Какво е ослабяването на магнитното поле и какво е неговото въздействие върху асинхронния двигател?

Ослабяването на магнитното поле се отнася до процеса на регулиране на силата на магнитното поле на мотора по време на работа, за да се промени неговото изпълнение. В DC мотори ослабяването на магнитното поле обикновено се постига чрез намаляване на възбудителния ток. В AC мотори, особено индукционни мотори и перманентно-магнитни синхронни мотори, ослабяването на магнитното поле може да бъде осъществено чрез промяна на честотата на питащото напрежение или контролиране на изхода на инвертора.

Ефекти на ослабяването на магнитното поле върху индукционните мотори

В индукционните мотори технологията за ослабяване на магнитното поле се използва основно за разширяване на скоростния диапазон на мотора, особено при високи скорости. Ето основните ефекти на ослабяването на магнитното поле върху индукционните мотори:

1. Разширяване на скоростния диапазон

Работа при високи скорости: При високи скорости обратната електромагнитна сила (Back EMF) на индукционния мотор нараства, водейки до намаляване на активната част на статорния ток и следователно ограничавайки изходящия момент на мотора. Чрез прилагане на ослабяване на магнитното поле, силата на магнитното поле може да бъде намалена, намалявайки Back EMF и позволявайки на мотора да работи при по-високи скорости, което разширява скоростния диапазон.

Контрол на скоростта с постоянна мощност: В определени приложения моторът трябва да поддържа постоянна изходяща мощност в широк диапазон на скорости. Ослабяването на магнитното поле позволява на мотора да поддържа постоянна мощност при високи скорости, постигайки контрол на скоростта с постоянна мощност.

2. Намаляване на момента

Намаляване на момента: Ослабяването на магнитното поле намалява силата на магнитното поле, което на свой ред намалява момента. Макар че моторът може да поддържа по-високи скорости, момента ще намалее съответно. Следователно, ослабяването на магнитното поле е подходящо за операции при високи скорости, когато не е необходим висок момент.

3. Подобряване на динамичното изпълнение

Динамичен отговор: Ослабяването на магнитното поле може да подобри динамичния отговор на мотора. При високи скорости, ослабяването на магнитното поле позволява на мотора да реагира по-бързо на промени в товара, подобрявайки динамичното изпълнение на системата.

Стабилност: Чрез правилно контролиране на степента на ослабяване на магнитното поле, стабилността и устойчивостта на мотора към въздействия могат да бъдат подобрени.

4. Ефективност и загуби

Ефективност: Ослабяването на магнитното поле може да повлияе върху ефективността на мотора. При високи скорости, ефективността може да намалее поради намаляването на момента. Обаче, чрез оптимизиране на стратегията за контрол на ослабяването на магнитното поле, по-висока ефективност може да бъде поддържана до известна степен.

Загуби: Ослабяването на магнитното поле може да увеличи както железените, така и медните загуби в мотора. Железените загуби нарастват поради промени в силата на магнитното поле, водейки до увеличаване на хистерезисните и вихреви загуби. Медните загуби нарастват поради промени в тока, водейки до увеличаване на резистивните загуби.

Методи за постигане на ослабяване на магнитното поле

В индукционните мотори ослабяването на магнитното поле може да бъде постигнато чрез следните методи:

Промяна на честотата на питащото напрежение: Чрез използване на променливочестотен преобразувател (VFD) за промяна на честотата на питащото напрежение, моторът може да работи при различни скорости. При високи скорости, честотата на питащото напрежение може да бъде подходящо намалена, за да се постигне ослабяване на магнитното поле.

Контрол на изхода на инвертора: Чрез контролиране на изходното напрежение и честотата на инвертора, силата на магнитното поле на мотора може да бъде регулирана. Съвременните инвертори често разполагат с напреднали алгоритми за контрол, които могат да контролират точно степента на ослабяване на магнитното поле.

Контрол на възбудата: В някои специално проектирани индукционни мотори, силата на магнитното поле може да бъде контролирана чрез използване на възбудителна обмотка, за да се постигне ослабяване на магнитното поле.

Резюме

Технологията за ослабяване на магнитното поле в индукционните мотори се използва основно за разширяване на скоростния диапазон, особено при високи скорости. Чрез прилагане на ослабяване на магнитното поле, Back EMF може да бъде намалена, позволявайки на мотора да работи при по-високи скорости, въпреки че това става на цената на намален момент. Ослабяването на магнитното поле може също да подобри динамичното изпълнение и стабилността на мотора, но може да повлияе върху ефективността и да увеличи загубите в определени ситуации.