Harmonisch equivalent circuit van de inductiemotor:
Wanneer aangedreven door een omvormer of een cycloconectief, is de controle van de motorische terminal niet-sinusoïdaal, maar heeft het een halfgolfsymmetrie. Een niet -sinusvormige golfvorm kan worden opgelost in fundamentele en harmonische componenten met behulp van de analyse van Fourier.
Vanwege de halve golfsymmetrie zullen alleen vreemde harmonischen aanwezig zijn. Het harmonische equivalente circuit van de inductiemotor kan worden onderverdeeld in positieve sequentie, negatieve sequentie en nulsequentie.
De harmonischen, die dezelfde volgorde van fasen hebben als die van fundamentele, worden harmonischen van positieve volgorde genoemd. Het harmonische equivalente circuit van de inductiemotor met een volgorde van fasen die tegenover fundamentele fundamenteel zijn, wordt harmonische van negatieve sequentie genoemd. De harmonischen, die alle drie -fase spanningen in fase hebben, worden harmonischen van nulsequentie genoemd.
Beschouw de fundamentele fasespanningscomponenten van = v1 sin ωt, vbn = v1 sin (ωt -2π / 3) en vcn = v1 sin (ωt – 4π / 3) met de ABC -fase -sequentie. De overeenkomstige 5e en 7e harmonische fase -spanningen zijn
De bovenstaande vergelijkingen tonen aan dat de 7e harmonische de ABC -fase -sequentie heeft, die hetzelfde is als die van fundamenteel. Het is daarom een harmonische van positieve volgorde. De 5e harmonische heeft een reeks ACB -fasen, dus het is een harmonische van negatieve volgorde.
We kunnen aantonen dat de harmonische spanningen en de stromen van de volgorde m = 6k + 1 (waarbij k een geheel getal is) van positieve volgorde en harmonische spanningen van de volgorde m = 6k – 1 zijn negatieve sequentie.
Evenzo kan worden aangetoond dat de harmonischen van de volgorde m = 3k nul volgorde zijn. Een harmonische van de positieve volgorde zal een roterend veld produceren, dat in dezelfde richting beweegt als de fundamentele maal maal die van het fundamentele veld.
Het vergelijkbare roterende veld produceert door een negatieve volgorde dat de harmonische M in de tegenovergestelde richting van de fundamentele snelheid met zijn snelheid zal bewegen. Zero -sequentiecomponenten produceren geen roterend veld.
Voor de fundamentele component zijn de equivalente circuits van figuur 6.1 van toepassing. Voor elke harmonische MTH zal het equivalente circuit zijn zoals weergegeven in figuur 6.6 (a). Elke reactantie is verhoogd door een M -factor. Vanwege de effecten van de huid zullen weerstanden ook meerdere keren worden verhoogd. SM uitglijden voor de harmonische MTH wordt gegeven door
Het negatieve teken is van toepassing op harmonischen die roterende velden vooruit produceren en het positieve teken voor degenen die roterende velden achteruit produceren. Omdat SM dicht bij de eenheid is, heeft de weerstand ((R′rn / SM)) een kleine waarde.
Aangezien de reactanties erg groot zijn in vergelijking met de weerstanden, kan het equivalente circuit van figuur 6.6 (a) worden vervangen door het vereenvoudigde circuit in figuur 6.6 (b).
Wanneer gevoed vanuit een halfgeleideromvormer, kan worden aangetoond dat het netto koppel geproduceerd door harmonischen bijna nul is. Gezien dit motorkoppel kan worden geëvalueerd uit equivalente circuits in figuur 6.1 (b), met behulp van de vergelijking. (6.10), waarbij V de fundamentele component is van de voedingsspanning.
De fundamentele component van de rotorstroom wordt verkregen uit de vergelijking. (6.4) en de harmonische / nde stroom worden berekend uit figuur 6.6 (b)
waar xs + x′r.
Over het algemeen zal het aanbod vreemde harmonischen hebben. Wanneer de stator trippen harmonischen is die is verbonden met de ster (derde harmonisch en zijn veelvoud) zal niet stromen. De RMS IRMS -motorstroom zal dan zijn
Wanneer de motor is aangesloten op de delta, circuleren de harmonischen van trippen in de delta, maar vloeit niet in de bron. De bronstroom kan daarom worden verkregen door de MRI te vermenigvuldigen gegeven door de vergelijking. (6.24) door √3. De RMS -motorfasestroom wordt verkregen door
Voor een bepaald koppel en vermogensvermogen heeft de RMS -stroom die in de motor stroomt een hogere waarde. Naast het huideffect heeft weerstand tegen harmonische rotoren een hogere waarde. Bijgevolg verhoogt de aanwezigheid van harmonischen het verlies van koper aanzienlijk.
Basisverliezen worden ook verhoogd door harmonischen. Vanwege de toename van de verliezen moet de motor teleurgesteld zijn in de zin dat het vermogen dat kan worden verkregen uit de machine voor dezelfde temperatuurstijging kleiner moet zijn. Efficiëntie wordt ook verminderd vanwege de toename van verliezen.
Een ander belangrijk effect van niet -sinusoidaal voedsel is de productie van pulserende pulsters vanwege de interactie tussen het roterende veld geproduceerd door een harmonische stroom en de rotor van een andere harmonische. Harmonischen 5, 7, 11 en 13 zijn belangrijke bijdragers aan koppelpulsen.
De 5e harmonische produceert achteruit een roterend veld, terwijl de 7e harmonische een roterend veld naar voren produceert. Bijgevolg is de relatieve snelheid tussen het veld geproduceerd door de fundamentele harmonischen en de 5e en 7e zes keer de snelheid van fundamenteel.
Bijgevolg hebben de pulsen van het koppel geproduceerd vanwege de interactie van de 5e en 7e harmonische stromen en hebben het fundamentele roterende veld zes keer de fundamentele frequentie.
Er kan ook worden aangetoond dat harmonischen 11 en 13 koppelpulsen produceren waarvan de frequentie 12 keer het fundamentele is. Wanneer de frequentie van de motortoevoer niet erg laag is, is de frequentie van koppelpulsen groot genoeg om te worden gefilterd door traagheid van de motor.
Bijgevolg hebben koppelpulsaties geen significant effect op het motortoerental, hoewel ze het geluid verhogen en de levensduur van de motor door trillingen verminderen. Wanneer de frequentie van de motortoevoer echter laag is, veroorzaken deze koppelpulsen snelheidspulsen. De motor beweegt niet zachtjes maar heeft een schokkerig beweging.