Kako smanjenje pobude sinkronog motora utiče na njegovu potrošnju struje?

Efekti smanjenja pobude na potrošnju struje u sinhronim motorima

Smanjenje pobude sinhronog motora ima značajne efekte na njegovu potrošnju struje, uglavnom utičući na nekoliko ključnih aspekata:

1. Promene u strujnom toku armature

Strujni tok armature (tj. statora) sinhronog motora sastoji se od dva komponenta: aktivnog toka i reaktivnog toka. Zajedno ovi određuju ukupni strujni tok armature.

• Aktivni tok: Povezan sa mehaničkim snagovim izlazom motora, obično određen opterećenjem.

• Reaktivni tok: Koristi se za postavljanje magnetskog polja, blisko povezan sa pobudnim tokom.

Kada se pobudni tok smanji, jačina magnetskog polja motora slabi, što dovodi do sledećih promena:

Povećanje reaktivnog toka: Da bi se održao isti faktor snage, motor mora da povuče više reaktivnog toka iz mreže kako bi kompenzirao slabije magnetsko polje. To rezultira povećanjem ukupnog strujnog toka armature.

Neravnoteža strujnog toka: Ako je pobuda preniska, motor može da uđe u stanje podpobude, gde ne samo da povlači aktivnu snagu, već takođe zahteva veliku količinu reaktivne snage iz mreže. Ovo može dovesti do neravnoteže strujnog toka, fluktuacija napona ili nestabilnosti.

2. Promene faktora snage

Faktor snage sinhronog motora je ključan pokazatelj njegove efikasnosti. Faktor snage može biti kategorizovan u dva stanja:

Vodeći faktor snage (stanje prepobude): Kada je pobudni tok visok, motor generiše previše magnetskog fluksa, što dovodi do toga da unazad povlači reaktivnu snagu iz mreže, rezultirajući vodećim faktorom snage.

Zakasnjeni faktor snage (stanje podpobude): Kada se pobudni tok smanji, motor ne može da generiše dovoljno magnetskog fluksa i mora da povuče reaktivnu snagu iz mreže, rezultirajući zakasnjenim faktorom snage.

Stoga, smanjenje pobudnog toka pogoršava faktor snage motora (čini ga više zakasnjenim), što dovodi do veće potrebe za reaktivnim tokom i povećanja ukupne potrošnje struje.

3. Promene elektromagnetskog momenta

Elektromagnetski moment sinhronog motora je povezan sa pobudnim tokom i strujnim tokom armature. Konkretno, elektromagnetski moment T može se izraziti kao:

gde je:

T elektromagnetski moment, k konstanta, ϕ magnetski fluks u vazdušnom prazninama (proporcionalan pobudnom toku), Ia strujni tok armature.

Kada se pobudni tok smanji, magnetski fluks ϕ u vazdušnoj praznini opada, što dovodi do smanjenja elektromagnetskog momenta. Da bi se održao isti opterećeni moment, motor mora da poveća strujni tok armature kako bi kompenzirao tu gubitku. Stoga, smanjenje pobudnog toka dovodi do povećanja strujnog toka armature, čime se povećava ukupna potrošnja struje.

4. Problemi stabilnosti

Ako se pobudni tok previše smanji, motor može da uđe u stanje podpobude, što može dovesti do gubitka sinkronizacije. U ovom stanju, motor ne može da održi sinkronizaciju sa mrežom, što može dovesti do teških električnih i mehaničkih grešaka. Takođe, stabilnost i dinamički odgovor motora će se pogoršati u stanju podpobude.

5. Uticaj na regulaciju napona

Sinhroni motori mogu da regulišu napon mreže prilagođavanjem pobudnog toka. Ako se pobudni tok smanji, sposobnost motora da podržava napon mreže takođe opada, što može dovesti do padanja napona mreže, posebno pod teškim opterećenjima.

Sažetak

Smanjenje pobudnog toka sinhronog motora utiče na njegovu potrošnju struje na sledeće primarne načine:

• Povećanje strujnog toka armature: Zbog potrebe da se povuče više reaktivnog toka iz mreže kako bi se kompenziralo oslabljeno magnetsko polje, ukupni strujni tok armature se povećava.

• Pogoršanje faktora snage: Smanjenje pobudnog toka pogoršava faktor snage (čini ga više zakasnjenim), što još više povećava potrebu za reaktivnim tokom.

• Smanjenje elektromagnetskog momenta: Da bi se održao isti opterećeni moment, motor mora da poveća strujni tok armature, što dovodi do povećane potrošnje struje.

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

Stoga, u praktičnim aplikacijama, važno je da se pobudni tok prilagodi odgovarajuće prema zahtevima opterećenja kako bi se osigurala efikasna i stabilna operacija motora.