Què és l'afavoriment de camp i quin és el seu efecte en un motor d'inducció?

L'afavellament de camp fa referència al procés d'ajustar la intensitat del camp magnètic d'un motor durant la seva operació per modificar el seu rendiment. En els motors de corrent contínua, l'afavellament de camp es sol aconseguir reduint la corrent d'excitació. En els motors de corrent alternada, especialment en els motors d'inducció i els motors síncrons amb imants permanents, l'afavellament de camp es pot aconseguir canviant la freqüència de l'alimentació o controlant la sortida de l'inversor.

Efectes de l'afavellament de camp en els motors d'inducció

En els motors d'inducció, la tecnologia d'afavellament de camp s'utilitza principalment per ampliar el rang de velocitats del motor, especialment a velocitats altes. Els següents són els principals efectes de l'afavellament de camp en els motors d'inducció:

1. Ampliació del rang de velocitats

Operació a alta velocitat: A velocitats altes, la força electromotriu (EMF) de contraaccions d'un motor d'inducció augmenta, provocant una reducció de la component activa de la corrent del estator i, per tant, limitant el moment de gir de sortida del motor. Aplicant l'afavellament de camp, la intensitat del camp magnètic es pot reduir, disminuint la EMF de contraaccions i permetent al motor funcionar a velocitats més altes, ampliant així el rang de velocitats.

Control de velocitat amb potència constant: En algunes aplicacions, el motor necessita mantenir una potència de sortida constant en un ampli rang de velocitats. L'afavellament de camp permet al motor mantenir una potència de sortida constant a velocitats altes, aconseguint el control de velocitat amb potència constant.

2. Reducció del moment de gir

Reducció del moment de gir: L'afavellament de camp redueix la intensitat del camp magnètic, el que a la vegada redueix el moment de gir. Encara que el motor pugui mantenir velocitats més altes, el moment de gir disminuirà en conseqüència. Per tant, l'afavellament de camp és adequat per a operacions a alta velocitat on no es requereix un moment de gir elevat.

3. Millora del rendiment dinàmic

Resposta dinàmica: L'afavellament de camp pot millorar la resposta dinàmica del motor. A velocitats altes, l'afavellament de camp permet al motor reaccionar més ràpidament als canvis de càrrega, millorant el rendiment dinàmic del sistema.

Estabilitat: Amb el control adequat del grau d'afavellament de camp, es pot millorar la stabilitat i la resistència a les interferències del motor.

4. Eficiència i pèrdues

Eficiència: L'afavellament de camp pot afectar l'eficiència del motor. A velocitats altes, l'eficiència pot disminuir degut a la reducció del moment de gir. No obstant això, optimitzant la estratègia de control d'afavellament de camp, es pot mantenir una eficiència més elevada fins a cert punt.

Pèrdues: L'afavellament de camp pot incrementar tant les pèrdues de ferro com les pèrdues de cobre en el motor. Les pèrdues de ferro augmenten a causa dels canvis en la intensitat del camp magnètic, causant un increment de les pèrdues per histeresis i corrents de Foucault. Les pèrdues de cobre augmenten a causa dels canvis en la corrent, conduint a un increment de les pèrdues per resistència.

Mètodes per aconseguir l'afavellament de camp

En els motors d'inducció, l'afavellament de camp es pot aconseguir mitjançant els següents mètodes:

Canvi de la freqüència d'alimentació: Utilitzant un variador de freqüència (VFD) per canviar la freqüència de l'alimentació, el motor pot funcionar a diferents velocitats. A velocitats altes, la freqüència d'alimentació es pot reduir adequadament per aconseguir l'afavellament de camp.

Control de la sortida de l'inversor: Controlant la tensió i la freqüència de sortida de l'inversor, es pot ajustar la intensitat del camp magnètic del motor. Els inversors moderns sovint tenen algoritmes de control avançats que poden controlar amb precisió el grau d'afavellament de camp.

Control de l'excitació: En alguns motors d'inducció dissenyats de manera especial, la intensitat del camp magnètic es pot controlar utilitzant un voltatge d'excitació per aconseguir l'afavellament de camp.

Resum

La tecnologia d'afavellament de camp en els motors d'inducció s'utilitza principalment per ampliar el rang de velocitats, especialment a velocitats altes. Aplicant l'afavellament de camp, la EMF de contraaccions es pot reduir, permetent al motor funcionar a velocitats més altes, encara que això comporti una reducció del moment de gir. L'afavellament de camp també pot millorar el rendiment dinàmic i la stabilitat del motor, però pot afectar l'eficiència i incrementar les pèrdues en determinades situacions.