高次諧波對異步電動機的性能有什么影響？

在前面的推文中，我們談到了異步電動機的起動運行特性，也叫感應電動機。它涉及電機的電磁轉矩，它是由氣隙中的基波磁場及其感應的轉子電流產生的。對于任何電機來說，除了基波磁場外，氣隙中也不同程度地存在高次諧波磁場。在高次諧波磁場的作用下，會產生相應的諧波轉矩，也稱為附加轉矩。附加轉矩會不同程度地干擾電磁轉矩的作用，嚴重時會使電機啟動困難甚至無法啟動。

由于定子和轉子鐵芯的齒和槽的客觀性，繞組的分布是非正弦的，以及電機磁路飽和度的不均勻性，在電機運行中不可避免地會存在高次諧波。

高次諧波產生的轉矩有兩種，即異步附加轉矩和同步附加轉矩，兩者都對電機的起動性能產生不利影響。一般情況下，異步附加轉矩會導致電機以一定速度爬行，達不到額定速度；如果同步附加轉矩發生在起動的瞬間，則可能導致電機起動的死點，即使電機空載起動。關于這個問題，在電機的測試狀態中不時發現：對于同一批相同規格的電機，雖然采用了相同的電機，但總有一些電機不能不時啟動。在這種情況下，通常的做法是將電機轉子旋轉一個角度，以便于啟動。

通過理論分析可以發現，在轉矩曲線上疊加高次諧波產生的轉矩會在曲線上造成凹點，從而惡化電機的起動性能。如何降低高次諧波的影響，提高電機的起動性能？常用且有效的措施有：調整電機定子與轉子的槽配合；增加電機定子的氣隙；定子或轉子斜槽；采用短距離和整數槽繞組。

調整電機定轉子槽配合的目的是減少和消除同步附加轉矩。增加定轉子氣隙是通過工作波與諧波磁導率的比值來削弱高次諧波。

根據實際生產工藝，在轉子上使用更多的斜槽，可以有效控制同步附加扭矩值。但使用滑槽時，電機的功率因數和轉矩性能會有不同程度的劣化。

除了高次諧波對電機起動性能的影響，還有一個不利的影響，就是電機的高頻電磁聲。我們在原文章中也講了很多高頻電磁聲，處理這類問題的措施也差不多。

異步電動機定子和轉子的槽匹配必須基于大量的設計和試驗結果。很多設計數據都給出了一些經驗匹配關系可供選擇，當然也有一些禁忌匹配關系。具體內容我們會在另一節和你交流。

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