誘導電動機の負荷が増加した場合、ロータ電流はどのように変化しますか
誘導電動機の負荷が増加すると、ロータ電流が変化します。誘導電動機の動作原理は、スターター巻線によって生成される回転磁界とロータ巻線に誘起される電流との相互作用に基づいています。以下では、負荷が増加するにつれてロータ電流がどのように変化するかを説明します。
負荷が増加したときの仕組み
負荷の増加: 誘導電動機の負荷が増加すると、電動機はより大きな抵抗や重い負荷を克服するためにより多くの仕事を行う必要があります。
トルク要求の増加: 負荷が増加すると、電動機は同じ速度を維持するためにより大きなトルクを生成する必要があります。
電磁トルク: 誘導電動機の電磁トルクは、スターター磁界によって生成されたアンペア力とロータ電流によって決定されます。トルクを増加させるためには、ロータ電流を増加させる必要があります。
ロータ電流の変化
スリップ率: スリップ率は誘導電動機の重要なパラメータであり、同期速度と実際の速度の差を同期速度で割ったものとして定義され、つまりs= (ns−n) /nsです。ここでnsは同期速度、nは実際の速度です。
ロータ電流の増加: 負荷が増加すると、実際の速度が低下し、スリップが増加します。ロータ電流の公式I2=k⋅s⋅I1によれば、I2はロータ電流、I1はスタータ電流、kは定数です。これにより、スリップ率sが増加すると、ロータ電流も増加することがわかります。
スタータ電流の変化: 負荷が増加すると、電動機がより大きなトルクを生成するためにより多くの電気エネルギーが必要となるため、スタータ電流も増加します。
モーターの応答
電圧調整: モーターの正常な動作を維持するために、制御システムは入力電圧または周波数を調整して、モーターの速度を同期速度に近づけることができます。
熱効果: ロータ電流が増加すると、モーター内部の熱も増加するため、モーターが熱くなる可能性があります。負荷が増加したときに過熱しないように、モーターは放熱を考慮して設計する必要があります。
モーター効率
効率の変化: 負荷が増加すると、エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されるため、モーターの効率は若干低下する可能性があります。ただし、モーターは通常、ほぼ全負荷に近いときに最も効率的です。
モーター保護
過負荷保護: 過負荷によるモーターの損傷を防ぐために、通常、サーマルリレーまたは電流保護器などの過負荷保護装置が設置されています。これらの装置は、ロータ電流が大きすぎる場合に自動的に電源を遮断します。
まとめ
誘導電動機の負荷が増加すると、増加した負荷を克服するためにより大きなトルクを生成するため、ロータ電流が増加します。この過程で、モーターの実際の速度は一時的に低下し、スリップ率が増加します。これにより、さらにロータ電流が増加します。モーター制御システムは、入力電圧または周波数を調整してモーターの速度を可能な限り同期速度に近づけ、過負荷による損傷を防止します。
