Co je oslabení pole a jaký má vliv na asynchronní motor?

Oslabování pole se týká procesu upravování síly magnetického pole motoru během provozu s cílem změnit jeho výkon. U stejnosměrných motorů je oslabování pole obvykle dosaženo snížením excitovaného proudu. U střídavých motorů, zejména indukčních motorů a synchronních motorů s trvalými magnety, lze oslabování pole dosáhnout změnou frekvence napájecí sítě nebo ovládáním výstupu inverteru.

Účinky oslabování pole na indukční motory

U indukčních motorů se technologie oslabování pole používá především k rozšíření rychlostního rozsahu motoru, zejména při vysokých rychlostech. Následující jsou hlavní účinky oslabování pole na indukční motory:

1. Zvýšení rychlostního rozsahu

Provoz při vysokých rychlostech: Při vysokých rychlostech se zvýší protisměrné elektrické napětí (Back EMF) indukčního motoru, což vedет ke snížení aktivní složky statorového proudu a tedy k omezení výstupního točivého momentu motoru. Použitím oslabování pole lze snížit sílu magnetického pole, což sníží Back EMF a umožní motoru pracovat při vyšších rychlostech, čímž se rozšíří rychlostní rozsah.

Řízení rychlosti s konstantním výkonem: V některých aplikacích musí motor udržovat konstantní výstupní výkon v širokém rychlostním rozsahu. Oslabování pole umožňuje motoru udržovat konstantní výkon při vysokých rychlostech, čímž se dosáhne řízení rychlosti s konstantním výkonem.

2. Snížení točivého momentu

Snížení točivého momentu: Oslabování pole snižuje sílu magnetického pole, což vede ke snížení točivého momentu. Ačkoli může motor udržovat vyšší rychlosti, točivý moment se přitom sníží. Proto je oslabování pole vhodné pro provoz při vysokých rychlostech, kdy není potřeba vysoký točivý moment.

3. Zlepšení dynamického výkonu

Dynamická odezva: Oslabování pole může zlepšit dynamickou odezvu motoru. Při vysokých rychlostech umožňuje oslabování pole motoru rychleji reagovat na změny zátěže, což zlepšuje dynamický výkon systému.

Stabilita: Správným ovládáním stupně oslabování pole lze zlepšit stabilitu a odolnost motoru vůči rušivým vlivům.

4. Účinnost a ztráty

Účinnost: Oslabování pole může ovlivnit účinnost motoru. Při vysokých rychlostech může účinnost klesnout kvůli snížení točivého momentu. Avšak optimalizací strategie ovládání oslabování pole lze do určité míry udržet vyšší účinnost.

Ztráty: Oslabování pole může zvýšit jak železné, tak měděné ztráty v motoru. Železné ztráty se zvýší kvůli změnám síly magnetického pole, což způsobí zvýšení hysterézních a vířivých ztrát. Měděné ztráty se zvýší kvůli změnám proudu, což vede ke zvýšení odporových ztrát.

Metody dosažení oslabování pole

U indukčních motorů lze oslabování pole dosáhnout následujícími metodami:

Změna frekvence napájení: Použitím frekvenčního měniče (VFD) k změně frekvence napájení může motor pracovat v různých rychlostech. Při vysokých rychlostech lze vhodně snížit frekvenci napájení, aby bylo dosaženo oslabování pole.

Řízení výstupu inverteru: Řízením výstupního napětí a frekvence inverteru lze upravit sílu magnetického pole motoru. Moderní invertery často mají pokročilé algoritmy ovládání, které umožňují přesné ovládání stupně oslabování pole.

Řízení excitačního pole: U některých speciálně navržených indukčních motorů lze sílu magnetického pole ovládat pomocí excitačního cívání, aby bylo dosaženo oslabování pole.

Shrnutí

Technologie oslabování pole u indukčních motorů se používá především k rozšíření rychlostního rozsahu, zejména při vysokých rychlostech. Použitím oslabování pole lze snížit Back EMF, což umožní motoru pracovat při vyšších rychlostech, i když toto přináší náklad ve formě sníženého točivého momentu. Oslabování pole může také zlepšit dynamický výkon a stabilitu motoru, ale může ovlivnit účinnost a zvýšit ztráty v určitých situacích.