Què passa amb un motor d'inducció quan la càrrega canvia de sobte?

Quan la càrrega en un motor d'inducció (Induction Motor) canvia de manera súbita, el comportament del motor es veu significativament afectat. Aquí tenim diversos escenaris comuns i les seves explicacions:

1. Augment de Càrrega

Quan la càrrega augmenta de manera súbita:

Disminució de Velocitat: La velocitat del motor disminuirà immediatament perquè el motor necessita més parell per gestionar l'augment de càrrega. L'extensió de la disminució de velocitat depèn de la magnitud de l'augment de càrrega i de l'inèrcia del motor.

Augment de Corrent: Per proporcionar parell addicional, la corrent del motor augmentarà. Això és degut al fet que el motor necessita més energia elèctrica per generar un camp magnètic més fort, així donant el parell necessari.

Canvi del Factor de Potència: Com la corrent augmenta, el factor de potència del motor pot disminuir perquè el motor necessita més potència reactiva per establir un camp magnètic més fort.

Augment de Temperatura: L'augment de corrent porta a una major generació de calor a l'interior del motor, potencialment causant un increment de la temperatura del motor. Temperatures elevades prolongades poden danificar els materials aïllants del motor.

2. Disminució de Càrrega

Quan la càrrega disminueix de manera súbita:

Augment de Velocitat: La velocitat del motor augmentarà immediatament perquè el motor ara necessita menys parell per moure la càrrega. L'extensió de l'augment de velocitat depèn de la magnitud de la disminució de càrrega i de l'inèrcia del motor.

Disminució de Corrent: Per adaptar-se a la càrrega reduïda, la corrent del motor disminuirà. Això és degut al fet que el motor necessita menys energia elèctrica per generar el parell necessari.

Canvi del Factor de Potència: Com la corrent disminueix, el factor de potència del motor pot millorar perquè el motor necessita menys potència reactiva per mantenir el camp magnètic.

Disminució de Temperatura: La disminució de corrent porta a una menor generació de calor a l'interior del motor, potencialment causant una disminució de la temperatura del motor.

3. Condicions Extremes

Protecció per Sobrecàrrega: Si l'augment de càrrega és massa gran i supera la capacitat màxima del motor, els dispositius de protecció del motor (com relés tèrmics o interruptors automàtics) podrien activar-se per tallar la corrent i protegir el motor de danys.

Desllisament: En casos extrems, si l'augment de càrrega és massa gran, el motor podria desllisar, volent dir que ja no pot seguir el camp magnètic rotatori, conduint a l'aturada del motor.

4. Resposta Dinàmica

Característica Parell-Velocitat: La corba característica de parell-velocitat d'un motor d'inducció mostra la sortida de parell del motor a diferents velocitats. Quan la càrrega canvia, el punt de funcionament del motor es mou al llarg d'aquesta corba.

Temps de Resposta Dinàmica: El temps de resposta del motor a canvis de càrrega depèn de l'inèrcia del motor i del sistema de control. Mots grans solen tenir temps de resposta més llargs, mentre que els mots petits tenen temps de resposta més curts.

5. Estratègies de Control

Per gestionar canvis de càrrega súbits, es poden utilitzar les següents estratègies de control:

Variador de Freqüència (VFD): Utilitzar un VFD permet ajustar la velocitat i el parell del motor, permetent-li adaptar-se millor als canvis de càrrega.

Arrancador Suau: Utilitzar un arrancador suau permet suavitzar l'arranc del motor, reduint la corrent d'entrada durant l'arranc.

Control de Retroalimentació: Monitoritzar la velocitat i la corrent del motor amb sensors i ajustar l'entrada en temps real pot ajudar a mantenir una operació estable.

Resum

Quan la càrrega canvia de manera súbita, un motor d'inducció presenta canvis en la velocitat i la corrent. Un augment de càrrega resulta en una disminució de velocitat i un augment de corrent, mentre que una disminució de càrrega resulta en un augment de velocitat i una disminució de corrent. En casos extrems, canvis excessius de càrrega poden activar dispositius de protecció per sobrecàrrega o fer que el motor desllisi. Per millorar la capacitat del motor per adaptar-se als canvis de càrrega, es poden utilitzar tecnologies com VFDs, arrancadors suaus i control de retroalimentació.