Wat gebeurt er met een asynchrone motor wanneer de belasting plotseling verandert?

Wanneer de belasting op een asynchrone motor (Induction Motor) plotseling verandert, heeft dit aanzienlijk invloed op het gedrag van de motor. Hier zijn enkele veelvoorkomende scenario's en hun uitleg:

1. Belastingsverhoging

Wanneer de belasting plotseling toeneemt:

Snelheidsafname: De snelheid van de motor zal onmiddellijk afnemen omdat de motor meer koppel nodig heeft om de toegenomen belasting te hanteren. De mate van de snelheidsafname hangt af van de grootte van de belastingsverhoging en de traagheid van de motor.

Stroomtoename: Om extra koppel te leveren, zal de stroom door de motor toenemen. Dit komt doordat de motor meer elektrische energie nodig heeft om een sterker magnetisch veld te genereren, waardoor het benodigde koppel wordt geleverd.

Verandering van de cosinus phi: Wanneer de stroom toeneemt, kan de cosinus phi van de motor afnemen omdat de motor meer blinde energie nodig heeft om een sterker magnetisch veld op te bouwen.

Temperatuurstijging: De toename van de stroom leidt tot meer warmte-ontwikkeling binnen de motor, wat potentieel kan leiden tot een temperatuurstijging. Lange tijd hoge temperaturen kunnen schade aanrichten aan de isolatiematerialen van de motor.

2. Belastingsvermindering

Wanneer de belasting plotseling afneemt:

Snelheidsstijging: De snelheid van de motor zal onmiddellijk toenemen omdat de motor nu minder koppel nodig heeft om de belasting te drijven. De mate van de snelheidsstijging hangt af van de grootte van de belastingsvermindering en de traagheid van de motor.

Stroomafname: Om zich aan te passen aan de verminderde belasting, zal de stroom door de motor afnemen. Dit komt doordat de motor minder elektrische energie nodig heeft om het benodigde koppel te genereren.

Verandering van de cosinus phi: Wanneer de stroom afneemt, kan de cosinus phi van de motor verbeteren omdat de motor minder blinde energie nodig heeft om het magnetisch veld te handhaven.

Temperatuurvermindering: De afname van de stroom leidt tot verminderde warmte-ontwikkeling binnen de motor, wat potentieel kan leiden tot een temperatuurvermindering.

3. Extreme Omstandigheden

Overbelastingsbeveiliging: Als de belastingsverhoging te groot is en de maximale capaciteit van de motor overschrijdt, kunnen de beveiligingsapparaten van de motor (zoals thermische relais of circuitbrekers) aanslaan om de stroom af te sluiten en de motor te beschermen tegen schade.

Uitslippen: In extreme gevallen, als de belastingsverhoging te groot is, kan de motor uitslippen, wat betekent dat hij het roterende magnetische veld niet langer kan volgen, waardoor de motor stopt.

4. Dynamische Reactie

Koppel-snelheidkenmerk: De koppel-snelheidkenmerkcurve van een asynchrone motor toont de koppeluitvoer van de motor bij verschillende snelheden. Wanneer de belasting verandert, verplaatst het werkingspunt van de motor zich langs deze curve.

Reactietijd: De reactietijd van de motor op veranderingen in de belasting hangt af van de traagheid en het besturingssysteem van de motor. Grote motoren hebben meestal langere reactietijden, terwijl kleine motoren kortere reactietijden hebben.

5. Besturingstrategieën

Om plotselinge veranderingen in de belasting te hanteren, kunnen de volgende besturingstrategieën worden toegepast:

Frequentieregelaar (VFD): Met behulp van een VFD kan de snelheid en het koppel van de motor worden aangepast, waardoor de motor beter kan aanpassen aan veranderingen in de belasting.

Zachte start: Een zachte start kan de opstart van de motor glad maken en de inslagstroom tijdens de opstart verminderen.

Feedbackcontrole: Het monitoren van de snelheid en de stroom van de motor met sensoren en het real-time aanpassen van de invoer kan helpen om stabiele werking te onderhouden.

Samenvatting

Wanneer de belasting plotseling verandert, vertoont een asynchrone motor veranderingen in snelheid en stroom. Een toename van de belasting resulteert in een afname van de snelheid en een toename van de stroom, terwijl een afname van de belasting resulteert in een toename van de snelheid en een afname van de stroom. In extreme gevallen kunnen extreme belastingsveranderingen overbelastingsbeveiligingsapparaten activeren of de motor laten uitslippen. Om de aanpassingsvermogen van de motor aan veranderingen in de belasting te verbeteren, kunnen technologieën zoals VFD's, zachte starters en feedbackcontrole worden gebruikt.