Mikä on voiman kulma ja kuorma synkronimotorin käsittelyssä

Voiman kulma ja kuorma synkronimuotoisissa moottoreissa

Voiman kulma (Power Angle) ja kuorma synkronimuotoisissa moottoreissa ovat läheisessä yhteydessä. Nämä käsitteet ymmärrettynä voidaan paremmin käsittää synkronimuotoisten moottorien toimintaperiaate ja suorituskyky. Tässä on yksityiskohtainen selitys:

1. Voiman kulma (Power Angle)

Määritelmä

Voiman kulma (tunnetaan myös torque angle tai sähköinen kulma, merkitty δ) on rotori-magneettikentän akselin ja statorin magneettikentän akselin vaihe-ero. Se edustaa rotorin magneettikentän sijaintia statorin magneettikentän suhteen.

Vaikutus

• Virtaus: Voiman kulma vaikuttaa suoraan synkronimuotoisen moottorin virtaamaan verkon energiasta. Mitä suurempi voiman kulma, sitä enemmän aktiivista energiaa moottori virtaa.

• Stabiilisuus: Liian suuri voiman kulma voi aiheuttaa moottorin synkronoinnin menettämisen, mikä johtaa "slip"-ilmiöön.

2. Kuorma

Määritelmä

Kuorma tarkoittaa synkronimuotoisen moottorin ajamaa mekaanista kuormaa, joka ilmaistaan yleensä tehoyksikköinä (kilowattina tai hevosvoimina).

Yhteys

Voiman kulman ja kuorman välinen yhteys: Synkronimuotoisen moottorin voiman kulma δ ja kuorma P ovat epälineaarinen suhde, jota voidaan ilmaista seuraavalla kaavalla:

Missä:

• P on moottorin virtaama aktiivinen energia (vatit tai kilovatit).

• E on moottorin tyhjäkuormaisen EMF:n (sähkömotori voima) arvo (voltti).

• V on verkon jännite (voltti).

• Xs on moottorin synkroninen reaktanssi (ohm).

• δ on voiman kulma (radiaani).

3. Voiman kulman ominaisuuksien graafinen esitys

Ominaisuuskäyrä

• Ominaisuuskäyrä: Voiman kulman ja kuorman välinen suhde voidaan esittää ominaisuuskäyrällä. Tämä käyrä on yleensä epälineaarinen ja noudattaa sinifunktiota.

• Suurin teho -piste: Kun voiman kulma δ saavuttaa 90 astetta (π/2 radiaania), moottori virtaa suurimman aktiivisen energian Pmax :

Slippu -piste: Kun voiman kulma ylittää 90 astetta, moottori voi menettää synkronisuutensa, mikä johtaa "slippuun".

4. Vaikuttavat tekijät

Verkon jännite

Jännitteen muutos: Verkon jännitteen V muutokset vaikuttavat voiman kulman ja kuorman väliseen suhteeseen. Jännitteen kasvaminen sallii moottorin virtaamisen lisääntyä.

Moottorin parametrit

Synkroninen reaktanssi: Synkroninen reaktanssi Xs on tärkeä sisäinen moottorin parametri, joka vaikuttaa voiman kulman ja kuorman väliseen suhteeseen. Korkeampi synkroninen reaktanssi tarkoittaa vähemmän virtaatua aktiivista energiaa.

Kuorman muutos

Kuorman kasvu: Kun kuorma kasvaa, moottori automaattisesti säätää voiman kulmaansa virtaamaan lisää aktiivista energiaa, kunnes uusi tasapainopiste saavutetaan.

5. Yhteenveto

• Voiman kulma δ: Edustaa rotorin magneettikentän ja statorin magneettikentän vaihe-eroa, vaikuttaa suoraan moottorin virtaamaan aktiiviseen energiaan.

• Kuorma P: Moottorin ajama mekaaninen kuorma, jolla on epälineaarinen suhde voiman kulmaan.

• Suhdekaava: P=（EV/Xs） sin(δ) kuvaa voiman kulman ja kuorman välistä suhdetta.

• Suurin teho -piste: Kun voiman kulma δ saavuttaa 90 astetta, moottori virtaa suurimman aktiivisen energian Pmax=EV/ Xs.

• Slippu -piste: Kun voiman kulma ylittää 90 astetta, moottori voi menettää synkronisuutensa.

Näiden käsitteiden ymmärtäminen auttaa paremmin suunnittelemaan ja operoimaan synkronimuotoisia moottoreita, varmistamaan niiden vakauden eri olosuhteissa.