Mikä on liukumisen vaikutus momenttiin vaihtovirtakiihdyttimessä

Liukuluku (Slip) on tärkeä parametri vaihtovirtakiihdyttimille, ja se vaikuttaa merkittävästi moottorin jännitykseen (Torque). Liukuluku määritellään synkroninopeuden ja todellisen rotori-nopeuden välisen erotuksen suhteena synkroninopeuteen. Liukulukua voidaan ilmaista seuraavalla kaavalla:

missä:

s on liukuluku

ns on synkroninopeus

nr on todellinen rotori-nopeus

Liukuluvun vaikutus jännitykseen

Liukuluku käynnistyksessä

Käynnistyksessä rotori on paikoillaan eli 

nr=0, joten liukuluku s=1.

Käynnistyksessä rotorin virta on maksimaalinen, ja magneettivuo myös maksimaalinen, mikä johtaa korkeaan käynnistysjännitykseen (Starting Torque).

Liukuluku toiminnassa:

Kun moottori pyörii, rotorin nopeus 

nr on lähellä mutta pienempi kuin synkroninopeus 

ns , joten liukuluku 

s on pienempi kuin 1 mutta suurempi kuin 0.

Mitä suurempi liukuluku, sitä suurempi rotorin virta, ja sen seurauksena suurempi sähkömagneettinen jännitys. Siksi liukuluku on suoraan verrannollinen jännitykseen.

Maksimitoisen jännitys

On olemassa tietty liukulukuarvo, tunnettu kriittisellä liukulukuna (Critical Slip), jossa moottori tuottaa maksimitoisen jännityksen (Maximum Torque).

Maksimitoisen jännityksen yleensä tapahtuu liukuluvulla noin 0.2–0.3, riippuen moottorin suunnitteluparametreistä, kuten rotorin vastusta ja vuotoinduktanssista.

Tasapainoinen toiminta

Tasapainoisessa toiminnassa liukuluku on yleensä pieni, tyypillisesti välillä 0.01–0.05.

Tällöin moottorin jännitys on suhteellisen vakaa, mutta ei ole maksimiarvonsa.

Liukuluvun ja jännityksen välinen suhde

Liukuluvun ja jännityksen välistä suhdetta voidaan esittää käyrällä, joka on yleensä paraabelinen. Käyrän huippu vastaa maksimitoista jännitystä, jossa liukuluku saavuttaa kriittisen arvonsa.

Tekijät, jotka vaikuttavat liukulukuun

Lataus

Kun lataus kasvaa, rotorin nopeus vähenee, mikä lisää liukulukua ja jännitystä, kunnes uusi tasapaino muodostuu.

Jos lataus ylittää maksimitoisen jännityksen vastaavan latauksen, moottori pysähtyy.

Rotorin vastus

Rotorin vastuksen lisääminen voi lisätä maksimitoista jännitystä ja käynnistysjännitystä, mutta se vähentää myös moottorin tehokkuutta ja toimintanopeutta.

Pitoaineen jännite

Pitoaineen jännitteen pudotessa rotorin virta vähenee, mikä vähentää jännitystä. Vastaavasti pitoaineen jännitteen lisääminen voi lisätä jännitystä.

Yhteenveto

Liukuluku vaikuttaa merkittävästi vaihtovirtakiihdyttimen jännitykseen. Mitä suurempi liukuluku, sitä suurempi jännitys, kunnes saavutetaan maksimitoisen jännityksen kriittinen liukuluku. Liukuluvun ja jännityksen välisen suhteen ymmärtäminen on olennaista AC-induktiomoottoreiden oikean valinnan ja käytön kannalta.