鼠籠式異步電機(jī)為何要選擇深槽式轉(zhuǎn)子？

　　隨著變頻電源的普及，電機(jī)的起動問題變得迎刃而解，但是對于普通電源，鼠籠式轉(zhuǎn)子異步電機(jī)的起動始終是一個問題。從異步電動機(jī)起動和運(yùn)行性能的分析可知，起動時為了增大起動轉(zhuǎn)矩，減小電流，要求轉(zhuǎn)子電阻大一些;而電機(jī)運(yùn)行時，為了減小轉(zhuǎn)子銅耗以提高電機(jī)效率，要求轉(zhuǎn)子電阻小一些;這顯然是一對矛盾。

　　對繞線式轉(zhuǎn)子電動機(jī)，由于可在起動時串入電阻，而在運(yùn)行時再把它切除，因此很好地滿足了這個要求。但繞線式異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，維護(hù)不方便，使其應(yīng)用受到一定限制;這就促使人們從鼠籠式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子槽形著手，設(shè)法利用“集膚效應(yīng)”達(dá)成起動大電阻，而運(yùn)行時小電阻的目的。深槽式和雙鼠籠轉(zhuǎn)子電機(jī)即具有這種起動性能。今天，Ms.參與大家談?wù)勆畈凼睫D(zhuǎn)子電機(jī)。

深槽式異步電動機(jī)

　　為加強(qiáng)集膚效應(yīng)，深槽式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的槽形呈深而窄的特征，槽深與槽寬比在10-12的范圍。當(dāng)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中通過電流時，與導(dǎo)條底部相交鏈的漏磁通比與槽口部分相交鏈的漏磁通多很多，因此，如果將導(dǎo)條看成是由若干沿槽高劃分的小導(dǎo)體并聯(lián)而成，則愈靠近槽底的小導(dǎo)體具有更大的漏電抗，而愈近槽口，漏電抗就愈小。

　　在起動時，由于轉(zhuǎn)子電流頻率較高，而漏電抗較大，因此各小導(dǎo)體中電流的分配將取決于漏電抗，漏電抗越大則漏電流越小。這樣，在由氣隙主磁通感應(yīng)的相同電勢的作用下，導(dǎo)條中靠近槽底處的電流密度將很小，而愈近槽口則愈大。

　　由于集膚效應(yīng)，電流大部分被擠到導(dǎo)條上部之后，槽底部分導(dǎo)條所起的作用很小，其效果相當(dāng)于減小了導(dǎo)條的高度和截面，因此轉(zhuǎn)子電阻增大，而滿足了起動時大電阻的要求。當(dāng)電機(jī)起動完畢，電動機(jī)正常運(yùn)行時，由于轉(zhuǎn)子電流頻率很低，轉(zhuǎn)子繞組的漏電抗比轉(zhuǎn)子電阻小得多，因此前述各小導(dǎo)體中電流的分配將主要決定于電阻。

　　由于各小導(dǎo)體電阻相等，導(dǎo)條中的電流將均勻分布，因此集膚效應(yīng)基本消失，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的電阻又變小，接近于直流電阻。由此可見正常運(yùn)行的轉(zhuǎn)子電阻會自動變小，從而滿足了減小銅耗提高效率的效果。

什么是集膚效應(yīng)?

　　集膚效應(yīng)又叫趨膚效應(yīng)，當(dāng)交變電流通過導(dǎo)體時，電流將集中在導(dǎo)體表面流過，這種現(xiàn)象叫集膚效應(yīng)。當(dāng)電流或電壓以頻率較高的電子在導(dǎo)體中傳導(dǎo)時，會聚集于總導(dǎo)體表層，而非平均分布于整個導(dǎo)體的截面積中。

　　集膚效應(yīng)不僅影響轉(zhuǎn)子電阻，也影響轉(zhuǎn)子漏抗。從槽漏磁通所經(jīng)路徑可以看出，通過某一小導(dǎo)體中的電流，僅僅產(chǎn)生從該小導(dǎo)體到槽口處的漏磁通，而不產(chǎn)生從該小導(dǎo)體到槽底的漏磁通，因?yàn)楹笳吲c該電流沒有交鏈。這樣，同樣大小的電流，愈靠近槽底，產(chǎn)生的漏磁通就愈多，愈靠近槽口則產(chǎn)生的漏磁通愈少。由此可見，當(dāng)集膚效應(yīng)把導(dǎo)條中的電流擠到槽口時，同一電流產(chǎn)生的槽漏磁通減少了，因此槽漏抗減小了。所以集膚效應(yīng)增加轉(zhuǎn)子電阻而減小轉(zhuǎn)子漏抗。

　　集膚效應(yīng)的強(qiáng)弱決定于轉(zhuǎn)子電流的頻率和槽形尺寸，頻率愈高，槽形愈深，集膚效應(yīng)就愈顯著。同一轉(zhuǎn)子，頻率不同，集膚效應(yīng)的作用就不同，隨之轉(zhuǎn)子參數(shù)也不同。正因?yàn)檫@樣，應(yīng)把正常運(yùn)行時和起動時的轉(zhuǎn)子電阻和漏抗嚴(yán)格區(qū)分，不能混同。就同一頻率來說，深槽式轉(zhuǎn)子的集膚效應(yīng)很強(qiáng)，但對普通結(jié)構(gòu)的鼠籠式轉(zhuǎn)子，集膚效應(yīng)也有一定程度的影響。因此即使是普通結(jié)構(gòu)的鼠籠式轉(zhuǎn)子，也應(yīng)把起動時和運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子參數(shù)分別計(jì)算。

　　深槽式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子漏抗，由于轉(zhuǎn)子槽形很深，盡管受集膚效應(yīng)的影響而減小，但減小之后仍比普通鼠籠式的轉(zhuǎn)子漏抗要大些。所以深槽式電動機(jī)運(yùn)行時的功率因數(shù)和最大轉(zhuǎn)矩都比普通鼠籠式電動機(jī)的稍低。