Harmonischer Äquivalentkreis des Induktionsmotors:
Bei Antrieb durch einen Wechselrichter oder einen zykloconektiven Wechselrichter ist die Kontrolle des motorischen Terminals nicht-sinusoidal, hat jedoch eine halbe Wellensymmetrie. Eine nicht -sinusoide Wellenform kann in grundlegenden und harmonischen Komponenten unter Verwendung der Fourier -Analyse aufgelöst werden.
Aufgrund der halben Wellensymmetrie werden nur seltsame Harmonische vorhanden sein. Die harmonische Äquivalentschaltung der Induktionsmotor kann in positive Sequenz, negative Sequenz und Nullsequenz unterteilt werden.
Die Harmonischen, die die gleiche Folge von Phasen wie die Grundlage haben, werden als Harmonische positiver Sequenz bezeichnet. Der harmonische Äquivalentkreis der Induktionsmotor mit einer Sequenz von Phasen, die sich gegen grundlegend entgegensetzen, wird als harmonisch der negativen Sequenz bezeichnet. Die Harmonischen, die alle drei Phasenspannungen in der Phase haben, werden als Harmonische der Zero -Sequenz bezeichnet.
Betrachten Sie die grundlegenden Phasenspannungskomponenten van = v1 sin ωt, vbn = v1 sin (ωt -2π / 3) und VCN = V1 sin (ωt – 4π / 3) mit der ABC -Phasensequenz. Die entsprechenden Spannungen der 5. und 7. harmonischen Phase sind
Die obigen Gleichungen zeigen, dass die 7. Harmonische die ABC -Phasensequenz aufweist, die dem von Fundamental entspricht. Es ist daher eine Harmonik der positiven Sequenz. Die 5. Harmonische hat eine Sequenz von ACB -Phasen, daher ist sie eine Harmonik der negativen Sequenz.
Wir können zeigen, dass die harmonischen Spannungen und Ströme der Ordnung M = 6K + 1 (wobei k eine Ganzzahl ist) von positiver Sequenz und harmonische Spannungen der Ordnung M = 6K – 1 negative Sequenz sind.
Ebenso kann gezeigt werden, dass die Harmonischen der Reihenfolge M = 3K keine Sequenz sind. Eine Harmonik der positiven Sequenz erzeugt ein Rotationsfeld, das sich in der gleichen Richtung wie die Grundlage mit einer Geschwindigkeitszeit des grundlegenden Feldes bewegt.
Das ähnliche Rotationsfeld erzeugt durch eine negative Sequenz. Die Harmonische m wird in die Richtung, die der grundlegenden Geschwindigkeit bei seiner Geschwindigkeit entgegengesetzt ist, bewegt. Null -Sequenzkomponenten erzeugen kein Rotationsfeld.
Für die grundlegende Komponente sind die äquivalenten Schaltungen von Abbildung 6.1 anwendbar. Für jeden harmonischen MTH wird die äquivalente Schaltung wie in Abbildung 6.6 (a) dargestellt. Jede Reaktanz wurde durch einen M -Faktor erhöht. Aufgrund der Auswirkungen der Haut werden auch die Widerstände mehrmals erhöht. ST -SM für den harmonischen MTH wird gegeben durch gegeben
Das negative Vorzeichen gilt für Harmonische, die Rotationsfelder nach vorne erzeugen, und das positive Vorzeichen für diejenigen, die Rotationsfelder nach hinten erzeugen. Da SM in der Nähe des Geräts liegt, hat der Widerstand ((R’RN / SM)) einen kleinen Wert.
Da die Reaktanzen im Vergleich zu den Widerständen sehr groß sind, kann der äquivalente Schaltkreis von Abbildung 6.6 (a) durch den vereinfachten Schaltkreis in Abbildung 6.6 (b) ersetzt werden.
Bei der Fütterung von einem Halbleiterwandler kann gezeigt werden, dass das durch Harmonische erzeugte Nettodrehmoment nahe Null liegt. In Abbildung 6.1 (b) kann unter Verwendung der Gleichung aus äquivalenten Schaltungen aus äquivalenten Schaltungen bewertet werden. (6.10), wobei V der grundlegende Bestandteil der Versorgungsspannung ist.
Die grundlegende Komponente des Rotorstroms wird aus der Gleichung erhalten. (6.4) und der harmonische / n -te Strom werden aus Abbildung 6.6 (b) berechnet.
wo xs + x’r.
Im Allgemeinen hat die Versorgung seltsame Harmonische. Wenn der Stator triblenharmonische Harmonische mit dem Stern (dritter Harmonischer und seiner Vielfachen) ist, fließt nicht. Der RMS IRMS -Motorstrom wird dann sein
Wenn der Motor mit dem Delta verbunden ist, zirkulieren die Harmonischen von Tripplen im Delta, fließen jedoch nicht in die Quelle. Der Quellstrom kann daher durch Multiplizieren der durch die Gleichung angegebenen MRT erhalten werden. (6.24) durch √3. Der RMS -Motorphasenstrom wird durch erhalten von
Für ein bestimmtes Drehmoment und eine bestimmte Leistung hat der RMS -Strom, der im Motor fließt, einen höheren Wert. Darüber hinaus hat die Resistenz gegen harmonische Rotoren einen höheren Wert. Folglich erhöht das Vorhandensein von Harmonischen den Kupferverlust erheblich.
Grundlegende Verluste werden ebenfalls durch Harmonische erhöht. Aufgrund des Anstiegs der Verluste muss der Motor in dem Sinne enttäuscht sein, dass die Leistung, die von der Maschine für den gleichen Temperaturanstieg erhalten werden kann, kleiner sein muss. Die Effizienz wird auch aufgrund des Anstiegs der Verluste verringert.
Ein weiterer wichtiger Effekt von nicht -sinusoidalen Nahrungsmitteln ist die Produktion pulsierender Paare aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem durch einen harmonischen Strom erzeugten Rotationsfeld und dem Rotor eines anderen Harmonischen. Die Harmonischen 5, 7, 11 und 13 sind wichtige Mitwirkende für Drehmomentimpulse.
Die 5. Harmonische erzeugt ein Rotationsfeld rückwärts, während die 7. Harmonische ein Rotationsfeld vorwärts erzeugt. Folglich ist die relative Geschwindigkeit zwischen dem von den grundlegenden Harmonischen erzeugten Feld und dem 5. und 7. Sechsfache der grundlegenden Geschwindigkeit.
Infolgedessen haben die durch die Wechselwirkung der 5. und 7. harmonischen Ströme erzeugten Drehmomentimpulse und das grundlegende Rotationsfeld sechsfache der Frequenz so grundlegend.
Es kann auch gezeigt werden, dass die Harmonischen 11 und 13 Drehmomentimpulse produzieren, deren Häufigkeit das 12 -fache der grundlegender Bedeutung ist. Wenn die Frequenz der Motorversorgung nicht sehr niedrig ist, ist die Frequenz der Drehmomentimpulse groß genug, um durch Motortränen gefiltert zu werden.
Folglich haben Drehmomentpulsationen keinen signifikanten Einfluss auf die Motordrehzahl, obwohl sie das Geräusch erhöhen und die Lebensdauer des Motors aufgrund von Vibrationen verringern. Wenn jedoch die Frequenz der Motorversorgung niedrig ist, verursachen diese Drehmomentimpulse Geschwindigkeitsimpulse. Der Motor bewegt sich nicht sanft, hat aber eine ruckartige Bewegung.