Motori a induzione: che impatto hanno-le armoniche di ordine elevato sulle loro prestazioni?
Feb 05, 2026
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Nei tweet precedenti abbiamo discusso le caratteristiche di avvio e di funzionamento dimotori a induzione, noto anche comemotori asincroni. Si tratta della coppia elettromagnetica del motore, che viene generata dall'interazione tra il campo magnetico fondamentale nel traferro e la corrente del rotore da esso indotta. Per qualsiasi motore, oltre al campo magnetico fondamentale, esistono vari gradi di campi magnetici armonici di ordine elevato-nel traferro. Sotto l'azione di campi magnetici armonici di ordine elevato-, vengono prodotte coppie armoniche corrispondenti, chiamate anche coppie aggiuntive. Queste coppie aggiuntive interferiranno con l'effetto della coppia elettromagnetica a vari livelli e, nei casi più gravi, porteranno a difficoltà nell'avviamento del motore o addirittura al mancato avviamento.
A causa dell'oggettiva esistenza di denti e fessure nei nuclei dello statore e del rotore del motore, della distribuzione non-sinusoidale degli avvolgimenti e della saturazione non uniforme del circuito magnetico del motore, le armoniche di ordine elevato- sono inevitabili durante il funzionamento del motore.
Esistono due tipi di coppie generate dalle armoniche di ordine elevato-: coppia aggiuntiva asincrona e coppia aggiuntiva sincrona. Entrambi hanno effetti negativi sulle prestazioni di avviamento del motore. In generale, la coppia aggiuntiva asincrona farà sì che il motore proceda lentamente ad una certa velocità e non raggiunga la velocità nominale; se al momento dell'avviamento si verifica una coppia aggiuntiva sincrona, ciò potrebbe portare a un punto morto nell'avviamento del motore, anche quando il motore viene avviato in condizioni di assenza di-carico. Per quanto riguarda questo problema, si riscontra occasionalmente durante i test dei motori: per motori con le stesse specifiche nello stesso lotto, anche se viene applicata la stessa tensione, i singoli motori a volte non riescono ad avviarsi. In questo caso, la pratica comune è ruotare il rotore del motore di un angolo per avviarlo facilmente.
Attraverso l'analisi teorica, possiamo scoprire che, poiché la coppia generata dalle armoniche di ordine elevato- si sovrappone alla curva di coppia, sulla curva appariranno punti concavi, deteriorando così le prestazioni di avviamento del motore. Come ridurre l'impatto delle armoniche di ordine elevato-e migliorare le prestazioni di avviamento del motore? Misure comuni e molto efficaci includono: la regolazione dell'adattamento della fessura tra lo statore e il rotore del motore; aumentare il traferro dello statore del motore; distorcere le fessure dello statore o del rotore; adottando avvolgimenti con scanalatura-a passo corto e interi-ecc.
Lo scopo di regolare l'adattamento della fessura tra lo statore del motore e il rotore è ridurre ed eliminare la coppia aggiuntiva sincrona; l'aumento del traferro dello statore-del rotore indebolisce le armoniche di ordine superiore-attraverso la relazione proporzionale tra l'onda di lavoro e i valori di conduttanza magnetica armonica.
Secondo l'attuale tecnologia di produzione e lavorazione, sul rotore sono più comunemente utilizzate fessure oblique, che possono controllare efficacemente il valore della coppia aggiuntiva sincrona. Tuttavia, quando si adottano scanalature oblique, il fattore di potenza e le prestazioni di coppia massima del motore si deterioreranno a vari livelli.
Oltre all'impatto sulle prestazioni di avviamento del motore, un altro effetto negativo delle armoniche di ordine elevato-è il rumore elettromagnetico ad alta-frequenza del motore. Abbiamo discusso molto del rumore elettromagnetico ad alta-frequenza negli articoli precedenti e le misure per affrontare tali problemi sono simili.