О. Паразитные моменты, обусловленные высшими гармониками поля

Высшие гармоники поля возникают из-за того, что, во-первых, обмотка, создающая поле, распределена в пространстве дискретно (уложена в пазы сердечника), а во-вторых, из-за неравномерности воздушного зазора.

где коэффициент магнитной проводимости воздушного зазора.

Напомним, что:

(закон Ома для магнитной цепи).

где длина активной зоны машины.

Поля высших гармоник имеют б о льшее число полюсов, и некоторые из них вращаются в сторону, противоположную вращению основной (первой гармоники). Например, пятая гармоника имеет пар полюсов и вращается в обратную сторону, а седьмая пар полюсов и вращается в ту же сторону, что и основная гармоника.

Для трехфазной гармоники (гармоники, кратные трем, отсутствуют):

направление вращения

– прямое – обратное

Амплитуды индукции полей высших гармоник, а, следовательно, и создаваемые ими моменты тем меньше, чем выше порядок гармоники (общая тенденция, действительная зависимость амплитуды индукции от порядка гармоники имеет сложный характер).

Если ротор недостаточно инерционен (имеет малый момент инерции), двигатель с такой механической характеристикой при таком моменте сопротивления может застрять на малой скорости ( в данном случае) и сгореть.

Существенно ухудшить механическую характеристику могут так называемые зубцовые гармоники, порядок которых связан с числами пазов сердечников. В частности, если сделать двигатель, имеющий одинаковые числа зубцов статора и ротора, то он вообще работать не будет (произойдет так называемое «залипание» ротора). Значительно уменьшить вредное влияние зубцовых гармоник удается, выполняя скос пазов.

Порядок зубцовых гармоник:

Для трехфазных обмоток:

Зубцовые гармоники:

(все высшие гармоники)

Проявление паразитных моментов сильно зависит от соотношения чисел пазов статора и ротора . Это влияние тщательно исследовалось в многочисленных экспериментах на специально изготовленных двигателях (Геллер, Гамза - добавочные поля и моменты в асинхронных двигателях). В результате были сформулированы рекомендации по выбору чисел пазов.