Induktionsmotoren: Welchen Einfluss haben Harmonische höherer Ordnung auf ihre Leistung?
Feb 05, 2026
Eine Nachricht hinterlassen
In früheren Tweets haben wir die Start- und Betriebseigenschaften von besprochenInduktionsmotoren, auch bekannt alsAsynchronmotoren. Dabei handelt es sich um das elektromagnetische Drehmoment des Motors, das durch die Wechselwirkung zwischen dem Grundmagnetfeld im Luftspalt und dem dadurch induzierten Rotorstrom entsteht. Bei jedem Motor gibt es zusätzlich zum Grundmagnetfeld unterschiedlich starke harmonische Magnetfelder hoher -Ordnung im Luftspalt. Unter der Wirkung harmonischer Magnetfelder höherer Ordnung entstehen entsprechende harmonische Drehmomente, auch Zusatzdrehmomente genannt. Diese zusätzlichen Drehmomente beeinträchtigen die Wirkung des elektromagnetischen Drehmoments in unterschiedlichem Maße und führen in schweren Fällen zu Schwierigkeiten beim Starten des Motors oder sogar zu einem Startversagen.
Aufgrund der objektiven Existenz von Zähnen und Schlitzen in den Stator- und Rotorkernen des Motors, der nicht-sinusförmigen Verteilung der Wicklungen und der ungleichmäßigen Sättigung des Motormagnetkreises sind Oberwellen hoher-Ordnung während des Motorbetriebs unvermeidlich.
Es gibt zwei Arten von Drehmomenten, die durch Harmonische höherer Ordnung erzeugt werden: asynchrones Zusatzdrehmoment und synchrones Zusatzdrehmoment. Beides hat negative Auswirkungen auf das Startverhalten des Motors. Im Allgemeinen führt ein asynchrones Zusatzdrehmoment dazu, dass der Motor bei einer bestimmten Drehzahl kriecht und die Nenndrehzahl nicht erreicht; Tritt im Moment des Anlaufs ein synchrones Zusatzdrehmoment auf, kann es zu einem Totpunkt beim Motoranlauf kommen, selbst wenn der Motor unter Leerlaufbedingungen gestartet wird. Dieses Problem tritt gelegentlich bei Motortests auf: Bei Motoren derselben Spezifikation in derselben Charge können einzelne Motoren trotz Anlegen derselben Spannung manchmal nicht starten. In diesem Fall ist es üblich, den Rotor des Motors um einen Winkel zu drehen, um ihn leicht starten zu können.
Durch theoretische Analysen können wir feststellen, dass konkave Punkte auf der Kurve auftreten, da das durch Harmonische höherer Ordnung erzeugte Drehmoment der Drehmomentkurve überlagert ist, wodurch sich die Startleistung des Motors verschlechtert. Wie kann der Einfluss von Oberschwingungen höherer Ordnung reduziert und die Startleistung des Motors verbessert werden? Zu den gängigen und sehr effektiven Maßnahmen gehören: Anpassen der Nutpassung zwischen Motorstator und Rotor; Vergrößerung des Luftspalts des Motorstators; Schrägstellen der Stator- oder Rotorschlitze; Übernahme kurzer-Steigungs- und ganzzahliger-Nutwicklungen usw.
Der Zweck der Anpassung der Nutpassung zwischen Motorstator und Rotor besteht darin, das synchrone Zusatzdrehmoment zu reduzieren und zu eliminieren; Eine Vergrößerung des Stator-{0}}Rotor-Luftspalts schwächt Oberwellen höherer Ordnung durch die proportionale Beziehung zwischen der Arbeitswelle und den harmonischen magnetischen Leitfähigkeitswerten.
Gemäß der tatsächlichen Produktions- und Verarbeitungstechnologie werden am Rotor häufiger schräge Schlitze verwendet, mit denen der Wert des synchronen Zusatzdrehmoments effektiv gesteuert werden kann. Wenn jedoch schräge Schlitze verwendet werden, verschlechtern sich der Leistungsfaktor und die maximale Drehmomentleistung des Motors in unterschiedlichem Maße.
Zusätzlich zu den Auswirkungen auf die Startleistung des Motors ist ein weiterer nachteiliger Effekt von Oberwellen hoher -Ordnung das hochfrequente elektromagnetische Rauschen des Motors. Wir haben in früheren Artikeln ausführlich über hochfrequentes elektromagnetisches Rauschen gesprochen, und die Maßnahmen zur Bewältigung solcher Probleme sind ähnlich.