Jak wpływa poślizg na moment obrotowy w silniku indukcyjnym przemiennym?

Poślizg (Slip) jest ważnym parametrem dla silników indukcyjnych prądu przemiennego i znacząco wpływa na moment obrotowy (Torque) silnika. Poślizg definiuje się jako stosunek różnicy między prędkością synchroniczna a rzeczywistą prędkością wirnika do prędkości synchronicznej. Poślizg można wyrazić za pomocą następującego wzoru:

gdzie:

s to poślizg

ns to prędkość synchroniczna

nr to rzeczywista prędkość wirnika

Wpływ poślizgu na moment obrotowy

Poślizg przy uruchamianiu

Przy uruchamianiu wirnik jest nieruchomy, tzn.

nr=0, więc poślizg s=1.

Przy uruchamianiu prąd wirnika jest maksymalny, a gęstość strumienia magnetycznego również, co powoduje wysoki moment startowy (Starting Torque).

Poślizg podczas pracy:

Gdy silnik działa, prędkość wirnika

nr jest bliska, ale mniejsza od prędkości synchronicznej

ns, więc poślizg

s jest mniejszy niż 1, ale większy niż 0.

Im większy poślizg, tym większy prąd wirnika, a w konsekwencji większy moment elektromagnetyczny. Zatem poślizg jest proporcjonalny do momentu obrotowego.

Maksymalny moment obrotowy

Istnieje określona wartość poślizgu, znanego jako krytyczny poślizg (Critical Slip), przy którym silnik generuje maksymalny moment obrotowy (Maximum Torque).

Maksymalny moment obrotowy zwykle występuje przy poślizgu około 0,2 do 0,3, w zależności od parametrów projektowych silnika, takich jak opór wirnika i reaktancja przecieku.

Stałe działanie

Podczas stałego działania poślizg jest zazwyczaj mały, zwykle między 0,01 a 0,05.

W tym momencie moment obrotowy silnika jest stosunkowo stabilny, ale nie jest na swoim maksimum.

Związek między poślizgiem a momentem obrotowym

Związek między poślizgiem a momentem obrotowym można przedstawić za pomocą krzywej, która jest zwykle paraboliczna. Szczyt krzywej odpowiada maksymalnemu momentowi obrotowemu, gdzie poślizg osiąga krytyczną wartość.

Czynniki wpływające na poślizg

Obciążenie

Gdy obciążenie zwiększa się, prędkość wirnika maleje, zwiększając poślizg i moment obrotowy, aż do ustalenia nowej równowagi.

Jeśli obciążenie przekracza obciążenie odpowiadające maksymalnemu momentowi obrotowemu, silnik zatrzyma się.

Opór wirnika

Zwiększenie oporu wirnika może zwiększyć maksymalny moment obrotowy i moment startowy, ale spowoduje to również zmniejszenie efektywności i prędkości pracy silnika.

Napięcie zasilania

Spadek napięcia zasilania powoduje zmniejszenie prądu wirnika, a tym samym momentu obrotowego. Natomiast zwiększenie napięcia zasilania może zwiększyć moment obrotowy.

Podsumowanie

Poślizg znacząco wpływa na moment obrotowy silnika indukcyjnego prądu przemiennego. Im większy poślizg, tym większy moment obrotowy, aż do momentu maksymalnego momentu obrotowego przy krytycznym poślizgu. Zrozumienie związku między poślizgiem a momentem obrotowym jest kluczowe dla prawidłowego wyboru i używania silników indukcyjnych prądu przemiennego.