کاهش تحریک در یک موتور سنکرون چگونه بر جریان مصرفی آن تأثیر می‌گذارد
تاثیر کاهش تحریک بر مصرف جریان در موتورهای سنکرون
کاهش تحریک موتور سنکرون تاثیرات قابل توجهی بر مصرف جریان آن دارد و به طور اصلی چندین جنبه کلیدی را تحت تاثیر قرار می‌دهد:
1. تغییرات در جریان آرماتور
جریان آرماتور (یعنی جریان استاتور) موتور سنکرون شامل دو مؤلفه است: جریان فعال و جریان واکنشی. این دو مؤلفه، جریان آرماتور کل را تعیین می‌کنند.
جریان فعال: مرتبط با خروجی توان مکانیکی موتور که معمولاً توسط بار تعیین می‌شود.
جریان واکنشی: برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده می‌شود و به طور نزدیکی مرتبط با جریان تحریک است.
وقتی جریان تحریک کاهش می‌یابد، شدت میدان مغناطیسی موتور ضعیف‌تر می‌شود، منجر به تغییرات زیر می‌گردد:
افزایش جریان واکنشی: برای حفظ همان عامل توان، موتور باید جریان واکنشی بیشتری از شبکه جذب کند تا کمبود میدان مغناطیسی را جبران کند. این امر منجر به افزایش جریان آرماتور کل می‌شود.
عدم توازن جریان: اگر تحریک خیلی پایین باشد، موتور ممکن است به حالت کم‌تحریکی برسد که در آن نه تنها توان فعال بلکه مقدار زیادی توان واکنشی از شبکه نیاز دارد. این می‌تواند منجر به عدم توازن جریان، نوسانات ولتاژ یا ناپایداری شود.
2. تغییرات در عامل توان
عامل توان موتور سنکرون یک شاخص مهم کارایی آن است. عامل توان را می‌توان به دو حالت تقسیم کرد:
عامل توان پیشرو (حالت بیش‌تحریک): وقتی جریان تحریک بالاست، موتور میدان مغناطیسی اضافی تولید می‌کند و توان واکنشی به شبکه بازمی‌گرداند، 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 توان واکنشی از شبکه جذب کند، منجر به عامل توان پسرو می‌شود.
بنابراین، کاهش جریان تحریک عامل توان موتور را بدتر می‌کند (آن را پسرو‌تر می‌کند)، منجر به افزایش تقاضای جریان واکنشی و مصرف جریان کل می‌شود.
3. تغییرات در گشتاور الکترومغناطیسی
گشتاور الکترومغناطیسی موتور سنکرون مرتبط با هر دو جریان تحریک و جریان آرماتور است. به طور خاص، گشتاور الکترومغناطیسی T می‌تواند به صورت زیر بیان شود:
که در آن:
T گشتاور الکترومغناطیسی، k ثابتی است، ϕ میدان مغناطیسی در فضای هوایی (متناسب با جریان تحریک)، Ia جریان آرماتور است.
وقتی جریان تحریک کاهش می‌یابد، میدان مغناطیسی فضای هوایی ϕ کاهش می‌یابد، منجر به کاهش گشتاور الکترومغناطیسی می‌شود. برای حفظ گشتاور بار یکسان، 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 کم‌تحریکی برسد و ممکن است سینکرونیسم را از دست بدهد. در این شرایط، موتور نمی‌تواند سینکرونیسم 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 کم‌تحریکی نیز تضعیف می‌شود.
5. تاثیر بر تنظیم ولتاژ
موتورهای سنکرون می‌توانند ولتاژ شبکه را با تنظیم جریان تحریک تنظیم کنند. اگر جریان تحریک کاهش یابد، توانایی موتور در حمایت از ولتاژ شبکه نیز کاهش می‌یابد، که ممکن است منجر به کاهش ولتاژ شبکه، به ویژه در شرایط بار سنگین شود.
خلاصه
کاهش جریان تحریک موتور سنکرون تاثیرات زیر را بر مصرف جریان آن دارد:
افزایش جریان آرماتور: به دلیل نیاز به جذب جریان واکنشی بیشتر از شبکه برای جبران میدان مغناطیسی ضعیف‌تر، جریان آرماتور کل افزایش می‌یابد.
تضعیف عامل توان: کاهش جریان تحریک عامل توان را بدتر می‌کند (آن را پسرو‌تر می‌کند) و تقاضای جریان واکنشی را افزایش می‌دهد.
کاهش گشتاور الکترومغناطیسی: برای حفظ گشتاور بار یکسان، موتور باید جریان آرماتور را افزایش دهد که منجر به افزایش مصرف جریان می‌شود.
کاهش پایداری و توانایی تنظیم ولتاژ: تحریک ناکافی می‌تواند منجر به از دست دادن سینکرونیسم یا ناپایداری ولتاژ شود.
بنابراین، در برنامه‌های عملی، مهم است که جریان تحریک را بر اساس نیازهای بار به طور مناسب تنظیم کنیم تا عملکرد موثر و پایدار موتور تضمین شود.
