Condizione di coppia massima di un motore a induzione

Nell'articolo intitolato "Equazione del momento di coppia di un motore asincrono", abbiamo già esaminato il momento di coppia sviluppato e la sua corrispondente equazione. Ora, discuteremo la Condizione del Massimo Momento di Coppia di un motore asincrono. Il momento di coppia generato in un motore asincrono dipende principalmente da tre fattori: l'entità della corrente nel rotore, l'interazione tra il rotore e il flusso magnetico del motore, e il fattore di potenza del rotore. L'equazione per il valore del momento di coppia durante l'operazione del motore è la seguente:

L'angolo di fase dell'impedenza totale della rete RC varia sempre da 0° a 90°. L'impedenza rappresenta l'opposizione che un elemento del circuito elettronico presenta al flusso di corrente. Quando l'impedenza dell'avvolgimento dello stator viene considerata trascurabile, per una data tensione di alimentazione V1, E20 rimane costante.

Il momento di coppia sviluppato raggiungerà il suo valore massimo quando il lato destro dell'Equazione (4) sarà massimizzato. Ciò avviene quando il valore del denominatore, come mostrato di seguito, è uguale a zero.

Sia,

Pertanto, il momento di coppia sviluppato raggiunge il suo valore massimo quando la resistenza del rotore per fase è uguale alla reattività del rotore per fase nelle condizioni di funzionamento. Sostituendo sX₂₀ = R₂ nella Equazione (1) si ottiene l'espressione per il momento di coppia massimo.

L'equazione sopra indica che l'entità del momento di coppia massimo è indipendente dalla resistenza del rotore.

Se sM indica il valore di scivolamento corrispondente al momento di coppia massimo, allora dall'Equazione (5):

Pertanto, la velocità del rotore al punto di massimo momento di coppia è data dall'equazione sottostante:

Le seguenti conclusioni riguardanti il momento di coppia massimo possono essere derivate dall'Equazione (7):

• Indipendenza dalla Resistenza del Rotore: L'entità del momento di coppia massimo è indipendente dalla resistenza del circuito del rotore.

• Proporzionalità Inversa alla Reattività del Rotore: Il momento di coppia massimo varia inversamente con la reattività a riposo X20 del rotore. Pertanto, per massimizzare il momento di coppia, X20 (e conseguentemente, l'induttanza del rotore) dovrebbe essere minimizzata.

• Regolabilità tramite Resistenza del Rotore: Regolando la resistenza nel circuito del rotore, si può ottenere il momento di coppia massimo a qualsiasi scivolamento o velocità obiettivo. Questo è determinato dalla resistenza del rotore allo scivolamento sM = R2/X20.

• Requisiti di Resistenza del Rotore per Diverse Condizioni:

• Per ottenere il momento di coppia massimo a riposo, la resistenza del rotore deve essere elevata e uguale a X20.

• Per il momento di coppia massimo nelle condizioni di funzionamento, la resistenza del rotore dovrebbe essere bassa.