Bagaimana pengurangan eksitasi pada motor sinkron mempengaruhi pengambilan arusnya

Dampak Pengurangan Excitation terhadap Konsumsi Arus pada Motor Sinkron

Pengurangan excitation pada motor sinkron memiliki dampak signifikan terhadap konsumsi arusnya, yang utamanya mempengaruhi beberapa aspek kunci:

1. Perubahan Arus Armatur

Arus armatur (yaitu, arus stator) dari motor sinkron terdiri dari dua komponen: arus aktif dan arus reaktif. Kedua komponen ini menentukan total arus armatur.

• Arus Aktif: Berkaitan dengan daya mekanik output motor, biasanya ditentukan oleh beban.

• Arus Reaktif: Digunakan untuk membentuk medan magnet, sangat berkaitan dengan arus excitation.

Ketika arus excitation dikurangi, kekuatan medan magnet motor melemah, menyebabkan perubahan berikut:

Penambahan Arus Reaktif: Untuk mempertahankan faktor daya yang sama, motor perlu mengambil lebih banyak arus reaktif dari jaringan untuk mengkompensasi medan magnet yang lebih lemah. Hal ini mengakibatkan peningkatan total arus armatur.

Imbalance Arus: Jika excitation terlalu rendah, motor mungkin masuk ke dalam keadaan underexcited di mana ia tidak hanya mengambil daya aktif tetapi juga membutuhkan jumlah besar daya reaktif dari jaringan. Ini dapat menyebabkan imbalance arus, fluktuasi tegangan, atau ketidakstabilan.

2. Perubahan Faktor Daya

Faktor daya dari motor sinkron adalah indikator penting efisiensinya. Faktor daya dapat dikategorikan menjadi dua keadaan:

Faktor Daya Leading (Keadaan Overexcited): Ketika arus excitation tinggi, motor menghasilkan fluks magnet yang berlebih, menyebabkan motor menyuplai daya reaktif kembali ke jaringan, menghasilkan faktor daya leading.

Faktor Daya Lagging (Keadaan Underexcited): Ketika arus excitation dikurangi, motor tidak dapat menghasilkan fluks magnet yang cukup dan harus mengambil daya reaktif dari jaringan, menghasilkan faktor daya lagging.

Oleh karena itu, pengurangan arus excitation memperburuk faktor daya motor (membuatnya lebih lagging), menyebabkan permintaan arus reaktif yang lebih tinggi dan peningkatan konsumsi arus total.

3. Perubahan Torsi Elektromagnetik

Torsi elektromagnetik dari motor sinkron berkaitan dengan arus excitation dan arus armatur. Secara spesifik, torsi elektromagnetik T dapat dinyatakan sebagai:

di mana:

T adalah torsi elektromagnetik, k adalah konstanta, ϕ adalah fluks magnet di celah udara (proporsional dengan arus excitation), Ia adalah arus armatur.

Ketika arus excitation dikurangi, fluks magnet celah udara ϕ berkurang, menyebabkan penurunan torsi elektromagnetik. Untuk mempertahankan torsi beban yang sama, motor harus meningkatkan arus armatur untuk mengkompensasi kerugian ini. Oleh karena itu, pengurangan arus excitation menyebabkan peningkatan arus armatur, sehingga meningkatkan konsumsi arus secara keseluruhan.

4. Masalah Stabilitas

Jika arus excitation terlalu berkurang, motor mungkin masuk ke dalam keadaan underexcited, yang potensial menyebabkan hilangnya sinkronisasi. Dalam kondisi ini, motor tidak dapat mempertahankan sinkronisasi dengan jaringan, yang dapat menyebabkan kegagalan listrik dan mekanis yang serius. Selain itu, stabilitas dan respons dinamis motor akan menurun dalam keadaan underexcited.

5. Dampak terhadap Regulasi Tegangan

Motor sinkron dapat mengatur tegangan jaringan dengan menyesuaikan arus excitation. Jika arus excitation dikurangi, kemampuan motor untuk mendukung tegangan jaringan juga berkurang, potensial menyebabkan penurunan tegangan jaringan, terutama dalam kondisi beban berat.

Ringkasan

Pengurangan arus excitation pada motor sinkron mempengaruhi konsumsi arusnya dalam cara-cara utama berikut:

• Penambahan Arus Armatur: Karena kebutuhan untuk mengambil lebih banyak arus reaktif dari jaringan untuk mengkompensasi medan magnet yang melemah, total arus armatur meningkat.

• Penurunan Faktor Daya: Pengurangan arus excitation memperburuk faktor daya (membuatnya lebih lagging), yang semakin meningkatkan permintaan arus reaktif.

• Penurunan Torsi Elektromagnetik: Untuk mempertahankan torsi beban yang sama, motor harus meningkatkan arus armatur, menyebabkan peningkatan konsumsi arus.

• Penurunan Kemampuan Stabilitas dan Regulasi Tegangan: Excitation yang tidak cukup dapat menyebabkan hilangnya sinkronisasi atau ketidakstabilan tegangan.

Oleh karena itu, dalam aplikasi praktis, penting untuk menyesuaikan arus excitation sesuai dengan kebutuhan beban untuk memastikan operasi motor yang efisien dan stabil.