Pengaruh Beban pada Motor Sinkron

Motor sinkron beroperasi pada kecepatan sinkron yang konstan, terlepas dari beban. Sekarang, mari kita periksa dampak variasi beban terhadap motor. Misalkan motor sinkron awalnya berjalan dengan faktor daya yang leading. Diagram fasor yang sesuai dengan faktor daya yang leading disajikan sebagai berikut:

Ketika beban pada poros ditingkatkan, rotor mengalami perlambatan sementara. Ini terjadi karena membutuhkan waktu bagi motor untuk menarik daya tambahan dari jalur listrik. Dengan kata lain, meskipun rotor tetap mempertahankan kecepatan rotasinya yang sinkron, secara efektif "mundur" dalam posisi spasial karena permintaan beban yang meningkat. Selama proses ini, sudut torsi δ melebar, yang pada gilirannya menyebabkan torsi yang diinduksi meningkat.

Persamaan untuk torsi yang diinduksi dinyatakan sebagai berikut:

Selanjutnya, torsi yang meningkat mempercepat rotor, memungkinkan motor kembali mencapai kecepatan sinkron. Namun, pemulihan ini terjadi dengan sudut torsi δ yang lebih besar. Tegangan eksitasi Ef berbanding lurus dengan ϕω, bergantung pada arus medan dan kecepatan rotasi motor. Mengingat motor beroperasi pada kecepatan sinkron yang konstan dan arus medan tetap tidak berubah, magnitudo tegangan |Ef| tetap konstan. Oleh karena itu, kita dapat menyimpulkan bahwa

Dari persamaan di atas, menjadi jelas bahwa ketika daya P meningkat, nilai Ef sinδ dan Ia cosϕ juga meningkat seiringnya.Gambar berikut menggambarkan dampak peningkatan beban terhadap operasi motor sinkron.

Seperti digambarkan dalam gambar di atas, ketika beban meningkat, jumlah jIaXs terus bertambah, dan persamaan V=Ef+jIaXs 

tetap valid. Secara bersamaan, arus armatur juga meningkat. Sudut faktor daya mengalami transformasi dengan variasi beban; secara bertahap menjadi kurang leading dan kemudian semakin lagging, seperti yang jelas ditunjukkan dalam gambar.

Secara keseluruhan, ketika beban pada motor sinkron meningkat, observasi kunci berikut dapat dibuat:

• Motor tetap beroperasi pada kecepatan sinkron.

• Sudut torsi δ melebar.

• Tegangan eksitasi Ef tetap konstan.

• Arus armatur Ia yang ditarik dari sumber tenaga meningkat.

• Sudut fase ϕ bergeser lebih jauh ke arah lagging.

Penting untuk dicatat bahwa ada batas beban mekanis yang dapat ditangani oleh motor sinkron. Ketika beban terus meningkat, sudut torsi &δ; terus bertambah hingga mencapai titik kritis. Pada saat itu, rotor terlepas dari sinkron, menyebabkan motor berhenti.

Torsi pull-out didefinisikan sebagai torsi maksimum yang dapat dihasilkan oleh motor sinkron pada tegangan dan frekuensi nominal sambil tetap menjaga sinkron. Biasanya, nilainya berkisar antara 1,5 hingga 3,5 kali torsi penuh-beban.