Kako smanjenje pobude sinhronog motora utječe na njegovu strmu?

Učinci smanjenja pobude na potrošnju struje u sinkronim motorima

Smanjenje pobude sinkronog motora ima značajne učinke na njegovu potrošnju struje, prvenstveno utječeći na nekoliko ključnih aspekata:

1. Promjene u strujnom krugu armature

Strujni krug armature (tj. statora) sinkronog motora sastoji se od dvije komponente: aktivne struje i reaktivne struje. Zajedno ove komponente određuju ukupnu strujnu potrošnju armature.

• Aktivna struja: Povezana s mehaničkim snaga izlaza motora, obično određena opterećenjem.

• Reaktivna struja: Koristi se za postavljanje magnetskog polja, tesno povezana s pobudnom strujom.

Kada je pobudna struja smanjena, jačina magnetskog polja motora oslabi, što dovodi do sljedećih promjena:

Povećanje reaktivne struje: Da bi se održao isti faktor snage, motor mora povući više reaktivne struje iz mreže kako bi nadoknadio slabije magnetsko polje. To rezultira povećanjem ukupne strujne potrošnje armature.

Neravnoteža struje: Ako je pobuda preniska, motor može upasti u stanje podpobude gdje ne samo povlači aktivnu snagu, već također zahtijeva veliku količinu reaktivne snage iz mreže. To može dovesti do neravnoteže struje, fluktuacija napona ili nestabilnosti.

2. Promjene u faktoru snage

Faktor snage sinkronog motora je ključni pokazatelj njegove učinkovitosti. Faktor snage može se kategorizirati u dva stanja:

Vodeći faktor snage (stanje prepobude): Kada je pobudna struja visoka, motor generira suvišan magnetski tok, čime vraća reaktivnu snagu natrag u mrežu, što rezultira vodećim faktorom snage.

Zakasničeni faktor snage (stanje podpobude): Kada je pobudna struja smanjena, motor ne može generirati dovoljno magnetskog toka i mora povući reaktivnu snagu iz mreže, što rezultira zakasničenim faktorom snage.

Stoga, smanjenje pobudne struje pogoršava faktor snage motora (čineći ga više zakasničenim), što dovodi do veće potražnje za reaktivnom strujom i povećanja ukupne potrošnje struje.

3. Promjene u elektromagnetskom momentu

Elektromagnetski moment sinkronog motora povezan je s obje pobudne i strujne komponente armature. Konkretno, elektromagnetski moment T može se izraziti kao:

gdje:

T je elektromagnetski moment, k je konstanta, ϕ je magnetski tok u zračnjaku (proporcionalan pobudnoj struji), Ia je strujni krug armature.

Kada je pobudna struja smanjena, magnetski tok ϕ u zračnjaku smanjuje se, što dovodi do smanjenja elektromagnetskog momenta. Da bi se održao isti moment opterećenja, motor mora povećati strujni krug armature kako bi nadoknadio tu gubitku. Stoga, smanjenje pobudne struje dovodi do povećanja strujnog kruga armature, čime se povećava ukupna potrošnja struje.

4. Problemi stabilnosti

Ako je pobudna struja previše smanjena, motor može upasti u stanje podpobude, što može dovesti do gubitka sinhronizma. U tom stanju, motor ne može održati sinhronizam s mrežom, što može uzrokovati teške električne i mehaničke greške. Također, stabilnost i dinamički odgovor motora će se pogoršati u stanju podpobude.

5. Utjecaj na regulaciju napona

Sinkroni motori mogu regulirati napon mreže prilagođavanjem pobudne struje. Ako je pobudna struja smanjena, sposobnost motora da podrži napon mreže također opada, što može dovesti do pada napona mreže, posebno pod velikim opterećenjima.

Sažetak

Smanjenje pobudne struje sinkronog motora utječe na njegovu potrošnju struje na sljedeće glavne načine:

• Povećanje strujnog kruga armature: Zbog potrebe povlačenja više reaktivne struje iz mreže kako bi se nadoknadio oslabljeni magnetski tok, ukupna strujna potrošnja armature povećava se.

• Pogoršanje faktora snage: Smanjenje pobudne struje pogoršava faktor snage (čineći ga više zakasničenim), što još više povećava potražnju za reaktivnom strujom.

• Smanjenje elektromagnetskog momenta: Da bi se održao isti moment opterećenja, motor mora povećati strujni krug armature, što dovodi do povećanja potrošnje struje.

• Smanjenje stabilnosti i sposobnosti regulacije napona: Nedostatak pobude može dovesti do gubitka sinhronizma ili nestabilnosti napona.

Stoga, u praktičnim primjenama, važno je prilagoditi pobudnu struju prema zahtjevima opterećenja kako bi se osigurala učinkovita i stabilna operacija motora.