מדוע עלינו לבחור רוטור חריץ עמוק עבור מנוע אסינכרוני מסוג כלוב סנאי?

עם הפופולריות של ספק כוח בתדר משתנה, בעיית ההתנעה של מנועים הפכה קלה לפתרון, אך עבור ספקי כוח רגילים, ההתנעה שלרוטור כלוב סנאימנועים אסינכרוניים תמיד היו בעיה. מניתוח ביצועי ההתנעה וההפעלה של מנועים אסינכרוניים, ניתן לראות שכדי להגדיל את מומנט ההתנעה ולהפחית את הזרם במהלך ההתנעה, התנגדות הרוטור נדרשת להיות גדולה יותר; בעוד שכאשר המנוע פועל, על מנת להפחית את אובדן הנחושת של הרוטור ולשפר את יעילות המנוע, התנגדות הרוטור נדרשת להיות קטנה יותר; זוהי סתירה ברורה.
עבור מנועי רוטור מלופף, מכיוון שניתן לחבר את הנגד בטור במהלך ההפעלה ולאחר מכן להסירו במהלך הפעולה, דרישה זו מתקיימת היטב. עם זאת, למנוע אסינכרוני עם רוטור מלופף יש מבנה מורכב, עלות גבוהה ותחזוקה לא נוחה, מה שמגביל את יישומו במידה מסוימת; זה גורם לאנשים להתחיל מצורת חריץ הרוטור של כלוב הסנאי.מנוע אסינכרוניולנסות להשתמש ב"אפקט העור" כדי להשיג את המטרה של התנגדות התנעה גדולה והתנגדות קטנה במהלך הפעולה. למנועי רוטור חריץ עמוק ושני מנועי כלוב סנאי בעלי ביצועי התנעה אלה. היום, בואו נדבר על מנועי רוטור חריץ עמוק.

מנוע אסינכרוני בעל חריץ עמוק

על מנת לשפר את אפקט העור, צורת החריץ של הרוטור של מנוע אסינכרוני בעל חריץ עמוק היא עמוקה וצרה, והיחס בין עומק החריץ לרוחב החריץ הוא בטווח של 10-12. כאשר הזרם עובר דרך מוטות הרוטור, שטף הדליפה המקושר לתחתית המוטות גדול בהרבה שטף הדליפה המקושר לפתח החריץ. לכן, אם מתייחסים למוטות כמספר מוליכים קטנים המחולקים לאורך גובה החריץ המחוברים במקביל, למוליכים הקטנים הקרובים יותר לתחתית החריץ יש תגובת דליפה גדולה יותר, וככל שהם קרובים יותר לפתח החריץ, כך תגובת הדליפה קטנה יותר.
בהתחלה, מכיוון שתדר הזרם של הרוטור גבוה ותגובת הדליפה גדולה, פיזור הזרם בכל מוליך קטן יהיה תלוי בתגובת הדליפה. ככל שתגובת הדליפה גדולה יותר, כך זרם הדליפה קטן יותר. בדרך זו, תחת פעולת אותו פוטנציאל המושרה על ידי השטף המגנטי הראשי של מרווח האוויר, צפיפות הזרם ליד תחתית החריץ במוטות תהיה קטנה מאוד, וככל שהיא קרובה יותר לפתח החריץ, כך צפיפות הזרם גדולה יותר.
עקב אפקט העור, לאחר שרוב הזרם נדחס לחלק העליון של פס המוליך, תפקידו של פס המוליך בתחתית החריץ קטן מאוד, מה ששקול להפחתת הגובה והחתך של פס המוליך, כך שהתנגדות הרוטור עולה, ועונה על הדרישה להתנגדות גדולה בעת ההפעלה. כאשר המנוע מופעל והמנוע פועל כרגיל, עקב התדר הנמוך של זרם הרוטור, תגובת הדליפה של סליל הרוטור קטנה בהרבה מהתנגדות הרוטור, כך שפיזור הזרם במוליכים הקטנים הנ"ל ייקבע בעיקר על ידי ההתנגדות.

מכיוון שההתנגדות של כל מוליך קטן שווה, הזרם בפס המוליך יתפזר באופן שווה, כך שאפקט העור נעלם למעשה, וההתנגדות של פס המוליך של הרוטור קטנה שוב, קרובה להתנגדות הזרם הישר. ניתן לראות כי הפעולה הרגילה של התנגדות הרוטור תפחת אוטומטית, ובכך תפגוש את האפקט של הפחתת אובדן הנחושת ושיפור היעילות.
מהי אפקט העור?

אפקט העור נקרא גם אפקט העור. כאשר זרם חילופין עובר דרך המוליך, הזרם יתרכז על פני המוליך. תופעה זו נקראת אפקט העור. כאשר הזרם או המתח מובלים במוליך עם אלקטרונים בתדר גבוה יותר, הם יתאספו על פני המוליך כולו במקום להתפזר באופן שווה בשטח החתך של המוליך כולו.

אפקט העור משפיע לא רק על התנגדות הרוטור, אלא גם על תגובת הדליפה של הרוטור. מנתיב שטף הדליפה בחריץ, ניתן לראות שהזרם העובר דרך מוליך קטן מייצר שטף דליפה רק מהמוליך הקטן לחריץ, אך לא מהמוליך הקטן לתחתית החריץ, מכיוון שלאחרון אין קשר לזרם. בדרך זו, עבור אותו זרם, ככל שמתקרבים לתחתית החריץ, כך נוצר יותר שטף דליפה, וככל שמתקרבים לחריץ, כך נוצר פחות שטף דליפה. ניתן לראות שכאשר אפקט העור לוחץ את הזרם במוליך לחריץ, שטף הדליפה של החריץ שנוצר על ידי אותו זרם מצטמצם, כך תגובת הדליפה של החריץ מצטמצמת. לכן, אפקט העור מגביר את התנגדות הרוטור ומקטין את תגובת הדליפה של הרוטור.

עוצמת אפקט העור תלויה בתדירות זרם הרוטור ובגודל החריץ. ככל שהתדירות גבוהה יותר והחריץ עמוק יותר, כך אפקט העור יהיה משמעותי יותר. עבור אותו רוטור, אם התדירות שונה, אפקט העור יהיה שונה, וגם פרמטרי הרוטור יהיו שונים. מסיבה זו, יש להבחין בקפדנות בין התנגדות הרוטור וריאקטנס הדליפה במהלך פעולה רגילה והתנעה, ואין להתבלבל ביניהן. עבור אותה תדר, אפקט העור של רוטורים בעלי חריץ עמוק חזק מאוד, אך לאפקט העור יש גם מידה מסוימת של השפעה על רוטורים בעלי כלוב סנאי במבנה רגיל. לכן, גם עבור רוטור כלוב סנאי במבנה רגיל, יש לחשב את פרמטרי הרוטור בהפעלה ובהפעלה בנפרד.
תגובת דליפת הרוטור של החריץ העמוקמנוע אסינכרוני, עקב צורת החריץ העמוק של הרוטור, מופחת על ידי אפקט העור, אך לאחר ההפחתה, תגובת הדליפה של הרוטור עדיין גדולה מזו של רוטור כלוב סנאי רגיל. לכן, מקדם ההספק והמומנט המרבי של מנועי חריץ עמוק נמוכים במקצת מאלה של מנועי כלוב סנאי רגילים.