Hva er feltforsterkning og hva er dens effekt på en induksjonsmotor?

Feltavkobling refererer til prosessen med å justere magnetfeltets styrke i en motor under drift for å endre dens ytelse. I DC-motorer oppnås feltavkobling vanligvis ved å redusere oppladningsstrømmen. I AC-motorer, spesielt induksjonsmotorer og permanente magnet-synkronmotorer, kan feltavkobling oppnås ved å endre frekvensen av strømforsyningen eller kontrollere utgangen av inverteren.

Effekter av feltavkobling på induksjonsmotorer

I induksjonsmotorer brukes feltavkoblingsteknologi hovedsakelig for å utvide motorens fartsspekter, spesielt ved høy hastighet. Følgende er de viktigste effektene av feltavkobling på induksjonsmotorer:

1. Øk fartsspekteret

Høyhastighetsdrift: Ved høy hastighet øker motorens motspenningspotensial (Back EMF), noe som fører til en reduksjon i den aktive komponenten av statorstrømmen og dermed begrenser motorens utgangsmoment. Ved å anvende feltavkobling, kan magnetfeltets styrke reduseres, noe som minsker Back EMF-en og lar motoren operere ved høyere hastigheter, dermed utvider fartsspekteret.

Konstant effekt fartkontroll: I visse applikasjoner må motoren opprettholde konstant utgangseffekt over et bredt fartsspekter. Feltavkobling gjør det mulig for motoren å opprettholde konstant effektutgang ved høy hastighet, og oppnå konstant effekt fartkontroll.

2. Reduser momentet

Momenteredukasjon: Feltavkobling reduserer magnetfeltets styrke, noe som igjen reduserer momentet. Mens motoren kan opprettholde høyere hastigheter, vil momentet deretter minske i takt med dette. Derfor er feltavkobling egnet for høyhastighetsoperasjoner der høyt moment ikke er nødvendig.

3. Forbedre dynamisk ytelse

Dynamisk respons: Feltavkobling kan forbedre motorens dynamiske respons. Ved høy hastighet lar feltavkobling motoren reagere raskere på belastningsendringer, noe som forbedrer systemets dynamiske ytelse.

Stabilitet: Ved å kontrollere graden av feltavkobling på passende måte, kan stabiliseringen og støyresistansen til motoren forbedres.

4. Effektivitet og tap

Effektivitet: Feltavkobling kan påvirke motorens effektivitet. Ved høy hastighet kan effektiviteten reduseres på grunn av momentreduseringen. Men ved å optimere feltavkoblingskontrollstrategien, kan høyere effektivitet opprettholdes i en viss grad.

Tap: Feltavkobling kan øke både jern- og kobbertap i motoren. Jern-tap øker på grunn av endringer i magnetfeltets styrke, noe som fører til økte restriktive og virvelforluster. Kobbertap øker på grunn av endringer i strøm, noe som fører til økte resistive tap.

Metoder for å oppnå feltavkobling

I induksjonsmotorer kan feltavkobling oppnås gjennom følgende metoder:

Endring av strømforsyningens frekvens: Ved å bruke en variabelfrekvensdrev (VFD) for å endre frekvensen av strømforsyningen, kan motoren operere ved ulike hastigheter. Ved høy hastighet kan strømforsyningens frekvens passende reduseres for å oppnå feltavkobling.

Kontroll av inverterens utgang: Ved å kontrollere utgangsspennings- og -frekvensen av inverteren, kan magnetfeltets styrke i motoren justeres. Moderne invertere har ofte avanserte kontrollalgoritmer som kan presist kontrollere graden av feltavkobling.

Oppladningskontroll: I noen spesielt designede induksjonsmotorer kan magnetfeltets styrke kontrolleres ved hjelp av en oppladningsvinding for å oppnå feltavkobling.

Sammendrag

Feltavkoblingsteknologi i induksjonsmotorer brukes hovedsakelig for å utvide fartsspekteret, spesielt ved høy hastighet. Ved å anvende feltavkobling, kan Back EMF-en reduseres, noe som lar motoren operere ved høyere hastigheter, selv om dette kommer med kostnaden av redusert moment. Feltavkobling kan også forbedre motorens dynamiske ytelse og stabilitet, men kan påvirke effektiviteten og øke tap i visse situasjoner.