя эквивалентную схему асинхронного двигателя Thevenin. Я не буду глубоко выводить эти формулы, но вы можете найти их в книге по электрическим машинам Фитцджеральда Кингсли.

Тевенин Эквивалентная схема асинхронного двигателя

Формула максимального крутящего момента для асинхронного двигателя следующая;

Т м а Икс "=" 3 0,5 В т час 2 ю с 1 р т час + р т час 2 + ( Икс т час + Икс 2 ′ ) 2

Как видно из формулы, Т м а Икс не зависит от сопротивления ротора, оно в основном связано со стороной статора.

с Т м а Икс "=" р 2 ′ р т час 2 + ( Икс т час + Икс 2 ′ ) 2

Заметить, что с Т м а Икс зависит от р 2 ′ что является сопротивлением ротора.

Этот график можно построить, используя следующие формулы в среде MATLAB:

сопротивление ротора

Если нет внешнего блока резисторов

  1. Вы можете более эффективно охлаждать машину. Это также уменьшит сопротивление ротора и с м а Икс также.

  2. Переключатель треугольник-звезда

    Большинство асинхронных машин имеют переключатель «треугольник-звезда» для эффективного запуска. Принцип работы тот же. Замена соединения «звезда» на «треугольник» также может снизить сопротивление ротора и с м а Икс .

Таким образом, вы можете увеличить сопротивление ротора и тем самым увеличить скольжение. Но уменьшить его нельзя.
Замена обмотки ротора звездой на треугольник может помочь. Это снова снижает сопротивление ротора без изменения максимального крутящего момента.
@Nail - Привет, я исправил некоторый синтаксис MathJAX (на этом сайте встроенный MathJAX должен иметь «\ $» в начале и конце, а не просто «$»). Один момент не совсем ясен, поэтому я надеюсь, что моя попытка разъяснения верна. Вы говорите, что «если асинхронный двигатель имеет ротор с обмоткой», то можно использовать «изменение блока внешнего сопротивления»? А "если у асинхронного двигателя [...] ротор с короткозамкнутым ротором, то этот способ управления не работает"? Если это так, то я надеюсь, что мое редактирование действительно прояснило это. Если вы считаете, что мое редактирование неясно или я неправильно вас истолковал, отредактируйте свой вопрос. Спасибо
Характеристики скольжения крутящего момента асинхронного двигателя
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v