Eigenschaften des Drehmomentschlupfs des Induktionsmotors

Diese Frage wurde in einem Interview für die Position Wissenschaftler gestellt.

Ich möchte für eine bestimmte T-Schlupf-Charakteristik eines Induktionsmotors das gleiche maximale Drehmoment, aber bei einem niedrigeren Schlupfwert?

  1. Ist es überhaupt möglich?

  2. Wenn möglich, was werden dann seine Vor- und Nachteile sein?

Antworten (4)

Schlupf pro Drehmoment ist proportional zum Magnetfeld. Ein schwächeres Feld verursacht also mehr Schlupf. (Ich spreche nicht genau, es könnte eine quadratische Beziehung sein usw.)

Die meisten Motoren werden bereits mit dem Stator nahe der magnetischen Sättigung betrieben (sonst wäre überschüssiges Eisen im Stator), daher ist es nicht praktikabel, das Magnetfeld zu erhöhen.

Ein Ansatz, der sich auszahlen kann, ist die Verwendung eines anderen Motortyps - die Permanentmagnettypen rutschen im normalen Betrieb nicht durch.

Ein anderer Ansatz wäre, einen größeren Motor zu verwenden oder einen weiteren Motor hinzuzufügen, der möglicherweise mit der hinteren Welle des vorhandenen Motors gekoppelt ist.

Ein anderer wäre, das Aluminium im Rotor durch einen besseren Leiter wie Kupfer oder Silber zu ersetzen. Wie Nail Tosun anmerkt, reduziert das Kühlen des Rotors auch seinen Widerstand und verringert so ein wenig den Schlupf.

Wie ist Schlupf pro Drehmoment proportional zum Magnetfeld? Ich habe nur die letzte Methode, die Sie erwähnt haben. Können Sie bitte weitere Methoden erläutern. Wenn der Widerstand abnimmt, nimmt der Schlupf bei maximalem Drehmoment ab.
Können wir auch die Wicklungen mit Messing anstelle von Kupfer in Käfigläufer-Induktionsmotoren kurzschließen?
Was werden die Vor- und Nachteile sein?
Ich habe nicht viel Ahnung von Motorenbau. Aber ich kenne mich mit der Leitfähigkeit von Kupferlegierungen aus. Alles, was Sie Kupfer hinzufügen, selbst in relativ kleinen Mengen wie 2 % oder 5 %, wird die Leitfähigkeit stark reduzieren. Beispielsweise hat die Beryllium-Kupfer-Legierung C17200, also Kupfer mit nur 2 % Beryllium, nur 20 % der Leitfähigkeit von reinem Kupfer. Messing mag im Vergleich zu Stahl ein guter Leiter sein, aber nicht im Vergleich zu Aluminium oder Kupfer.
Käfigläufer kombinieren "Eisen" -Laminierungen und eine leitfähige Aluminiumkäfigstruktur. Das Ersetzen des Aluminiums durch Kupfer würde den Rotor effizienter (auch viel teurer) machen und den Schlupf verringern.
@Jasen, dein letzter Punkt und Kommentar ist widersprüchlich. Bitte klären Sie. Rotorwicklungen sind aus Kupfer oder? Sie möchten, dass es aus Aluminium ist, um den Schlupf zu reduzieren?
Induktionsmotoren haben keine Rotorwicklungen, da der leitfähige Teil des Rotors an Ort und Stelle auf den magnetischen Teil gegossen wird, der Käfigteil besteht normalerweise aus Aluminium.
Effektive Kühlung verringert den Rotorwiderstand und verringert den maximalen Drehmomentschlupf. Darüber hinaus ändert eine Änderung des Rotorwiderstands nicht das maximale Drehmoment der Maschine. Wir verwenden eine externe Widerstandsbank, um das Startdrehmoment zu erhöhen (Verschieben des maximalen Drehmomentpunkts.). Umgekehrter Vorgang ebenfalls gültig
Danke, dass du meinen Kommentar hinzugefügt hast, aber du hast meinen Namen falsch geschrieben :)

Ich bin mir nicht sicher, worauf die Frage wirklich hinaus will. Es gibt jedoch mehrere unterschiedliche Standard-NEMA-Designs für Induktionsmotoren. Hier ist ein Diagramm aus "DREHMOMENTCHARAKTERISTIK von NEMA DESIGN A, B, C, D & E MOTOREN".

Drehmoment_vs_Drehzahl

Der Text besagt auch, dass NEMA-Design-E-Motoren einen Schlupf von 0,5 % bis 3 % haben, was weniger ist als jeder andere Typ, obwohl aus der Grafik hervorgeht, dass Design-B-Motoren fast genauso niedrig sind.

Wie auch immer, eine mögliche Antwort auf Ihre Frage könnte darin bestehen, einen NEMA-Design-E-Motor anzugeben.

Hier habe ich das Dokument gefunden.

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

Eine andere mögliche Antwort ist die Verwendung eines Synchronmotors, der keinen Schlupf hat, aber möglicherweise eine spezielle Startschaltung erfordert. Synchronmotoren MÜSSEN nicht aus Permanentmagneten bestehen. Sie können auch Schleifringe und gewickelte Rotoren hinzufügen, sodass der Rotor durch gleichgerichteten Wechselstrom magnetisiert werden kann.

Im selben Design wollte er, dass ich einige Änderungen vornehme. Wie das Wechseln des Wicklungsmaterials oder das Hinzufügen einer Last.
Vielleicht können Sie untersuchen, wie Designer Design E-Motoren implementieren.

Wie Sie Jasens Antwort kommentiert haben, ist der Schlupf, bei dem das maximale Drehmoment auftritt, das Verhältnis des Rotorwiderstands zur Rotorstreureaktanz. Sie können den Rotorwiderstand in SCIM verringern, indem Sie das Material ändern (z. B. Kupfer anstelle von Aluminium verwenden) oder die Dicke der Rotorstäbe erhöhen. Das kostet mehr und braucht mehr Platz.

Bei Schleifringmotoren ist dies jedoch leicht zu erreichen.

Bei Schleifringmotoren kann man nur den Widerstand erhöhen oder? Ich denke, wir können es nicht verringern, da Sie nur zusätzliche in Reihe schalten können.
Offensichtlich können Sie mit einem externen Widerstand von 0 keinen niedrigeren Wert haben.
@NikhilKashyap, konzentriere dich nicht auf das Falsche. Was Deep sagt, ist, dass das Verringern des Rotorwiderstands den Schlupf verringert (vorausgesetzt, die Leckage wird konstant gehalten). Es scheint sehr wahrscheinlich, dass dies die Antwort auf die Interviewfrage hätte sein sollen. Rotorwiderstand reduzieren.
Nein, war es nicht. Anfangs war kein externer Widerstand angeschlossen. Sie können es also nicht durch externen Widerstand verringern.

Ja, es ist möglich.

Wenn Sie bereits eine externe Widerstandsbank an den Motor angeschlossen haben

Das Ändern der externen Widerstandsbank kann den maximalen Drehmomentpunkt über dem Schlupf ändern. Dieses Steuerverfahren gilt jedoch nur für Induktionsmaschinen mit gewickeltem Rotor. Da es in Eichhörnchenkäfigen keinen Schleifring gibt, können wir keine Widerstandsbank anschließen.

Die folgenden Formeln können unter Verwendung des Thevenin-Ersatzschaltbilds eines Induktionsmotors abgeleitet werden. Ich werde diese Formeln nicht tiefgehend ableiten, aber Sie finden sie im Buch über elektrische Maschinen von Fitzgerald Kingsley.

Thevenin Ersatzschaltbild eines Induktionsmotors

Die maximale Drehmomentformel für Induktionsmotoren ist wie folgt;

T M A X = 3 0,5 v T H 2 ω S 1 R T H + R T H 2 + ( X T H + X 2 ' ) 2

Wie Sie der Formel entnehmen können, T M A X hängt nicht vom Rotorwiderstand ab, sondern hauptsächlich von der Statorseite.

S T M A X = R 2 ' R T H 2 + ( X T H + X 2 ' ) 2

Beachte das S T M A X ist abhängig von R 2 ' das ist der Rotorwiderstand.

Dieses Diagramm kann mithilfe dieser Formeln in der MATLAB-Umgebung erstellt werden:

Rotorwiderstand

Wenn keine externe Widerstandsbank vorhanden ist

  1. Sie können die Maschine effektiver kühlen. Dies wird auch den Rotorwiderstand verringern und S M A X sowie.

  2. Delta-Wye-Schalter

    Die meisten Induktionsmaschinen verfügen über einen Dreieck-Stern-Schalter für einen effektiven Start. Das Arbeitsprinzip ist das gleiche. Das Ändern von Stern- zu Dreieck-Verbindung kann auch den Rotorwiderstand verringern und S M A X .

Auf diese Weise können Sie den Rotorwiderstand erhöhen und damit den Schlupf erhöhen. Aber Sie können es nicht verringern.
Das Ändern des Sterns der Rotorwicklung in Dreieck kann hilfreich sein. Es reduziert wiederum den Rotorwiderstand, ohne das maximale Drehmoment zu ändern.
@Nail - Hallo, ich habe einige MathJAX-Syntax korrigiert (auf dieser Seite muss das Inline-MathJAX "\ $" am Anfang und am Ende haben, nicht nur "$"). Ein Punkt ist nicht ganz klar, daher hoffe ich, dass mein Klärungsversuch richtig ist. Wollen Sie damit sagen, dass "wenn der Induktionsmotor einen gewickelten Rotor hat", dann "Ändern der externen Widerstandsbank" verwendet werden kann ? Und "wenn der Asynchronmotor [...] einen Käfigläufer hat, funktioniert diese Regeltechnik nicht"? Wenn das richtig ist, dann hoffe ich, dass meine Bearbeitung das tatsächlich klarer gemacht hat. Wenn Sie der Meinung sind, dass meine Bearbeitung unklar ist oder wenn ich Sie falsch interpretiert habe, bearbeiten Sie bitte Ihre Frage. Danke