Hvordan ændrer rotorstrømmen sig, når belastningen stiger i en induktionsmotor?

Når belastningen på en induktionsmotor øges, ændres rotorstrømmen. Arbejdsmåden for en induktionsmotor er baseret på interaktionen mellem det roterende magnetfelt, der genereres af statorvindingerne, og den inducerede strøm i rotorvindingerne. Følgende forklarer, hvordan rotorstrømmen ændres, når belastningen øges:

Hvordan det fungerer, når belastningen øges

• Belastningsøgning: Når belastningen på induktionsmotoren øges, betyder det, at motoren skal udføre mere arbejde for at overkomme større modstand eller drevet en tungere belastning.

• Øget krav til drejningsmoment: En øget belastning får motoren til at skulle generere et større drejningsmoment for at opretholde samme hastighed.

• Elektromagnetisk drejningsmoment: Elektromagnetisk drejningsmoment i induktionsmotoren bestemmes af amperestyrken, der genereres af statormagnetfeltet og rotorstrømmen. For at øge drejningsmomentet, må rotorstrømmen øges.

Ændringer i rotorstrøm

• Slip-hastighed: Slip-hastighed er en vigtig parameter for induktionsmotor, defineret som forholdet mellem forskellen mellem synkronhastigheden og den faktiske hastighed og synkronhastigheden, altså s= (ns−n) /ns, hvor ns er synkronhastigheden og n er den faktiske hastighed.

• Øgning af rotorstrøm: Når belastningen øges, vil den faktiske hastighed falde, hvilket resulterer i en øgning af slip. Ifølge formelen for rotorstrøm I2=k⋅s⋅I1, hvor I2 er rotorstrømmen, I1 er statorstrømmen, og k er en konstant. Det kan ses, at med øgningen af slip-hastigheden s, vil rotorstrømmen også øges.

• Ændring af statorstrøm: Som belastningen øges, vil statorstrømmen også øges i overensstemmelse hermed, da motoren har brug for mere elektrisk energi for at producere et større drejningsmoment.
  

Motorsvar

• Justering af spænding: For at opretholde normal drift af motoren, kan kontrollsystemet justere indgangsspændingen eller frekvensen for at holde motorhastigheden tæt på synkronhastigheden.

• Termisk effekt: Da rotorstrømmen øges, vil varmen indeni motoren også øges, så motoren kan blive varm. Motoren skal designes med hensyn til varmeafledning for at sikre, at den ikke overopheder, når belastningen øges.

Motor-effektivitet

Effektivitetsændring: Som belastningen øges, kan effektiviteten af motoren let falde, da en del af energien omdannes til termisk energi i stedet for mekanisk energi. Dog er motorer normalt mest effektive, når de er tæt på fuld belastning.

Motors beskyttelse

Overbelastningsbeskyttelse: For at undgå skade på motoren på grund af overbelastning, installeres der normalt overbelastningsbeskyttelsesenheder, som termiske relæer eller strømbeskyttelser, der automatisk afbryder strømforsyningen, når rotorstrømmen er for stor.

Oversigt

Når belastningen på induktionsmotoren øges, øges rotorstrømmen for at generere et større drejningsmoment for at overkomme den øgede belastning. Denne proces får den faktiske hastighed af motoren til midlertidigt at falde, og slip-hastigheden øges, hvilket igen fører til yderligere øgning af rotorstrømmen. Kontrollsystemet for motoren vil holde motorhastigheden så tæt på synkronhastigheden som muligt ved at justere indgangsspændingen eller frekvensen, og sikre, at motoren ikke bliver skadet af overbelastning.