Kesan Bebanan terhadap Motor Sinkron

Motor sinkron beroperasi pada kelajuan sinkron yang tetap, tidak kira beban. Kini, mari kita periksa kesan variasi beban terhadap motor. Andaikan motor sinkron sedang beroperasi dengan faktor kuasa yang leading. Diagram fasa yang sepadan dengan faktor kuasa leading ditunjukkan seperti berikut:

Apabila beban pada poros bertambah, rotor mengalami perlambatan sementara. Ini berlaku kerana ia memerlukan beberapa masa bagi motor untuk menarik tenaga tambahan dari laluan elektrik. Dengan kata lain, walaupun rotor mengekalkan kelajuan putaran sinkronnya, ia secara efektif "terlepas" dalam kedudukan ruang disebabkan oleh permintaan beban yang bertambah. Semasa proses ini, sudut tork δ berkembang, yang seterusnya menyebabkan tork yang diinduksi meningkat.

Persamaan untuk tork yang diinduksi dinyatakan seperti berikut:

Setelah itu, tork yang bertambah mempercepatkan rotor, membolehkan motor sekali lagi mencapai kelajuan sinkron. Walau bagaimanapun, pemulihan ini berlaku dengan sudut tork δ yang lebih besar. Voltan eksitasi Ef berkadaran langsung dengan ϕω, bergantung pada arus medan dan kelajuan putaran motor. Mengingat motor beroperasi pada kelajuan sinkron yang tetap dan arus medan kekal tidak berubah, magnitud voltan |Ef| kekal malar. Oleh itu, kita boleh membuat kesimpulan bahawa

Dari persamaan di atas, menjadi jelas bahawa apabila kuasa P meningkat, nilai-nilai Ef sinδ dan Ia cosϕ juga meningkat seiringan.Gambar rajah berikut menunjukkan kesan peningkatan beban terhadap operasi motor sinkron.

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar rajah di atas, semasa beban meningkat, kuantiti jIaXs terus bertumbuh, dan persamaan V=Ef+jIaXs 

kekal sah. Seterusnya, arus armatur juga meningkat. Sudut faktor kuasa menjalani transformasi dengan variasi beban; ia secara beransur-ansur menjadi kurang leading dan kemudian semakin lagging, seperti yang jelas ditunjukkan dalam gambar rajah.

Secara ringkas, apabila beban pada motor sinkron meningkat, pengamatan utama berikut dapat dibuat:

• Motor mengekalkan operasinya pada kelajuan sinkron.

• Sudut tork δ berkembang.

• Voltan eksitasi Ef kekal malar.

• Arus armatur Ia yang ditarik daripada bekalan kuasa meningkat.

• Sudut fasa ϕ bergerak lebih jauh ke arah lagging.

Perlu diperhatikan bahawa terdapat had kepada beban mekanikal yang boleh ditanggung oleh motor sinkron. Apabila beban terus meningkat, sudut tork &δ; terus bertambah sehingga mencapai titik kritikal. Pada titik ini, rotor ditarik keluar dari sinkron, menyebabkan motor berhenti.

Tork pull-out didefinisikan sebagai tork maksimum yang boleh dihasilkan oleh motor sinkron pada voltan dan frekuensi yang ditetapkan sambil masih mengekalkan sinkron. Secara umumnya, nilainya berkisar antara 1.5 hingga 3.5 kali tork penuh-beban.