Kako vpliva zmanjševanje navidezne strmine sinhronnega motorja na njegovo potrobnost za toko?

Učinki zmanjševanja vzbuženja na porabo struje v sinhronih motorjih

Zmanjševanje vzbuženja sinhronih motorjev ima bistvene učinke na njihovo porabo struje, ki predvsem vplivajo na nekaj ključnih vidikov:

1. Spremembe v armaturni straji

Armaturna struja (tj. statorska struja) sinhronih motorjev se sestoji iz dveh komponent: aktivne struje in reaktivne struje. Skupaj določata skupno armaturno strajo.

• Aktivna struja: Povezana z mehansko močjo izhoda motorja, običajno določena z obremenitvijo.

• Reaktivna struja: Uporabljena za vzpostavitev magnetnega polja, tesno povezana z vzbužno strajo.

Ko je vzbužna struja zmanjšana, se moč magnetnega polja motorja oslabi, kar vodi do naslednjih sprememb:

Povečanje reaktivne struje: Za ohranjanje enakega faktorja moči mora motor pridobiti več reaktivne struje iz omrežja, da nadomesti slabše magnetno polje. To vodi do povečanja skupne armaturne struje.

Neravnovesje struje: Če je vzbuženje prenizko, motor lahko pride v stan podvzbujenosti, kjer ne le uporablja aktivno moč, ampak tudi zahteva veliko količino reaktivne moči iz omrežja. To lahko vodi do neravnovesja struje, nihanja napetosti ali nestabilnosti.

2. Spremembe v faktorju moči

Faktor moči sinhronih motorjev je ključni kazalnik njihove učinkovitosti. Faktor moči se lahko razdeli na dva stanja:

Vodilni faktor moči (stan prekomernega vzbuženja): Ko je vzbužna struja visoka, motor generira prekomerno magnetno tokovno gustomerno, zaradi česar vrne reaktivno moč nazaj v omrežje, kar vodi do vodilnega faktorja moči.

Zaporedni faktor moči (stan podvzbujenosti): Ko je vzbužna struja zmanjšana, motor ne more generirati zadostne magnetne tokovne gustomerne in mora pridobiti reaktivno moč iz omrežja, kar vodi do zaporednega faktorja moči.

Torej, zmanjševanje vzbužne struje poslabša faktor moči motorja (naredi ga bolj zaporednim), kar vodi do večjega povpraševanja po reaktivni straji in povečani skupni porabi struje.

3. Spremembe v elektromagnetnem torquu

Elektromagnetni torque sinhronih motorjev je povezan z vzbužno strajo in armaturno strajo. Specifično, elektromagnetni torque T se lahko izrazi kot:

kjer:

T je elektromagnetni torque, k je konstanta, ϕ je magnetna tokovna gustomerna v zazoru (proporcionalna vzbužni straji), Ia je armaturna struja.

Ko je vzbužna struja zmanjšana, se zmanjša magnetna tokovna gustomerna ϕ v zazoru, kar vodi do zmanjšanja elektromagnetnega torqua. Za ohranjanje enakega torqua obremenitve mora motor povečati armaturno strajo, da odpravi to izgubo. Torej, zmanjševanje vzbužne struje vodi do povečanja armaturne struje, kar poveča skupno porabo struje.

4. Problemi z stabilnostjo

Če je vzbužna struja preveč zmanjšana, motor lahko pride v stan podvzbujenosti, kar lahko vodi do izgube sinhronizacije. V tem stanju motor ne more ohranjati sinhronizacije z omrežjem, kar lahko povzroči težke električne in mehanske odpade. Poleg tega se v stanu podvzbujenosti pogorša stabilnost in dinamični odziv motorja.

5. Vpliv na reguliranje napetosti

Sinhroni motorji lahko regulirajo napetost v omrežju z nastavljanjem vzbužne struje. Če je vzbužna struja zmanjšana, se zmanjša tudi sposobnost motorja, da podpira napetost v omrežju, kar lahko vodi do padca napetosti v omrežju, še posebej pri velikih obremenitvah.

Povzetek

Zmanjševanje vzbužne struje sinhronih motorjev vpliva na njihovo porabo struje na naslednje glavne načine:

• Povečanje armaturne struje: Zaradi potrebe po pridobivanju več reaktivne struje iz omrežja, da se kompenzira slabše magnetno polje, se skupna armaturna struja poveča.

• Pogoršanje faktorja moči: Zmanjševanje vzbužne struje poslabša faktor moči (naredi ga bolj zaporednim), kar poveča povpraševanje po reaktivni straji.

• Zmanjšanje elektromagnetnega torqua: Za ohranjanje enakega torqua obremenitve mora motor povečati armaturno strajo, kar vodi do povečane porabe struje.

• Padec stabilnosti in zmogljivosti reguliranja napetosti: Nenadzorovano vzbuženje lahko vodi do izgube sinhronizacije ali nestabilnosti napetosti.

Torej, v praktičnih aplikacijah je pomembno ustrezno prilagoditi vzbužno strajo glede na zahteve obremenitve, da se zagotovi učinkovito in stabilno delovanje motorja.