Αποτέλεσμα του Φορτίου σε Συνχρόνο Μοτέρ

Ένα συνχρονισμένο μοτέρ λειτουργεί σε σταθερή συνχρονισμένη ταχύτητα, ανεξάρτητα από το φορτίο. Ας εξετάσουμε τώρα την επίδραση της μεταβολής του φορτίου στο μοτέρ. Υποθέτουμε ότι ένα συνχρονισμένο μοτέρ λειτουργεί αρχικά με προηγούμενο παράγωγο δύναμης. Το διάγραμμα φάσης που αντιστοιχεί στον προηγούμενο παράγωγο δύναμης παρουσιάζεται ως εξής:

Όταν αυξάνεται το φορτίο στον πάγκο, ο ρότορας βιώνει μια προσωρινή επιβράδυνση. Αυτό συμβαίνει επειδή χρειάζεται κάποιος χρόνος για το μοτέρ να ανακτήσει την πρόσθετη ισχύ από την ηλεκτρική γραμμή. Με άλλα λόγια, αν και ο ρότορας διατηρεί τη συνχρονισμένη ταχύτητα περιστροφής, "σκοντάφτει" στην χωρική του θέση λόγω της αυξημένης απαίτησης φορτίου. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ο γωνιακός τόρος δ επεκτείνεται, το οποίο συνεπάγεται αύξηση του επενδυτικού τόρου.

Η εξίσωση για τον επενδυτικό τόρο εκφράζεται ως εξής:

Στη συνέχεια, ο αυξημένος τόρος επιταχύνει τον ρότορα, επιτρέποντας στο μοτέρ να επανακτήσει τη συνχρονισμένη ταχύτητα. Ωστόσο, αυτή η επανάκτηση συμβαίνει με μεγαλύτερο γωνιακό τόρο &δ;. Η τάση ενεργοποίησης Ef είναι ανάλογη με ϕ&ω;, εξαρτώμενη τόσο από το ρεύμα πεδίου όσο και από την ταχύτητα περιστροφής του μοτέρ. Δεδομένου ότι το μοτέρ λειτουργεί σε σταθερή συνχρονισμένη ταχύτητα και το ρεύμα πεδίου παραμένει ίδιο, η μέγεθος της τάσης |Ef| παραμένει σταθερό. Συνεπώς, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι

Από τις παραπάνω εξισώσεις, γίνεται εμφανές ότι όταν η ισχύς P αυξάνεται, τα τιμή των Ef sin&δ; και Ia cosϕ επίσης αυξάνονται ανάλογα.Το παρακάτω σχήμα δείχνει την επίδραση της αύξησης του φορτίου στη λειτουργία ενός συνχρονισμένου μοτέρ.

Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, καθώς αυξάνεται το φορτίο, το ποσό jIaXs αυξάνεται σταθερά, και η εξίσωση V=Ef+jIaXs 

παραμένει ισχυρή. Παράλληλα, το ρεύμα του αρματούρα επίσης αυξάνεται. Η γωνία παράγωγου δύναμης υποστέλλει μεταβολή με τη μεταβολή του φορτίου, γίνεται σταδιακά λιγότερο προηγούμενη και στη συνέχεια όλο και περισσότερο υστερούμενη, όπως φαίνεται σαφώς στο σχήμα.

Συνοψίζοντας, όταν αυξάνεται το φορτίο σε ένα συνχρονισμένο μοτέρ, μπορούν να γίνουν οι παρακάτω βασικές παρατηρήσεις:

• Το μοτέρ διατηρεί τη λειτουργία του σε συνχρονισμένη ταχύτητα.

• Ο γωνιακός τόρος &δ; επεκτείνεται.

• Η τάση ενεργοποίησης Ef παραμένει σταθερή.

• Το ρεύμα του αρματούρα Ia που αντλείται από την πηγή ισχύος αυξάνεται.

• Η γωνία ϕ μετατοπίζεται περαιτέρω προς την κατεύθυνση της υστέρησης.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι υπάρχει ένα όριο στο μηχανικό φορτίο που ένα συνχρονισμένο μοτέρ μπορεί να αντιμετωπίσει. Καθώς το φορτίο συνεχίζει να αυξάνεται, ο γωνιακός τόρος &δ; συνεχίζει να αυξάνεται μέχρι να φτάσει σε κρίσιμο σημείο. Σε αυτό το σημείο, ο ρότορας εκτοπίζεται από τη συγχρονισμένη ταχύτητα, προκαλώντας το μοτέρ να σταματήσει.

Ο τόρος εκτόπισης ορίζεται ως ο μέγιστος τόρος που μπορεί να παράγει ένα συνχρονισμένο μοτέρ στην ορμητική τάση και συχνότητα ενώ διατηρεί τη συγχρονισμένη ταχύτητα. Συνήθως, οι τιμές του είναι από 1,5 έως 3,5 φορές τον τόρο πλήρους φορτίου.