Come cambia la corrente del rotore quando aumenta il carico in un motore a induzione?

Quando il carico del motore asincrono aumenta, la corrente del rotore cambia. Il principio di funzionamento di un motore asincrono si basa sull'interazione tra il campo magnetico rotante generato dalle bobine statoriche e la corrente indotta nelle bobine del rotore. Di seguito si spiega come cambia la corrente del rotore quando il carico aumenta:

Come funziona quando il carico aumenta

• Aumento del carico: Quando il carico del motore asincrono aumenta, significa che il motore deve fare più lavoro per superare una maggiore resistenza o guidare un carico più pesante.

• Richiesta di coppia aumentata: L'aumento del carico causa al motore la necessità di generare una coppia maggiore per mantenere la stessa velocità.

• Coppia elettromagnetica: La coppia elettromagnetica del motore asincrono è determinata dalla forza amperometrica generata dal campo magnetico statorico e dalla corrente del rotore. Per aumentare la coppia, la corrente del rotore deve essere aumentata.

Cambiamenti nella corrente del rotore

• Tasso di scorrimento: Il tasso di scorrimento è un parametro importante del motore asincrono, definito come il rapporto tra la differenza tra la velocità sincrona e la velocità effettiva e la velocità sincrona, cioè s= (ns−n) /ns, dove ns è la velocità sincrona e n è la velocità effettiva.

• Aumento della corrente del rotore: Quando il carico aumenta, la velocità effettiva diminuirà, causando un aumento dello scorrimento. Secondo la formula della corrente del rotore I2=k⋅s⋅I1, dove I2 è la corrente del rotore, I1 è la corrente statorica e k è una costante. Si può vedere che con l'aumento del tasso di scorrimento s, la corrente del rotore aumenterà anche.

• Cambio della corrente statorica: Con l'aumento del carico, la corrente statorica aumenterà di conseguenza, poiché il motore richiede più energia elettrica per produrre una coppia maggiore.
  

Risposta del motore

• Regolazione della tensione: Per mantenere il normale funzionamento del motore, il sistema di controllo potrebbe regolare la tensione d'ingresso o la frequenza per mantenere la velocità del motore vicina alla velocità sincrona.

• Effetto termico: Con l'aumento della corrente del rotore, il calore all'interno del motore aumenterà, quindi il motore potrebbe riscaldarsi. Il motore deve essere progettato tenendo conto della dissipazione del calore per assicurare che non surriscaldi quando il carico aumenta.

Efficienza del motore

Cambio di efficienza: Con l'aumento del carico, l'efficienza del motore potrebbe diminuire leggermente perché una parte dell'energia viene convertita in energia termica piuttosto che in energia meccanica. Tuttavia, i motori sono solitamente più efficienti quando sono vicini al carico massimo.

Protezione del motore

Protezione contro il sovraccarico: Per prevenire danni al motore a causa del sovraccarico, vengono solitamente installati dispositivi di protezione contro il sovraccarico, come relè termici o protettori di corrente, che interrompono automaticamente l'alimentazione quando la corrente del rotore è troppo elevata.

Riepilogo

Quando il carico del motore asincrono aumenta, la corrente del rotore aumenta per generare una coppia maggiore per superare il carico aumentato. Questo processo causa una diminuzione temporanea della velocità effettiva del motore e un aumento del tasso di scorrimento, che a sua volta porta a un ulteriore aumento della corrente del rotore. Il sistema di controllo del motore manterrà la velocità del motore il più vicino possibile alla velocità sincrona regolando la tensione d'ingresso o la frequenza e assicurerà che il motore non subisca danni a causa del sovraccarico.