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對于繞線式電機的轉子,尤其是成型繞組的轉子,由于電磁線規格和嵌入工藝的限制,轉子的槽形受到更多的約束,不允許有太多的變化。鼠籠式結構的鑄鋁轉子形狀可根據電機性能的實際要求設計,如梨形、刀形、凸形及其組合可隨意選擇。因此,轉子槽形的影響主要針對鼠籠式電機。
在轉子槽形的設計過程中,核心內容及設計目標有:
首先,轉子槽的面積足夠大,以允許足夠的電流流動,轉子可以產生足夠的磁勢。只有這樣才能保證電機的電磁轉矩,有效降低轉子的銅耗,從而有效提高電機的效率水平。
第二,合理調整轉子齒和磁軛的尺寸,保證鐵芯有足夠的導磁面積。
第三,充分利用趨膚效應,使電機在工頻起動時有足夠的起動轉矩和盡可能小的起動電流。
因此,重載起動電機要求轉子的槽形要上窄下寬,或者采用雙鼠籠結構,通過電流的趨膚效應提高電機的起動性能。第三項有時會因起動性能要求不同而改變:轉子槽設計為上寬下窄的平行齒,磁通密度相對均勻,槽面積利用率高,但電機起動轉矩相對較小,適用于起動轉矩要求低的電機或逆變電源。
相對來說,頂窄底寬的轉子槽有助于提高電機的起動性能,在大容量電機中應用廣泛。考慮到電機本體、拖動設備和供電網絡的安全性,頂窄底寬的倒梯形槽有很大的優勢,但這類槽齒的磁通密度分布極不均勻,容易造成轉子磁通密度過飽和的問題。
在實際的槽形選擇過程中,往往會為了某一性能的優化傾向而犧牲其他性能。但如果使用可控電源,平行齒和梨形凹槽可以一直使用,不再有所謂的放棄對方的問題。
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