Warunek maksymalnego momentu obrotowego silnika indukcyjnego

W artykule zatytułowanym "Równanie momentu obrotowego silnika indukcyjnego" już omówiliśmy wytworzony moment obrotowy i jego odpowiadające mu równanie. Teraz omówimy warunki maksymalnego momentu obrotowego silnika indukcyjnego. Moment obrotowy generowany w silniku indukcyjnym zależy głównie od trzech czynników: wielkości prądu wirnika, oddziaływania między wirnikiem a strumieniem magnetycznym silnika oraz współczynnika mocy wirnika. Równanie określające wartość momentu obrotowego podczas pracy silnika przedstawia się następująco:

Kąt fazowy całkowitego impedancji sieci RC zawsze mieści się w zakresie od 0° do 90°. Impedancja reprezentuje opór, jaki element obwodu elektronicznego stawia przepływowi prądu. Gdy impedancja cewki stojana jest uznawana za zaniedbywalną, dla danej napięcia zasilania V1, E20 pozostaje stałe.

Wytworzony moment obrotowy osiągnie swoją maksymalną wartość, gdy prawą stronę równania (4) zwiększymy do maksimum. To następuje, gdy wartość mianownika, jak pokazano poniżej, wynosi zero.

Niech,

Tak więc, wytworzony moment obrotowy osiąga swoją maksymalną wartość, gdy opór wirnika na fazę jest równy reaktancji wirnika na fazę w warunkach pracy. Podstawienie sX₂₀ = R₂ do równania (1) daje wyrażenie na maksymalny moment obrotowy.

Powyższe równanie wskazuje, że wielkość maksymalnego momentu obrotowego nie zależy od oporu wirnika.

Jeśli sM oznacza wartość poślizgu odpowiadającą maksymalnemu momentowi, to z równania (5):

Zatem, prędkość wirnika w punkcie maksymalnego momentu obrotowego jest określona przez poniższe równanie:

Następujące wnioski dotyczące maksymalnego momentu obrotowego można wyciągnąć z równania (7):

• Niezależność od oporu wirnika: Wielkość maksymalnego momentu obrotowego nie zależy od oporu obwodu wirnika.

• Odwrotna proporcjonalność do reaktancji wirnika: Maksymalny moment obrotowy zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do reaktancji w stanie spoczynku X20 wirnika. Aby maksymalizować moment, X20 (i tym samym indukcyjność wirnika) powinna być minimalizowana.

• Dostosowanie poprzez opór wirnika: Poprzez dostosowanie oporu w obwodzie wirnika, można osiągnąć maksymalny moment obrotowy przy dowolnym celowym poślizgu lub prędkości. Jest to określone przez opór wirnika przy poślizgu sM = R2/X20.

• Wymagania dotyczące oporu wirnika dla różnych warunków:

• Aby osiągnąć maksymalny moment obrotowy w stanie spoczynku, opór wirnika musi być wysoki i równy X20.

• Dla maksymalnego momentu obrotowego w warunkach pracy, opór wirnika powinien być niski.