Was ist das Funktionsprinzip eines Dreiphasen-Hochspannungs-Wechselstrommotors?

Das Funktionsprinzip eines Dreiphasen-Hochspannungs-Wechselstrommotors ist das gleiche wie das eines normalen Dreiphasen-Wechselstrommotors. Sein Kern basiert auf dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion und der Erzeugung eines rotierenden Magnetfelds. Der Begriff „Hochspannung“ bezieht sich lediglich auf die Auslegung für höhere Spannungsniveaus in Stromnetzen (z. B. 10 kV, 35 kV usw.), um den Anforderungen von Hochleistungs-Industrieanlagen gerecht zu werden. es ändert nichts an seinem grundlegenden Funktionsprinzip.

Erzeugung eines rotierenden Magnetfelds: Der Statorkern des Motors verfügt über drei Wicklungssätze mit einem elektrischen Abstand von 120 Grad. Wenn drei-Hochspannungs--Wechselstrom angelegt wird, ändert sich der Strom in jeder Phase im Laufe der Zeit sinusförmig und erzeugt ein pulsierendes Magnetfeld in der jeweiligen Wicklung. Diese drei räumlich versetzten, ebenfalls um 120 Grad phasenverschobenen, pulsierenden Magnetfelder verbinden sich im Luftspalt des Motors zu einem rotierenden Magnetfeld. Die Drehzahl (Synchrongeschwindigkeit) dieses Magnetfeldes wird durch die Netzfrequenz (f) und die Polpaarzahl (p) des Motors bestimmt und berechnet sich wie folgt: n₁=60f / p. Induzierter Rotorstrom: Das rotierende Magnetfeld schneidet mit synchroner Geschwindigkeit durch die Rotorleiter (normalerweise Käfigstäbe aus Aluminium oder Kupfer oder die Wicklungen eines gewickelten Rotors). Gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion wird in den Rotorleitern eine elektromotorische Kraft induziert. Da die Rotorleiter geschlossen sind (z. B. sind Kurzschlusskäfigstäbe durch Endringe kurzgeschlossen), wird ein induzierter Strom erzeugt.

Elektromagnetische Drehmomenterzeugung: Die Rotorleiter, die den induzierten Strom führen, befinden sich im rotierenden Magnetfeld. Nach dem Gesetz der elektromagnetischen Kraft (Ampere-Kraft) erfahren die stromdurchflossenen Leiter eine Kraft durch das Magnetfeld. Diese Kräfte erzeugen ein elektromagnetisches Drehmoment auf den Rotor und treiben ihn so an, dass er sich in Richtung des rotierenden Magnetfelds dreht.

Asynchroner Betrieb: Die Rotordrehzahl (n) ist immer niedriger als die Synchrondrehzahl (n₁) des rotierenden Magnetfelds. Dieser Geschwindigkeitsunterschied wird als „Schlupf“ (s=(n₁ - n) / n₁) bezeichnet. Dieser Schlupf sorgt für die Relativbewegung zwischen den Rotorleitern und dem rotierenden Magnetfeld und induziert so kontinuierlich Strom und Drehmoment. Wenn die Rotorgeschwindigkeit gleich der Synchrongeschwindigkeit ist, verschwindet die Relativbewegung und der induzierte Strom und das Drehmoment sind ebenfalls Null. Daher sind Dreiphasen-Hochspannungs-Wechselstrommotoren typischerweise Asynchronmotoren (Induktionsmotoren).