İnce çubuklar veya kırık çubuklar, döküm alüminyum rotor motorlarında yaygın olarak kullanılan hata terimleridir. Hem ince çubuklar hem de kırık çubuklar rotor çubuklarını ifade eder. Teorik olarak, rotorun delme yuvası şekli, demir uzunluğu ve yuva eğimi belirlendikten sonra, rotor çubukları çok düzenli bir şekilde ana hatlarıyla belirtilir. Ancak, gerçek üretim sürecinde, çeşitli nedenler genellikle son rotor çubuklarının bükülmesine ve deforme olmasına ve hatta çubukların içinde büzülme deliklerinin oluşmasına neden olur. Ciddi durumlarda, çubuklar kırılabilir.
Rotor çekirdeği rotor delmelerinden yapıldığından, çevresel konumlandırma, laminasyon işlemi sırasında rotor delmeleriyle eşleşen yivli çubuklar tarafından gerçekleştirilir. Tamamlandıktan sonra, yivli çubuklar çıkarılır ve kalıpla alüminyum dökülür. Yivli çubuklar ve yuvalar çok gevşekse, delmeler laminasyon işlemi sırasında farklı derecelerde çevresel yer değiştirmeye sahip olacak ve bu da sonunda rotor çubuklarında dalgalı yüzeylere, rotor çekirdek yuvalarında testere dişi olaylarına ve hatta kırık çubuklara yol açacaktır. Ayrıca, alüminyum döküm işlemi aynı zamanda sıvı alüminyumun rotor yuvalarına girmesinin katılaşma işlemidir. Sıvı alüminyum, enjeksiyon işlemi sırasında gazla karışırsa ve iyi boşaltılamazsa, çubukların belirli bir kısmında gözenekler oluşacaktır. Gözenekler çok büyükse, rotor çubuğunun kırılmasına da neden olacaktır.
Bilgi genişlemesi - derin oluk ve çift kafesasenkron motorlar
Kafes asenkron motorun başlatılmasının analizinden, doğrudan başlatıldığında başlatma akımının çok büyük olduğu; azaltılmış voltajla başlatıldığında başlatma akımı azaltılsa da başlatma torkunun da azaldığı görülebilir. Asenkron motor rotorunun seri direncinin yapay mekanik özelliklerine göre, rotor direncinin belirli bir aralıkta artırılmasının başlatma torkunu artırabileceği ve rotor direncinin artırılmasının başlatma akımını da azaltacağı görülebilir. Bu nedenle, daha büyük bir rotor direnci başlatma performansını iyileştirebilir.
Ancak motor normal şekilde çalışırken rotor direncinin daha küçük olması ve bu sayede rotor bakır kaybının azaltılıp motorun verimliliğinin artırılması umulur. Kafes asenkron motor, başlatıldığında nasıl daha büyük bir rotor direncine sahip olabilir ve rotor direnci normal çalışma sırasında otomatik olarak azalabilir? Derin yuvalı ve çift kafes asenkron motorlar bu hedefe ulaşabilir.
Derin yuvaasenkron motor
Derin yuvalı asenkron motorun rotor yuvası derin ve dardır ve yuva derinliğinin yuva genişliğine oranı genellikle 10 ila 12 veya daha fazladır. Akım rotor çubuklarından geçtiğinde, çubukların tabanıyla birbirine bağlı kaçak akısı, yuva açıklığıyla birbirine bağlı kaçak akısından çok daha büyüktür. Bu nedenle, çubuklar yuva yüksekliği boyunca bölünmüş ve paralel bağlanmış bir dizi küçük iletken olarak kabul edilirse, yuvanın tabanına daha yakın olan küçük iletkenler daha büyük bir kaçak reaktansa ve yuva açıklığına daha yakın olan küçük iletkenler daha küçük bir kaçak reaktansa sahiptir.
Motor çalıştığında, rotor akımının yüksek frekansı nedeniyle, rotor çubuklarının kaçak reaktansı büyüktür, bu nedenle her küçük iletkendeki akım dağılımı esas olarak kaçak reaktans tarafından belirlenecektir. Kaçak reaktansı ne kadar büyükse, akım o kadar küçük olur. Bu şekilde, hava boşluğunun ana manyetik akısı tarafından indüklenen aynı elektromotor kuvveti altında, iletkendeki yuvanın tabanına yakın akım yoğunluğu çok küçük olacak ve yuvaya ne kadar yakınsa o kadar büyük olacaktır. Bu olguya akımın deri etkisi denir. Akımın yuvaya sıkıştırılmasına eşdeğerdir, bu nedenle buna sıkıştırma etkisi de denir. Deri etkisinin etkisi, iletken çubuğun yüksekliğini ve kesitini azaltmaya, rotor direncini artırmaya ve böylece başlangıç gereksinimlerini karşılamaya eşdeğerdir.
Başlatma tamamlandığında ve motor normal şekilde çalıştığında, rotor akım frekansı genellikle 1 ila 3 Hz arasında çok düşüktür ve rotor çubuklarının kaçak reaktansı rotor direncinden çok daha küçüktür. Bu nedenle, yukarıda belirtilen küçük iletkenlerdeki akım dağılımı esas olarak direnç tarafından belirlenecektir. Her küçük iletkenin direnci eşit olduğundan, çubuklardaki akım eşit olarak dağıtılacak ve cilt etkisi temelde ortadan kalkacak, böylece rotor çubuğu direnci kendi DC direncine geri dönecektir. Normal çalışma sırasında, derin yuvalı asenkron motorun rotor direncinin otomatik olarak azalabileceği ve böylece rotor bakır kaybını azaltma ve motor verimliliğini artırma gereksinimlerini karşılayabileceği görülebilir.
Çift kafesli asenkron motor
Çift kafesli asenkron motorun rotorunda üst kafes ve alt kafes olmak üzere iki kafes bulunur. Üst kafes çubukları daha küçük bir kesit alanına sahiptir ve pirinç veya alüminyum bronz gibi daha yüksek özdirençli malzemelerden yapılır ve daha büyük bir dirence sahiptir; alt kafes çubukları daha büyük bir kesit alanına sahiptir ve daha düşük özdirençli bakırdan yapılır ve daha küçük bir dirence sahiptir. Çift kafesli motorlar da genellikle döküm alüminyum rotorlar kullanır; alt kafesin kaçak akısının üst kafesinkinden çok daha fazla olduğu açıktır, bu nedenle alt kafesin kaçak reaktansı da üst kafesinkinden çok daha büyüktür.