Co je elektrický úhel a zátěž v případě synchronního motoru?

Úhel výkonu a zátěž synchronních motorů

Úhel výkonu (Power Angle) a zátěž synchronních motorů jsou těsně spojené. Rozumění těmto konceptům pomáhá lépe pochopit princip fungování a výkonnost synchronních motorů. Zde je podrobné vysvětlení:

1. Úhel výkonu (Power Angle)

Definice

Úhel výkonu (také známý jako úhel momentu nebo elektrický úhel, označovaný jako δ) je fázový rozdíl mezi osou magnetického pole rotoru a osou magnetického pole statoru. Představuje polohu magnetického pole rotoru vzhledem k magnetickému poli statoru.

Vliv

• Přenos výkonu: Úhel výkonu přímo ovlivňuje aktivní výkon, který synchronní motor absorbuje z sítě. Čím větší je úhel výkonu, tím více aktivního výkonu motor absorbuje.

• Stabilita: Příliš velký úhel výkonu může způsobit, že motor ztratí synchronizaci, což vede k jevu "slip" (kluz).

2. Zátěž

Definice

Zátěž se týká mechanické zátěže poháněné synchronním motorem, obvykle vyjádřené v jednotkách výkonu (kilowatty nebo koňské síly).

Vztah

Vztah mezi úhlem výkonu a zátěží: Úhel výkonu δ a zátěž P synchronního motoru mají nelineární vztah, který lze vyjádřit následujícím vzorcem:

Kde:

• P je aktivní výkon absorbovaný motorem (vaty nebo kilowatty).

• E je bezzátěžové EMF (elektromotorická síla) motoru (volty).

• V je síťové napětí (volty).

• Xs je synchronní reaktance motoru (ohmy).

• δ je úhel výkonu (radiány).

3. Grafické znázornění charakteristik úhlu výkonu

Charakteristická křivka

• Charakteristická křivka: Vztah mezi úhlem výkonu a zátěží lze znázornit charakteristickou křivkou. Tato křivka je obvykle nelineární a následuje sinusovou funkci.

• Bod maximálního výkonu: Když úhel výkonu δ dosáhne 90 stupňů (π/2 radiánů), motor absorbuje maximální aktivní výkon Pmax :

Bod kluzu: Když úhel výkonu překročí 90 stupňů, motor může ztratit synchronizaci, což vede k jevu "slip" (kluzu).

4. Ovlivňující faktory

Síťové napětí

Variace napětí: Změny síťového napětí V ovlivňují vztah mezi úhlem výkonu a zátěží. Zvýšení napětí umožňuje motoru absorbovat více aktivního výkonu.

Parametry motoru

Synchronní reaktance: Synchronní reaktance Xs je důležitý interní parametr motoru, ovlivňující vztah mezi úhlem výkonu a zátěží. Vyšší synchronní reaktance vede k nižšímu absorpci aktivního výkonu motorem.

Variace zátěže

Zvýšení zátěže: Když zátěž roste, motor automaticky upraví úhel výkonu, aby absorboval více aktivního výkonu, dokud není dosaženo nové rovnováhy.

5. Shrnutí

• Úhel výkonu δ: Představuje fázový rozdíl mezi magnetickým polem rotoru a magnetickým polem statoru, přímo ovlivňuje aktivní výkon absorbovaný motorem.

• Zátěž P: Mechanická zátěž poháněná motorem, má nelineární vztah s úhlem výkonu.

• Vztahový vzorec: P=（EV/Xs） sin(δ) popisuje vztah mezi úhlem výkonu a zátěží.

• Bod maximálního výkonu: Když úhel výkonu δ dosáhne 90 stupňů, motor absorbuje maximální aktivní výkon Pmax=EV/ Xs.

• Bod klizu: Když úhel výkonu překročí 90 stupňů, motor může ztratit synchronizaci.

Rozumění těmto konceptům pomáhá lépe navrhovat a provozovat synchronní motory, zajistí jejich stabilní fungování za různých podmínek.