Πώς αλλάζει ο ρευστός του ρότορα όταν αυξάνεται η φορτία σε έναν επαγωγικό μοτέρ;

Όταν αυξάνεται η φορτία του επαγωγικού μοτέρ, τότε αλλάζει και ο ροτορικός ρεύματος. Ο λειτουργικός μηχανισμός ενός επαγωγικού μοτέρ βασίζεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από τις στατικές στροφές και του επαγωγικού ρεύματος στις ροτορικές στροφές. Στο εξής εξηγείται πώς αλλάζει το ροτορικό ρεύμα όταν αυξάνεται η φορτία:

Πώς λειτουργεί όταν αυξάνεται η φορτία

• Αύξηση φορτία: Όταν αυξάνεται η φορτία του επαγωγικού μοτέρ, αυτό σημαίνει ότι το μοτέρ χρειάζεται να επιτελέσει περισσότερη εργασία για να ξεπεράσει μεγαλύτερη αντίσταση ή να κινήσει μια βαρύτερη φορτία.

• Αύξηση της ζήτησης για ροπή: Η αύξηση της φορτίας προκαλεί το μοτέρ να χρειάζεται να παράγει μεγαλύτερη ροπή για να διατηρήσει την ίδια ταχύτητα.

• Ηλεκτρομαγνητική ροπή: Η ηλεκτρομαγνητική ροπή του επαγωγικού μοτέρ καθορίζεται από τη δύναμη του ρεύματος που παράγεται από το μαγνητικό πεδίο της στατικής και το ροτορικό ρεύμα. Για να αυξηθεί η ροπή, το ροτορικό ρεύμα πρέπει να αυξηθεί.

Αλλαγές στο ροτορικό ρεύμα

• Ρυθμός σκοντάρισης: Ο ρυθμός σκοντάρισης είναι ένα σημαντικό παράμετρο του επαγωγικού μοτέρ, ορισμένος ως το πηλίκο της διαφοράς μεταξύ της συνχρονισμένης ταχύτητας και της πραγματικής ταχύτητας και της συνχρονισμένης ταχύτητας, δηλαδή s= (ns−n) /ns, όπου ns είναι η συνχρονισμένη ταχύτητα και n είναι η πραγματική ταχύτητα.

• Αύξηση του ροτορικού ρεύματος: Όταν αυξάνεται η φορτία, η πραγματική ταχύτητα θα μειωθεί, οδηγώντας σε αύξηση της σκοντάρισης. Σύμφωνα με την τύπο του ροτορικού ρεύματος I2=k⋅s⋅I1, όπου I2 είναι το ροτορικό ρεύμα, I1 είναι το στατικό ρεύμα και k είναι μια σταθερά. Μπορεί να διαπιστωθεί ότι με την αύξηση του ρυθμού σκοντάρισης s, το ροτορικό ρεύμα θα αυξηθεί επίσης.

• Αλλαγή του στατικού ρεύματος: Καθώς αυξάνεται η φορτία, το στατικό ρεύμα θα αυξηθεί ανάλογα, επειδή το μοτέρ χρειάζεται περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια για να παράγει μεγαλύτερη ροπή.
  

Απάντηση του μοτέρ

• Προσαρμογή της τάσης: Για να διατηρηθεί η φυσιολογική λειτουργία του μοτέρ, το σύστημα ελέγχου μπορεί να προσαρμόσει την εισερχόμενη τάση ή συχνότητα για να διατηρήσει την ταχύτητα του μοτέρ κοντά στη συνχρονισμένη ταχύτητα.

• Θερμικός αποτελέσματος: Καθώς αυξάνεται το ροτορικό ρεύμα, η θερμότητα μέσα στο μοτέρ θα αυξηθεί, έτσι το μοτέρ μπορεί να θερμανθεί. Το μοτέρ πρέπει να σχεδιαστεί με υπόψη την απόδοση θερμότητας, ώστε να μην ξεπεράσει τη θερμοκρασία όταν αυξάνεται η φορτία.

Αποδοτικότητα του μοτέρ

Αλλαγή αποδοτικότητας: Καθώς αυξάνεται η φορτία, η αποδοτικότητα του μοτέρ μπορεί να μειωθεί ελαφρώς, επειδή μέρος της ενέργειας μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια αντί για μηχανική. Ωστόσο, τα μοτέρ είναι συνήθως πιο αποδοτικά όταν είναι κοντά στην πλήρη φορτία.

Προστασία του μοτέρ

Προστασία από υπερφόρτωση: Για να προληφθεί η κατάστροφη του μοτέρ λόγω υπερφόρτωσης, συνήθως εγκαθίστανται συστήματα προστασίας, όπως θερμικοί ρελέ ή προστατευτικά συστήματα ρεύματος, που αποσυνδέουν αυτόματα την ενέργεια όταν το ροτορικό ρεύμα είναι πολύ μεγάλο.

Συμπέρασμα

Όταν αυξάνεται η φορτία του επαγωγικού μοτέρ, το ροτορικό ρεύμα αυξάνεται προκειμένου να παραχθεί μεγαλύτερη ροπή για να ξεπεραστεί η αυξημένη φορτία. Αυτή η διαδικασία προκαλεί την προσωρινή μείωση της πραγματικής ταχύτητας του μοτέρ και την αύξηση του ρυθμού σκοντάρισης, η οποία, σε σειρά, οδηγεί σε περαιτέρω αύξηση του ροτορικού ρεύματος. Το σύστημα ελέγχου του μοτέρ θα διατηρήσει την ταχύτητα του μοτέρ όσο το δυνατόν πιο κοντά στη συνχρονισμένη ταχύτητα, προσαρμόζοντας την εισερχόμενη τάση ή συχνότητα, και θα εξασφαλίσει ότι το μοτέρ δεν θα καταστραφεί λόγω υπερφόρτωσης.