การลดการกระตุ้นของมอเตอร์ซิงโครนัสจะส่งผลอย่างไรต่อการใช้กระแสไฟฟ้า

ผลกระทบจากการลดการกระตุ้นต่อการใช้กระแสไฟฟ้าในมอเตอร์ซิงโครนัส

การลดการกระตุ้นของมอเตอร์ซิงโครนัสมีผลกระทบที่สำคัญต่อการใช้กระแสไฟฟ้า โดยส่งผลต่อหลายด้านหลัก:

1. การเปลี่ยนแปลงของกระแสอาร์เมเจอร์

กระแสอาร์เมเจอร์ (หรือกระแสสเตเตอร์) ของมอเตอร์ซิงโครนัสประกอบด้วยสองส่วนคือ กระแสไฟฟ้าที่ใช้งานและกระแสไฟฟ้าที่ไม่ทำงาน ซึ่งรวมกันกำหนดกระแสอาร์เมเจอร์ทั้งหมด

• กระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน: สัมพันธ์กับกำลังกลไกที่มอเตอร์ส่งออกโดยทั่วไปจะถูกกำหนดโดยโหลด

• กระแสไฟฟ้าที่ไม่ทำงาน: ใช้ในการสร้างสนามแม่เหล็ก มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับกระแสการกระตุ้น

เมื่อกระแสการกระตุ้นลดลง ความแรงของสนามแม่เหล็กของมอเตอร์จะอ่อนลง ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงดังนี้:

เพิ่มขึ้นของกระแสไฟฟ้าที่ไม่ทำงาน: เพื่อรักษาค่ากำลังไฟฟ้าที่เท่าเดิม มอเตอร์จำเป็นต้องดึงกระแสไฟฟ้าที่ไม่ทำงานมากขึ้นจากสายไฟเพื่อชดเชยสนามแม่เหล็กที่อ่อนลง ส่งผลให้กระแสอาร์เมเจอร์ทั้งหมดเพิ่มขึ้น

ความไม่สมดุลของกระแส: หากการกระตุ้นต่ำเกินไป มอเตอร์อาจเข้าสู่สถานะการกระตุ้นต่ำที่มันไม่เพียงแต่ดึงกำลังไฟฟ้าที่ใช้งาน แต่ยังต้องการกำลังไฟฟ้าที่ไม่ทำงานในปริมาณมากจากสายไฟ ซึ่งอาจทำให้เกิดความไม่สมดุลของกระแส ความผันผวนของแรงดัน หรือความไม่มั่นคง

2. การเปลี่ยนแปลงของค่ากำลังไฟฟ้า

ค่ากำลังไฟฟ้าของมอเตอร์ซิงโครนัสเป็นตัวบ่งชี้ความมีประสิทธิภาพที่สำคัญ ค่ากำลังไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็นสองสถานะ:

ค่ากำลังไฟฟ้าที่นำหน้า (สถานะการกระตุ้นสูง): เมื่อกระแสการกระตุ้นสูง มอเตอร์สร้างฟลักซ์แม่เหล็กเกิน ทำให้มันส่งกำลังไฟฟ้าที่ไม่ทำงานกลับไปยังสายไฟ ส่งผลให้ค่ากำลังไฟฟ้าที่นำหน้า

ค่ากำลังไฟฟ้าที่ตามหลัง (สถานะการกระตุ้นต่ำ): เมื่อกระแสการกระตุ้นลดลง มอเตอร์ไม่สามารถสร้างฟลักซ์แม่เหล็กเพียงพอ และต้องดึงกำลังไฟฟ้าที่ไม่ทำงานจากสายไฟ ส่งผลให้ค่ากำลังไฟฟ้าที่ตามหลัง

ดังนั้น การลดกระแสการกระตุ้นทำให้ค่ากำลังไฟฟ้าของมอเตอร์แย่ลง (ทำให้ค่ากำลังไฟฟ้าที่ตามหลังเพิ่มขึ้น) ส่งผลให้ความต้องการกระแสไฟฟ้าที่ไม่ทำงานเพิ่มขึ้นและกระแสไฟฟ้าทั้งหมดเพิ่มขึ้น

3. การเปลี่ยนแปลงของแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า

แรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์ซิงโครนัสมีความสัมพันธ์กับทั้งกระแสการกระตุ้นและกระแสอาร์เมเจอร์ โดยเฉพาะ แรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า T สามารถแสดงได้ว่า:

โดยที่:

T คือ แรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า, k คือ ค่าคงที่, ϕ คือ ฟลักซ์แม่เหล็กในช่องว่างอากาศ (สัดส่วนกับกระแสการกระตุ้น), Ia คือ กระแสอาร์เมเจอร์

เมื่อกระแสการกระตุ้นลดลง ฟลักซ์แม่เหล็กในช่องว่างอากาศ ϕ จะลดลง ส่งผลให้แรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าลดลง ในการรักษาแรงบิดโหลดที่เท่าเดิม มอเตอร์ต้องเพิ่มกระแสอาร์เมเจอร์เพื่อชดเชยความสูญเสียนี้ ดังนั้น การลดกระแสการกระตุ้นทำให้กระแสอาร์เมเจอร์เพิ่มขึ้น ทำให้การใช้กระแสไฟฟ้าทั้งหมดเพิ่มขึ้น

4. ปัญหาเรื่องความมั่นคง

หากกระแสการกระตุ้นลดลงมากเกินไป มอเตอร์อาจเข้าสู่สถานะการกระตุ้นต่ำ ซึ่งอาจทำให้เกิดการสูญเสียความสอดคล้อง ในการนี้ มอเตอร์ไม่สามารถรักษาความสอดคล้องกับสายไฟได้ ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายทางไฟฟ้าและกลไกอย่างรุนแรง นอกจากนี้ ความมั่นคงและการตอบสนองแบบไดนามิกของมอเตอร์จะทรุดโทรมในสถานะการกระตุ้นต่ำ

5. ผลกระทบต่อการควบคุมแรงดัน

มอเตอร์ซิงโครนัสสามารถควบคุมแรงดันในสายไฟโดยการปรับกระแสการกระตุ้น หากกระแสการกระตุ้นลดลง ความสามารถของมอเตอร์ในการสนับสนุนแรงดันในสายไฟก็จะลดลง อาจทำให้แรงดันในสายไฟลดลง โดยเฉพาะภายใต้เงื่อนไขโหลดหนัก

สรุป

การลดกระแสการกระตุ้นของมอเตอร์ซิงโครนัสส่งผลต่อการใช้กระแสไฟฟ้าในด้านหลักดังนี้:

• เพิ่มขึ้นของกระแสอาร์เมเจอร์: เนื่องจากต้องดึงกระแสไฟฟ้าที่ไม่ทำงานมากขึ้นจากสายไฟเพื่อชดเชยสนามแม่เหล็กที่อ่อนลง กระแสอาร์เมเจอร์ทั้งหมดจึงเพิ่มขึ้น

• ความทรุดโทรมของค่ากำลังไฟฟ้า: การลดกระแสการกระตุ้นทำให้ค่ากำลังไฟฟ้าแย่ลง (ทำให้ค่ากำลังไฟฟ้าที่ตามหลังเพิ่มขึ้น) ส่งผลให้ความต้องการกระแสไฟฟ้าที่ไม่ทำงานเพิ่มขึ้น

• การลดลงของแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า: เพื่อรักษาแรงบิดโหลดที่เท่าเดิม มอเตอร์ต้องเพิ่มกระแสอาร์เมเจอร์ ส่งผลให้การใช้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

• การลดลงของความมั่นคงและความสามารถในการควบคุมแรงดัน: การกระตุ้นที่ไม่เพียงพออาจทำให้เกิดการสูญเสียความสอดคล้องหรือความไม่มั่นคงของแรงดัน

ดังนั้น ในทางปฏิบัติควรปรับกระแสการกระตุ้นอย่างเหมาะสมตามความต้องการของโหลด เพื่อให้มั่นใจว่ามอเตอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและมั่นคง