Harmoniczny równoważny obwód silnika indukcyjnego:
Po zasilaniu falownikiem lub cyklokonekcyjnym kontrola terminalu motorycznego nie jest sinusoidalna, ale ma symetrię półfalową. Forma fali nieinusoidalnej można rozwiązać w podstawowych i harmonicznych komponentach przy użyciu analizy Fouriera.
Z powodu symetrii półfalowej będą obecne tylko dziwne harmoniczne. Harmoniczny równoważny obwód silnika indukcyjnego można podzielić na sekwencję dodatnią, sekwencję ujemną i sekwencję zerową.
Harmoniczne, które mają taką samą sekwencję faz jak fundamentalna, nazywane są harmoniczną sekwencji pozytywnej. Harmoniczny równoważny obwód silnika indukcyjnego posiadający sekwencję faz przeciwstawnych podstawy nazywa się harmoniczną sekwencją negatywną. Harmoniczne, które mają wszystkie trzy napięcia fazowe w fazie, nazywane są harmoniczną sekwencji zerowej.
Rozważ podstawowe składniki napięcia fazowego Van = v1 sin ωt, vbn = v1 sin (ωt -2π / 3) i vcn = v1 sin (ωt – 4π / 3) z sekwencją fazową ABC. Odpowiednie napięcia fazy harmonicznej piątej i 7.
Powyższe równania pokazują, że 7. harmoniczna ma sekwencję fazową ABC, która jest taka sama jak w przypadku fundamentalnej. Jest to zatem harmoniczną sekwencję pozytywną. Piąta harmoniczna ma sekwencję faz ACB, więc jest harmoniczną sekwencją ujemną.
Możemy wykazać, że napięcia harmoniczne i prądy rzędu M = 6k + 1 (gdzie K jest liczbą całkowitą), mają pozytywną sekwencję i napięcia harmoniczne rzędu M = 6k – 1 są sekwencją ujemną.
Podobnie można wykazać, że harmoniczne rzędu M = 3K są sekwencją zerową. Harmoniczna sekwencji pozytywnej wytworzy pole obrotowe, które porusza się w tym samym kierunku, co fundamentalne z prędkością M w polu fundamentalnym.
Podobne pole obrotowe wytwarza przez sekwencję ujemną, którą harmoniczna M porusza się w kierunku przeciwnym do podstawowej prędkości z prędkością. Składniki sekwencji zerowej nie wytwarzają pola obrotowego.
W przypadku podstawowego komponentu zastosowane będą równoważne obwody z rysunku 6.1. W przypadku każdego harmonicznego obwodu równoważnego będzie to, jak pokazano na rysunku 6.6 (a). Każda reaktancja została zwiększona przez czynnik M. Ze względu na skutki skóry rezystory zostaną również zwiększone kilkakrotnie. Poślizgnięcie SM dla harmonicznego MTH jest podane przez
Znak ujemny ma zastosowanie do harmonicznych, które wytwarzają pola obrotowe do przodu, i znak dodatni do tych, którzy wytwarzają pola obrotowe do tyłu. Ponieważ SM jest blisko urządzenia, opór ((R′RN / SM)) ma niewielką wartość.
Ponieważ reaktancje są bardzo duże w porównaniu z rezystorami, równoważny obwód z ryc. 6.6 (a) można zastąpić przez uproszczony obwód na rysunku 6.6 (b).
Po karmieniu z półprzewodnikowego konwertera można wykazać, że moment obrotowy netto wytwarzany przez harmoniczne jest zbliżony do zera. Biorąc pod uwagę ten moment obrotowy silnika, można ocenić na podstawie równoważnych obwodów na rysunku 6.1 (b), przy użyciu równania. (6.10), gdzie V jest podstawowym elementem napięcia zasilania.
Podstawowy składnik prądu wirnika uzyskuje się z równania. (6.4), a prąd harmoniczny / n. Obliczono z rysunku 6.6 (b)
gdzie xs + x′r.
Ogólnie rzecz biorąc, podaż będzie miała dziwne harmoniczne. Gdy stojakiem jest tripplen harmoniczne połączone z gwiazdą (trzecia harmoniczna i jej wielokrotność) nie będzie płynąć. Wówczas prąd silnika RMS IRMS będzie wtedy
Gdy silnik jest podłączony do delty, harmoniczne Tripplen krąży w delcie, ale nie wpłynie do źródła. Prąd źródłowy można zatem uzyskać przez pomnożenie MRI podanego przez równanie. (6.24) przez √3. Prąd fazowy silnika RMS zostanie uzyskany przez
Dla danego momentu obrotowego i mocy prąd RMS przepływający w silniku ma wyższą wartość. Ponadto ze względu na efekt skóry odporność na wirniki harmoniczne ma wyższą wartość. W związku z tym obecność harmonicznych znacznie zwiększa utratę miedzi.
Podstawowe straty są również zwiększane przez harmoniczne. Ze względu na wzrost strat silnik musi być rozczarowany w tym sensie, że moc, którą można uzyskać z maszyny dla takiego samego wzrostu temperatury, musi być mniejsza. Wydajność jest również zmniejszona ze względu na wzrost strat.
Kolejnym ważnym efektem żywności nieinusoidalnej jest wytwarzanie pulsujących par z powodu interakcji między polem obrotowym wytwarzanym przez prąd harmoniczny a wirnikiem innej harmonicznej. Harmoniczne 5, 7, 11 i 13 są głównymi czynnikami przyczyniającymi się do impulsów momentu obrotowego.
Piąta harmoniczna wytwarza pole obrotowe do tyłu, podczas gdy 7. harmoniczna wytwarza pole obrotowe do przodu. W związku z tym względna prędkość między dziedziną wyprodukowaną przez fundamentalną harmoniczną a 5. i 7. jest sześciokrotnie większa niż prędkość fundamentalna.
W konsekwencji impulsy momentu obrotowego wytwarzane z powodu interakcji 5 i 7. prądy harmonicznych oraz podstawowe pole obrotowe mają częstotliwość sześciokrotnie większą niż fundamentalne.
Można również wykazać, że harmoniczne 11 i 13 wytwarzają impulsy momentu obrotowego, których częstotliwość jest 12 -krotność fundamentalna. Gdy częstotliwość zasilania silnika nie jest bardzo niska, częstotliwość impulsów momentu obrotowego jest wystarczająco duża, aby je filtrować przez bezwładność silnika.
W związku z tym pulsacje momentu obrotowego nie mają znaczącego wpływu na prędkość silnika, chociaż zwiększają hałas i zmniejszają żywotność silnika z powodu wibracji. Jednak gdy częstotliwość zasilania silnika jest niska, te impulsy momentu obrotowego powodują impulsy prędkości. Silnik nie porusza się delikatnie, ale ma gwałtowne ruch.