Jak zmienia się prąd wirnika, gdy obciążenie zwiększa się w silniku indukcyjnym?

Gdy obciążenie silnika indukcyjnego zwiększa się, zmienia się prąd wirnika. Zasada działania silnika indukcyjnego opiera się na oddziaływaniu między polem magnetycznym rotacyjnym generowanym przez zwinięcia statora i wywołanym prądem w zwinięciach wirnika. Poniżej wyjaśniono, jak prąd wirnika zmienia się, gdy obciążenie zwiększa się:

Jak to działa, gdy obciążenie zwiększa się

• Zwiększenie obciążenia: Gdy obciążenie silnika indukcyjnego zwiększa się, oznacza to, że silnik musi wykonać więcej pracy, aby pokonać większe opory lub napędzać cięższe obciążenie.

• Zwiększone zapotrzebowanie na moment obrotowy: Zwiększone obciążenie powoduje, że silnik musi wytworzyć większy moment obrotowy, aby utrzymać tę samą prędkość.

• Moment elektromagnetyczny: Moment elektromagnetyczny silnika indukcyjnego jest określany przez siłę amperową generowaną przez pole magnetyczne statora i prąd wirnika. Aby zwiększyć moment, prąd wirnika musi być zwiększony.

Zmiany prądu wirnika

• Stopień przesunięcia: Stopień przesunięcia jest ważnym parametrem silnika indukcyjnego, zdefiniowany jako stosunek różnicy między prędkością synchroniczną i rzeczywistą prędkością do prędkości synchronicznej, czyli s= (ns−n) /ns, gdzie ns to prędkość synchroniczna, a n to rzeczywista prędkość.

• Zwiększenie prądu wirnika: Gdy obciążenie zwiększa się, rzeczywista prędkość spadnie, co spowoduje zwiększenie stopnia przesunięcia. Zgodnie ze wzorem prądu wirnika I2=k⋅s⋅I1, gdzie I2 to prąd wirnika, I1 to prąd statora, a k to stała. Widzimy, że zwiększenie stopnia przesunięcia s powoduje również zwiększenie prądu wirnika.

• Zmiana prądu statora: Wraz ze wzrostem obciążenia, prąd statora również zwiększa się, ponieważ silnik wymaga większej ilości energii elektrycznej, aby wytworzyć większy moment obrotowy.
  

Odpowiedź silnika

• Regulacja napięcia: Aby utrzymać prawidłowe działanie silnika, system sterujący może dostosować napięcie wejściowe lub częstotliwość, aby prędkość silnika była bliska prędkości synchronicznej.

• Efekt termiczny: Wraz ze wzrostem prądu wirnika, ciepło wewnątrz silnika również zwiększa się, więc silnik może się nagrzać. Silnik musi być zaprojektowany z myślą o odprowadzaniu ciepła, aby zagwarantować, że nie przeoczy podczas zwiększenia obciążenia.

Wydajność silnika

Zmiana wydajności: Gdy obciążenie zwiększa się, wydajność silnika może nieznacznie spadać, ponieważ część energii jest konwertowana na energię cieplną, a nie mechaniczną. Jednak silniki są zwykle najwydajniejsze, gdy działają przy pełnym obciążeniu.

Ochrona silnika

Ochrona przed przeciążeniem: Aby zapobiec uszkodzeniu silnika przez przeciążenie, zazwyczaj instalowane są urządzenia ochronne, takie jak relays termiczne lub ograniczniki prądu, które automatycznie odłączają zasilanie, gdy prąd wirnika jest zbyt duży.

Podsumowanie

Gdy obciążenie silnika indukcyjnego zwiększa się, prąd wirnika zwiększa się, aby wytworzyć większy moment obrotowy, który pomoże pokonać zwiększone obciążenie. Ten proces powoduje, że rzeczywista prędkość silnika tymczasowo spada, a stopień przesunięcia zwiększa się, co prowadzi do dalszego zwiększenia prądu wirnika. System sterowania silnikiem utrzyma prędkość silnika jak najbliżej prędkości synchronicznej, dostosowując napięcie wejściowe lub częstotliwość, oraz zapewni, że silnik nie zostanie uszkodzony przez przeciążenie.