Как изменяется ток ротора при увеличении нагрузки в асинхронном двигателе?

Когда нагрузка на асинхронный двигатель увеличивается, изменяется ток в роторе. Принцип работы асинхронного двигателя основан на взаимодействии между вращающимся магнитным полем, создаваемым обмотками статора, и индуцированным током в обмотках ротора. Ниже объясняется, как изменяется ток в роторе при увеличении нагрузки:

Как это работает при увеличении нагрузки

• Увеличение нагрузки: Когда нагрузка на асинхронный двигатель увеличивается, это означает, что двигателю нужно выполнять больше работы, чтобы преодолеть большее сопротивление или привести в движение более тяжелую нагрузку.

• Увеличение требуемого момента: Увеличение нагрузки вызывает необходимость для двигателя генерировать больший момент, чтобы поддерживать ту же скорость.

• Электромагнитный момент: Электромагнитный момент асинхронного двигателя определяется силой ампер, создаваемой магнитным полем статора, и током ротора. Для увеличения момента необходимо увеличить ток ротора.

Изменения тока в роторе

• Скользящий режим: Скользящий режим является важным параметром асинхронного двигателя, определяемым как отношение разности между синхронной скоростью и фактической скоростью к синхронной скорости, то есть s = (ns−n) / ns, где ns — синхронная скорость, а n — фактическая скорость.

• Увеличение тока ротора: При увеличении нагрузки фактическая скорость уменьшается, что приводит к увеличению скольжения. Согласно формуле тока ротора I2=k⋅s⋅I1, где I2 — ток ротора, I1 — ток статора, а k — константа. Можно видеть, что с увеличением коэффициента скольжения s, ток ротора также будет увеличиваться.

• Изменение тока статора: По мере увеличения нагрузки ток статора также увеличивается, поскольку двигатель требует больше электрической энергии для создания большего момента.
  

Ответная реакция двигателя

• Регулирование напряжения: Для поддержания нормальной работы двигателя система управления может регулировать входное напряжение или частоту, чтобы поддерживать скорость двигателя близкой к синхронной.

• Тепловой эффект: По мере увеличения тока ротора внутри двигателя возрастает тепло, поэтому двигатель может нагреваться. Двигатель должен быть спроектирован с учетом отвода тепла, чтобы обеспечить, что он не перегреется при увеличении нагрузки.

Эффективность двигателя

Изменение эффективности: При увеличении нагрузки эффективность двигателя может немного уменьшиться, так как часть энергии преобразуется в тепловую энергию, а не в механическую. Однако двигатели обычно наиболее эффективны, когда они работают приблизительно на полную нагрузку.

Защита двигателя

Защита от перегрузки: Для предотвращения повреждения двигателя из-за перегрузки обычно устанавливаются устройства защиты от перегрузки, такие как тепловые реле или токовые защитные устройства, которые автоматически отключают питание, когда ток ротора становится слишком большим.

Заключение

При увеличении нагрузки на асинхронный двигатель ток в роторе увеличивается, чтобы создать больший момент, чтобы преодолеть возросшую нагрузку. Этот процесс приводит к временному уменьшению фактической скорости двигателя и увеличению коэффициента скольжения, что, в свою очередь, вызывает дальнейшее увеличение тока ротора. Система управления двигателем будет поддерживать скорость двигателя как можно ближе к синхронной скорости, регулируя входное напряжение или частоту, и обеспечит, чтобы двигатель не был поврежден из-за перегрузки.