Khi tải tăng lên trong động cơ cảm ứng thì dòng điện rotor thay đổi như thế nào?

Khi tải của động cơ cảm ứng tăng lên, dòng điện rotor thay đổi. Nguyên lý hoạt động của động cơ cảm ứng dựa trên sự tương tác giữa từ trường xoay do cuộn dây stator tạo ra và dòng điện cảm ứng trong cuộn dây rotor. Dưới đây là cách dòng điện rotor thay đổi khi tải tăng:

Cách hoạt động khi tải tăng

• Tăng tải: Khi tải của động cơ cảm ứng tăng lên, có nghĩa là động cơ cần làm nhiều công việc hơn để vượt qua sức cản lớn hơn hoặc kéo một tải nặng hơn.

• Yêu cầu mô-men xoắn tăng: Tải tăng khiến động cơ cần phải tạo ra mô-men xoắn lớn hơn để duy trì cùng tốc độ.

• Mô-men xoắn điện từ: Mô-men xoắn điện từ của động cơ cảm ứng được xác định bởi lực ampe do từ trường stator tạo ra và dòng điện rotor. Để tăng mô-men xoắn, dòng điện rotor phải được tăng lên.

Thay đổi dòng điện rotor

• Tỷ lệ trượt: Tỷ lệ trượt là một thông số quan trọng của động cơ cảm ứng, được định nghĩa là tỷ lệ giữa sự khác biệt giữa tốc độ đồng bộ và tốc độ thực tế và tốc độ đồng bộ, đó là, s= (ns−n) /ns, trong đó ns là tốc độ đồng bộ và n là tốc độ thực tế.

• Dòng điện rotor tăng: Khi tải tăng, tốc độ thực tế sẽ giảm, dẫn đến tăng tỷ lệ trượt. Theo công thức dòng điện rotor I2=k⋅s⋅I1, trong đó I2 là dòng điện rotor, I1 là dòng điện stator, và k là hằng số. Có thể thấy rằng với tỷ lệ trượt s tăng, dòng điện rotor cũng sẽ tăng.

• Thay đổi dòng điện stator: Khi tải tăng, dòng điện stator cũng sẽ tăng tương ứng, vì động cơ yêu cầu nhiều năng lượng điện hơn để tạo ra mô-men xoắn lớn hơn.
  

Phản ứng của động cơ

• Điều chỉnh điện áp: Để duy trì hoạt động bình thường của động cơ, hệ thống điều khiển có thể điều chỉnh điện áp hoặc tần số đầu vào để giữ cho tốc độ động cơ gần với tốc độ đồng bộ.

• Hiệu ứng nhiệt: Khi dòng điện rotor tăng, nhiệt độ bên trong động cơ cũng sẽ tăng, do đó động cơ có thể nóng lên. Động cơ cần được thiết kế với khả năng tản nhiệt để đảm bảo không bị quá nhiệt khi tải tăng.

Hiệu suất động cơ

Thay đổi hiệu suất: Khi tải tăng, hiệu suất của động cơ có thể giảm nhẹ vì một phần năng lượng được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt thay vì năng lượng cơ học. Tuy nhiên, động cơ thường hiệu quả nhất khi chúng gần như đầy tải.

Bảo vệ động cơ

Bảo vệ quá tải: Để ngăn ngừa hư hỏng động cơ do quá tải, thường lắp đặt các thiết bị bảo vệ quá tải, như rơ-le nhiệt hoặc bảo vệ dòng điện, tự động ngắt nguồn điện khi dòng điện rotor quá lớn.

Tóm tắt

Khi tải của động cơ cảm ứng tăng, dòng điện rotor tăng để tạo ra mô-men xoắn lớn hơn để vượt qua tải tăng. Quá trình này khiến tốc độ thực tế của động cơ tạm thời giảm và tỷ lệ trượt tăng, dẫn đến dòng điện rotor tăng thêm. Hệ thống điều khiển động cơ sẽ duy trì tốc độ của động cơ gần với tốc độ đồng bộ bằng cách điều chỉnh điện áp hoặc tần số đầu vào, và đảm bảo động cơ không bị hư hỏng do quá tải.