อะไรคือมุมกำลังและโหลดในกรณีของมอเตอร์ซิงโครนัส

มุมกำลังและโหลดในมอเตอร์ซิงโครนัส

มุมกำลัง (Power Angle) และโหลดในมอเตอร์ซิงโครนัสมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกัน การเข้าใจแนวคิดเหล่านี้จะช่วยให้เข้าใจหลักการการทำงานและประสิทธิภาพของมอเตอร์ซิงโครนัสได้ดียิ่งขึ้น ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายอย่างละเอียด:

1. มุมกำลัง (Power Angle)

บทนิยาม

มุมกำลัง (หรือเรียกว่ามุมแรงบิดหรือมุมไฟฟ้า ใช้สัญลักษณ์ δ) คือความแตกต่างของเฟสระหว่างแกนสนามแม่เหล็กโรเตอร์และแกนสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ แสดงถึงตำแหน่งของสนามแม่เหล็กโรเตอร์เทียบกับสนามแม่เหล็กสเตเตอร์

ผลกระทบ

• การถ่ายโอนกำลัง: มุมกำลังมีผลโดยตรงต่อพลังงานจรที่มอเตอร์ซิงโครนัสดูดซับจากสายไฟ ยิ่งมุมกำลังมากเท่าใด มอเตอร์ก็จะดูดซับพลังงานจรมากขึ้นเท่านั้น

• เสถียรภาพ: มุมกำลังที่ใหญ่เกินไปอาจทำให้มอเตอร์เสียการซิงโครนัส นำไปสู่ปรากฏการณ์ "slip"

2. โหลด

บทนิยาม

โหลดหมายถึงโหลดกลไกที่มอเตอร์ซิงโครนัสขับเคลื่อน โดยทั่วไปจะแสดงเป็นหน่วยกำลัง (กิโลวัตต์หรือแรงม้า)

ความสัมพันธ์

ความสัมพันธ์ระหว่างมุมกำลัง δ และโหลด P ของมอเตอร์ซิงโครนัสมีความสัมพันธ์ไม่เชิงเส้น สามารถแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้:

ที่:

• P คือพลังงานจรที่มอเตอร์ดูดซับ (วัตต์หรือกิโลวัตต์)

• E คือ EMF ขณะไม่มีโหลด (แรงดันไฟฟ้า) ของมอเตอร์ (โวลต์)

• V คือแรงดันไฟฟ้าของระบบ (โวลต์)

• Xs คือความต้านทานเหนี่ยวนำซิงโครนัสของมอเตอร์ (โอห์ม)

• δ คือมุมกำลัง (เรเดียน)

3. การนำเสนอกราฟของลักษณะมุมกำลัง

เส้นโค้งลักษณะ

• เส้นโค้งลักษณะ: ความสัมพันธ์ระหว่างมุมกำลังและโหลดสามารถแสดงได้ด้วยเส้นโค้งลักษณะ เส้นโค้งนี้มักจะไม่เชิงเส้นและตามฟังก์ชันไซน์

• จุดกำลังสูงสุด: เมื่อมุมกำลัง δ ถึง 90 องศา (π/2 เรเดียน) มอเตอร์จะดูดซับพลังงานจรสูงสุด Pmax :

จุดสไลป์: เมื่อมุมกำลังเกิน 90 องศา มอเตอร์อาจเสียการซิงโครนัส นำไปสู่สภาพ "slip"

4. ปัจจัยที่มีอิทธิพล

แรงดันไฟฟ้าของระบบ

การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า: การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า V ส่งผลต่อความสัมพันธ์ระหว่างมุมกำลังและโหลด การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจะทำให้มอเตอร์ดูดซับพลังงานจรเพิ่มขึ้น

พารามิเตอร์ของมอเตอร์

ความต้านทานเหนี่ยวนำซิงโครนัส: ความต้านทานเหนี่ยวนำซิงโครนัส Xs เป็นพารามิเตอร์ภายในที่สำคัญของมอเตอร์ ซึ่งส่งผลต่อความสัมพันธ์ระหว่างมุมกำลังและโหลด ความต้านทานเหนี่ยวนำซิงโครนัสที่สูงขึ้นจะทำให้มอเตอร์ดูดซับพลังงานจรลดลง

การเปลี่ยนแปลงโหลด

การเพิ่มโหลด: เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น มอเตอร์จะปรับมุมกำลังโดยอัตโนมัติเพื่อดูดซับพลังงานจรเพิ่มขึ้นจนถึงจุดสมดุลใหม่

5. สรุป

• มุมกำลัง δ: แสดงถึงความแตกต่างของเฟสระหว่างสนามแม่เหล็กโรเตอร์และสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ ซึ่งมีผลโดยตรงต่อพลังงานจรที่มอเตอร์ดูดซับ

• โหลด P: โหลดกลไกที่มอเตอร์ขับเคลื่อน ซึ่งมีความสัมพันธ์ไม่เชิงเส้นกับมุมกำลัง

• สูตรความสัมพันธ์: P=（EV/Xs） sin(δ) บรรยายความสัมพันธ์ระหว่างมุมกำลังและโหลด

• จุดกำลังสูงสุด: เมื่อมุมกำลัง δ ถึง 90 องศา มอเตอร์จะดูดซับพลังงานจรสูงสุด Pmax=EV/ Xs

• จุดสไลป์: เมื่อมุมกำลังเกิน 90 องศา มอเตอร์อาจเสียการซิงโครนัส

การเข้าใจแนวคิดเหล่านี้จะช่วยในการออกแบบและปฏิบัติงานมอเตอร์ซิงโครนัส ทำให้มั่นใจได้ว่ามอเตอร์ทำงานอย่างเสถียรภายใต้เงื่อนไขต่างๆ