چگونه جریان روتور در موتور القایی زمانی که بار افزایش مییابد تغییر میکند
وقتی بار موتور القایی افزایش مییابد، جریان روتور تغییر میکند. اصل کار موتور القایی بر پایه تعامل بین میدان مغناطیسی چرخان تولید شده توسط سیمپیچهای استاتور و جریان القایی در سیمپیچهای روتور است. به ادامه متن توجه کنید که نحوه تغییر جریان روتور با افزایش بار را توضیح میدهد:
نحوه عملکرد وقتی بار افزایش مییابد
افزایش بار: هنگامی که بار موتور القایی افزایش مییابد، این بدان معناست که موتور نیاز دارد کار بیشتری انجام دهد تا مقاومت بیشتر یا بار سنگینتری را حرکت دهد.
افزایش تقاضای گشتاور: افزایش بار باعث میشود که موتور نیاز داشته باشد تا گشتاور بیشتری تولید کند تا سرعت یکسان خود را حفظ کند.
گشتاور الکترومغناطیسی: گشتاور الکترومغناطیسی موتور القایی توسط نیروی آمپرسی تولید شده توسط میدان مغناطیسی استاتور و جریان روتور تعیین میشود. برای افزایش گشتاور، جریان روتور باید افزایش یابد.
تغییرات جریان روتور
نرخ لغزش: نرخ لغزش یک پارامتر مهم موتور القایی است که به عنوان نسبت تفاوت سرعت همزمان و سرعت واقعی به سرعت همزمان تعریف میشود، یعنی s= (ns−n) /ns، که ns سرعت همزمان و n سرعت واقعی است.
افزایش جریان روتور: هنگامی که بار افزایش مییابد، سرعت واقعی کاهش مییابد که منجر به افزایش لغزش میشود. طبق فرمول جریان روتور I2=k⋅s⋅I1، که در آن I2 جریان روتور، I1 جریان استاتور و k یک ثابت است. مشخص است که با افزایش نرخ لغزش s، جریان روتور نیز افزایش مییابد.
تغییر جریان استاتور: با افزایش بار، جریان استاتور نیز به طور متناسب افزایش مییابد، زیرا موتور نیاز به انرژی الکتریکی بیشتری برای تولید گشتاور بیشتر دارد.
پاسخ موتور
تنظیم ولتاژ: برای حفظ عملکرد عادی موتور، سیستم کنترل ممکن است ولتاژ یا فرکانس ورودی را تنظیم کند تا سرعت موتور به سرعت همزمان نزدیک بماند.
اثرات گرمایی: با افزایش جریان روتور، گرما داخل موتور نیز افزایش مییابد، بنابراین موتور ممکن است گرم شود. موتور باید با توجه به تảnش گرما طراحی شود تا اطمینان حاصل شود که در صورت افزایش بار، گرم شدن بیش از حد رخ ندهد.
کارایی موتور
تغییر کارایی: با افزایش بار، کارایی موتور ممکن است کمی کاهش یابد زیرا بخشی از انرژی به انرژی گرمایی تبدیل میشود نه انرژی مکانیکی. با این حال، موتورها معمولاً وقتی به بار کامل نزدیک هستند کارآمدترین هستند.
حفاظت از موتور
حفاظت از بار بیش از حد: برای جلوگیری از آسیب به موتور به دلیل بار بیش از حد، معمولاً دستگاههای حفاظتی مانند رلههای گرمایی یا محافظهای جریان نصب میشوند که به صورت خودکار تغذیه را قطع میکنند وقتی که جریان روتور خیلی زیاد میشود.
خلاصه
وقتی بار موتور القایی افزایش مییابد، جریان روتور برای تولید گشتاور بیشتر به منظور غلبه بر بار افزایش یافته افزایش مییابد. این فرآیند باعث کاهش موقت سرعت واقعی موتور و افزایش نرخ لغزش میشود که به نوبه خود منجر به افزایش بیشتر جریان روتور میشود. سیستم کنترل موتور با تنظیم ولتاژ یا فرکانس ورودی سعی میکند سرعت موتور را به سرعت همزمان نزدیک نگه دارد و اطمینان حاصل کند که موتور به دلیل بار بیش از حد آسیب نبیند.
