รูปทรงและขนาดของร่องโรเตอร์มีผลโดยตรงต่อความต้านทานของโรเตอร์และฟลักซ์รั่วไหล ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์ ค่าตัวประกอบกำลัง แรงบิดสูงสุด แรงบิดเริ่มต้น และตัวชี้วัดประสิทธิภาพอื่นๆ ประสิทธิภาพที่ได้รับผลกระทบนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งมอเตอร์สินค้า.
ในการใช้งานจริง มักจำเป็นต้องยอมลดความต้องการคุณสมบัติอื่นๆ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพตามที่ต้องการ สุภาษิตโบราณที่ว่า “คุณไม่สามารถได้ทั้งสองอย่างพร้อมกัน” นั้นเหมาะสมอย่างยิ่งในที่นี้ แน่นอนว่า ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ปฏิวัติวงการในด้านวัสดุใหม่และกระบวนการใหม่ๆ จะสามารถทำลายกฎนี้ได้ชั่วคราว ตัวอย่างเช่น ในช่วงเริ่มต้นของการประยุกต์ใช้ระบบฉนวนมอเตอร์ไฟฟ้าแรงสูง โดยใช้ “เทปไมกาที่มีผงกาวน้อยลง” เป็นวัสดุหลัก ร่วมกับเทคโนโลยีการผลิตแบบใหม่ “การเคลือบแบบจุ่มด้วยแรงดันสุญญากาศ” ครั้งหนึ่งเคยประสบความสำเร็จในแง่ของการลดความหนาของฉนวนและปรับปรุงแรงดันไฟฟ้าและความต้านทานต่อการเกิดโคโรนา ซึ่งทำให้ได้ทั้งสองอย่างพร้อมกัน อย่างไรก็ตาม ก็ยังไม่สามารถกำจัดข้อจำกัดของกฎเกณฑ์ได้ และต้องเผชิญกับความขัดแย้งหรือปัญหาที่ยากต่อการจัดการอยู่เสมอ
1. ความสมดุลของประสิทธิภาพระหว่างประสิทธิภาพการสตาร์ทและความสามารถในการรับภาระเกินพิกัด
เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับภาระเกินของมอเตอร์ จำเป็นต้องเพิ่มแรงบิดสูงสุด ดังนั้นค่าความต้านทานการรั่วไหลของโรเตอร์จึงต้องลดลง และเพื่อให้ได้กระแสเริ่มต้นต่ำและแรงบิดเริ่มต้นสูงในระหว่างกระบวนการสตาร์ท จำเป็นต้องเพิ่มผลกระทบของผิวโรเตอร์ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ค่าฟลักซ์แม่เหล็กรั่วไหลและความต้านทานการรั่วไหลของร่องโรเตอร์ก็ต้องเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
2. ความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและสมรรถนะในการสตาร์ท
เรารู้ว่าการเพิ่มความต้านทานของโรเตอร์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการสตาร์ทมอเตอร์ได้ เช่น การลดขนาดร่องโรเตอร์และการใช้โรเตอร์แบบกรงคู่ แต่เนื่องจากความต้านทานของโรเตอร์และกระแสรั่วไหลที่เพิ่มขึ้น การสูญเสียทองแดงในสเตเตอร์และโรเตอร์จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง
3. การตรวจสอบและปรับสมดุลระหว่างค่าตัวประกอบกำลังและประสิทธิภาพการสตาร์ท
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการสตาร์ทของมอเตอร์ เราใช้หลักการของปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์ เช่น การใช้ร่องแคบและลึก ร่องนูน ร่องรูปมีด ร่องลึก หรือร่องกรงกระรอกคู่ เพื่อเพิ่มความต้านทานของโรเตอร์ในระหว่างการสตาร์ท แต่ผลกระทบโดยตรงที่สุดคือ การรั่วไหลของร่องโรเตอร์ลดลง ความเหนี่ยวนำรั่วไหลของโรเตอร์เพิ่มขึ้น และกระแสรีแอคทีฟของโรเตอร์เพิ่มขึ้น ซึ่งในกรณีส่วนใหญ่จะนำไปสู่การลดลงของตัวประกอบกำลังโดยตรง
4. การตรวจสอบและปรับสมดุลประสิทธิภาพและค่าตัวประกอบกำลัง
หากพื้นที่ร่องของโรเตอร์เพิ่มขึ้นและความต้านทานลดลง การสูญเสียทองแดงในโรเตอร์จะลดลงและประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการลดลงของพื้นที่การซึมผ่านของแม่เหล็กของแกนโรเตอร์ ความต้านทานแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นและความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กจะเพิ่มขึ้น ทำให้การสูญเสียเหล็กเพิ่มขึ้นและตัวประกอบกำลังลดลง มอเตอร์หลายตัวที่มีเป้าหมายในการเพิ่มประสิทธิภาพมักจะประสบกับปรากฏการณ์นี้เสมอ กล่าวคือ การปรับปรุงประสิทธิภาพนั้นดีมาก แต่กระแสไฟฟ้าที่กำหนดสูงและตัวประกอบกำลังต่ำ ลูกค้าบ่นว่ามอเตอร์ประสิทธิภาพสูงไม่ดีเท่ามอเตอร์ธรรมดา
ในการออกแบบมอเตอร์นั้นมีประเด็นเรื่องข้อดีและข้อเสียมากมาย บทความนี้กล่าวถึงเฉพาะลักษณะภายนอกเท่านั้น เพื่อให้เกิดความสมดุลในความสัมพันธ์ด้านประสิทธิภาพเหล่านี้ เราจำเป็นต้องสำรวจลักษณะภายในอย่างลึกซึ้งและประยุกต์ใช้โหมดการคิดแบบวนซ้ำของข้อดีและข้อเสียอย่างชาญฉลาดเพื่อแก้ไขความขัดแย้งหรือความยุ่งยากที่เกิดขึ้น
วันที่เผยแพร่: 12 สิงหาคม 2567