چگونه کاهش تحریک در یک موتور سنکرون اثر بر میزان جریان ورودی آن دارد

تاثیر کاهش تحریک بر مصرف جریان در موتورهای همزمان

کاهش تحریک موتور همزمان تاثیرات قابل توجهی بر مصرف جریان آن دارد و به چندین جنبه کلیدی تاثیر می‌گذارد:

1. تغییرات در جریان آرماتور

جریان آرماتور (یعنی جریان استاتور) موتور همزمان از دو مؤلفه تشکیل شده است: جریان فعال و جریان واکنشی. این دو مؤلفه مجموع جریان آرماتور را تعیین می‌کنند.

• جریان فعال: مربوط به خروجی قدرت مکانیکی موتور، معمولاً توسط بار تعیین می‌شود.

• جریان واکنشی: برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده می‌شود و به طور نزدیکی با جریان تحریک مرتبط است.

وقتی جریان تحریک کاهش می‌یابد، قدرت میدان مغناطیسی موتور ضعیف می‌شود، که منجر به تغییرات زیر می‌شود:

افزایش جریان واکنشی: برای حفظ عامل توان ثابت، موتور نیاز به جذب جریان واکنشی بیشتر از شبکه دارد تا ضعف میدان مغناطیسی را جبران کند. این امر منجر به افزایش کل جریان آرماتور می‌شود.

ناهمسانی جریان: اگر تحریک خیلی کم باشد، موتور ممکن است به حالت کم‌تحریک برسد که در آن نه تنها قدرت فعال بلکه مقدار زیادی قدرت واکنشی از شبکه نیاز دارد. این می‌تواند منجر به ناهمسانی جریان، نوسان ولتاژ یا عدم پایداری شود.

2. تغییرات در عامل توان

عامل توان موتور همزمان یک شاخص مهم کارایی آن است. عامل توان می‌تواند به دو حالت تقسیم شود:

عامل توان پیشرو (حالت بیش‌تحریک): وقتی جریان تحریک بالا است، موتور میدان مغناطیسی اضافی تولید می‌کند و به شبکه قدرت واکنشی بازمی‌گرداند، که منجر به عامل توان پیشرو می‌شود.

عامل توان پسرو (حالت کم‌تحریک): وقتی جریان تحریک کاهش می‌یابد، موتور نمی‌تواند میدان مغناطیسی کافی تولید کند و باید قدرت واکنشی از شبکه جذب کند، که منجر به عامل توان پسرو می‌شود.

بنابراین، کاهش جریان تحریک عامل توان موتور را بدتر می‌کند (به پسرو میل می‌کند)، که منجر به افزایش تقاضای جریان واکنشی و مصرف جریان کل می‌شود.

3. تغییرات در گشتاور الکترومغناطیسی

گشتاور الکترومغناطیسی موتور همزمان با هر دو جریان تحریک و جریان آرماتور مرتبط است. به طور خاص، گشتاور الکترومغناطیسی T می‌تواند به صورت زیر بیان شود:

T می‌تواند به صورت زیر بیان شود:

که در آن:

T گشتاور الکترومغناطیسی است، k یک ثابت است، ϕ میدان مغناطیسی در شکاف هوایی (متناسب با جریان تحریک) است، Ia جریان آرماتور است.

وقتی جریان تحریک کاهش می‌یابد، میدان مغناطیسی شکاف هوایی ϕ کاهش می‌یابد، که منجر به کاهش گشتاور الکترومغناطیسی می‌شود. برای حفظ گشتاور بار مشابه، موتور باید جریان آرماتور را افزایش دهد تا این کاهش را جبران کند. بنابراین، کاهش جریان تحریک منجر به افزایش جریان آرماتور و در نتیجه افزایش مصرف جریان کل می‌شود.

4. مشکلات پایداری

اگر جریان تحریک خیلی کاهش یابد، موتور ممکن است به حالت کم‌تحریک برسد و ممکن است همگامی را از دست بدهد. در این حالت، موتور نمی‌تواند همگامی با شبکه را حفظ کند، که می‌تواند منجر به خرابی‌های الکتریکی و مکانیکی شدید شود. علاوه بر این، پایداری و پاسخ دینامیکی موتور در حالت کم‌تحریک تضعیف می‌شود.

5. تاثیر بر تنظیم ولتاژ

موتورهای همزمان می‌توانند ولتاژ شبکه را با تنظیم جریان تحریک تنظیم کنند. اگر جریان تحریک کاهش یابد، توانایی موتور در پشتیبانی از ولتاژ شبکه نیز کاهش می‌یابد، که ممکن است منجر به کاهش ولتاژ شبکه شود، به ویژه در شرایط بار سنگین.

خلاصه

کاهش جریان تحریک موتور همزمان به شرح زیر بر مصرف جریان آن تاثیر می‌گذارد:

• افزایش جریان آرماتور: به دلیل نیاز به جذب جریان واکنشی بیشتر از شبکه برای جبران ضعف میدان مغناطیسی، جریان آرماتور کل افزایش می‌یابد.

• تضعیف عامل توان: کاهش جریان تحریک عامل توان را بدتر می‌کند (به پسرو میل می‌کند) و تقاضای جریان واکنشی را افزایش می‌دهد.

• کاهش گشتاور الکترومغناطیسی: برای حفظ گشتاور بار مشابه، موتور باید جریان آرماتور را افزایش دهد، که منجر به افزایش مصرف جریان می‌شود.

• کاهش پایداری و توانایی تنظیم ولتاژ: تحریک کافی نیاز دارد تا از از دست دادن همگامی یا ناپایداری ولتاژ جلوگیری کند.

بنابراین، در کاربردهای عملی، مهم است که جریان تحریک بر اساس نیازهای بار به طور مناسب تنظیم شود تا عملکرد کارآمد و پایدار موتور تضمین شود.