<ประเภทอินพุต="submit" value="หา">

คุณสมบัติโหลดพื้นฐาน มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส

มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสระหว่างการทำงานทำงานกับโหลดบนเพลาตั้งแต่รอบเดินเบาไปจนถึงค่าปกติ แรงดันไฟฟ้าและความถี่ของเครือข่ายสามารถรักษาค่าเล็กน้อยหรือเปลี่ยนแปลงได้เป็นเวลานานขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานของระบบไฟฟ้า ภายใต้โหลดคุณสมบัติ มอเตอร์เหนี่ยวนำด้วยการเบี่ยงเบนของแรงดันและความถี่ การเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์หลักที่แสดงถึงสถานะคงตัวนั้นถูกบอกเป็นนัย - EMF ของฟลักซ์แม่เหล็ก แรงบิด สลิปและความถี่ของโรเตอร์ โมดูลและเฟสของกระแสโรเตอร์ กระแสแม่เหล็ก โมดูลและเฟส ของกระแสสเตเตอร์

จำเป็นต้องใช้มอเตอร์เพื่อทำงานในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟและความถี่ที่แตกต่างจากค่าปกติ ในกรณีต่อไปนี้:
ก) การใช้มอเตอร์ที่ออกแบบมาสำหรับความถี่ 60 Hz ในเครือข่ายที่มีความถี่ 50 Hz
b) การทำงานของเครื่องยนต์ที่มีการเชื่อมต่อปกติของสเตเตอร์ที่คดเคี้ยวเป็นดาวในเครือข่ายของแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน - เมื่อขดลวดสเตเตอร์เชื่อมต่อเป็นรูปสามเหลี่ยม
c) เปลี่ยนสเตเตอร์ที่คดเคี้ยวเป็นดาวแทนการเชื่อมต่อเดลต้าปกติเพื่อลดการสูญเสีย พลังที่ใช้งานและการใช้พลังงานปฏิกิริยาของเครื่องยนต์ที่ไม่ได้บรรจุ

ให้เราพิจารณาในแง่ทั่วไปปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์เมื่อมีการเบี่ยงเบนจากค่าเล็กน้อยของโหลดบนเพลา (โมเมนต์ความต้านทานของกลไกที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องยนต์) แรงดันและความถี่ของ เครือข่ายอุปทาน ตามพารามิเตอร์หลักของโหมด ปัจจัยสำคัญเช่นความร้อนของชิ้นส่วนที่ใช้งานของเครื่องยนต์ การเปลี่ยนแปลงของการสูญเสียและประสิทธิภาพ การบริโภคพลังงานที่ใช้งานและปฏิกิริยาจากเครือข่าย การเปลี่ยนแปลงในแรงบิดเริ่มต้นด้วยโรเตอร์แบบอยู่กับที่ (เพื่อประเมิน กำหนดความเป็นไปได้ในการสตาร์ทเครื่องยนต์ด้วยความเบี่ยงเบนของแรงดันและความถี่)

ให้เรากำหนดลักษณะทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงในปริมาณข้างต้น ตามความสัมพันธ์พื้นฐาน โดยใช้โมเมนต์ความต้านทานของกลไกที่ไม่ขึ้นกับความเร็วเชิงมุมของโรเตอร์เพื่อความเรียบง่าย การเปลี่ยนภาระบนเพลามอเตอร์ด้วยแรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่กำหนดของเครือข่ายอุปทาน ให้เราพิจารณาผลของการเพิ่มภาระบนเพลาต่อพารามิเตอร์หลักของสถานะคงตัว เนื่องจากภาระที่เพิ่มขึ้น ความเร็วเชิงมุมของโรเตอร์จึงลดลงบ้าง ดังนั้น สลิปจึงเพิ่มขึ้นเป็นค่าที่แรงบิดของเครื่องยนต์สร้างสมดุลระหว่างโมเมนต์ความต้านทานที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากในระหว่างการลื่นไถลน้อยกว่าความต้านทานของสเตเตอร์ที่สำคัญนั้นเป็นเศษส่วนที่ไม่มีนัยสำคัญของความต้านทานทั้งหมดของมอเตอร์ EMF ฟลักซ์แม่เหล็กและกระแสแม่เหล็กจึงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง

การเพิ่มขึ้นของแรงบิดของมอเตอร์จะมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของกระแสโรเตอร์ที่สอดคล้องกัน ด้วยสลิปที่เพิ่มขึ้นมุมเฟสของกระแสโรเตอร์ที่ลดลงจะเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้น กระแสปฏิกิริยามอเตอร์ เท่ากับผลรวมของกระแสแม่เหล็กเหนี่ยวนำและส่วนประกอบปฏิกิริยาของกระแสที่ลดลงของโรเตอร์ เนื่องจากการเติบโตของส่วนประกอบที่ใช้งานและปฏิกิริยาของกระแสสเตเตอร์ส่วนหลังก็เพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของภาระบนเพลา การเพิ่มขึ้นของกระแสของโรเตอร์และสเตเตอร์ทำให้เกิดการสูญเสียในขดลวดทองแดงเพิ่มขึ้น

สำหรับมอเตอร์ที่มีการออกแบบปกติที่มีกรงกระรอกและเฟสโรเตอร์ ในระหว่างการทำงานปกติด้วยรีโอสแตตแบบลัดวงจร ความเร็วเชิงมุมของโรเตอร์จะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลงภายในช่วงที่กำหนด ดังนั้นกำลังบนเพลาจะเพิ่มขึ้นเกือบตามสัดส่วน ถึงขั้นต่อต้าน เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของกระแสปฏิกิริยาของมอเตอร์ด้วยภาระที่เพิ่มขึ้น the พลังงานปฏิกิริยาบริโภคจากเครือข่าย เมื่อภาระบนเพลาลดลง สลิป กระแสของโรเตอร์และเฟสของมัน เช่นเดียวกับกระแสสเตเตอร์จะลดลง ซึ่งทำให้ลดการใช้พลังงานของมอเตอร์ที่ใช้งานและรีแอกทีฟจากเครือข่าย

เมื่อกำหนดกำลังที่มีประโยชน์บนเพลาของมอเตอร์ที่มีการลื่นที่เพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับมอเตอร์ที่มีเฟสโรเตอร์ซึ่งทำงานตามปกติด้วยรีโอสแตตแบบปรับค่า ควรพิจารณาการเปลี่ยนแปลงความเร็วเชิงมุมของโรเตอร์ด้วย การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ความถี่ที่กำหนด ให้เราสมมติว่าแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ที่ทำงานด้วย โมเมนต์คงที่ความต้านทานลดลง เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าลดลง EMF ของมอเตอร์และฟลักซ์แม่เหล็กจึงลดลง แรงบิดของมอเตอร์ตามสัดส่วนของกำลังสองของแรงดัน จะน้อยกว่าโมเมนต์ความต้านทานกับสลิปก่อนหน้า และสลิปของมอเตอร์จะเพิ่มขึ้นเป็นค่าที่ความเท่าเทียมกันระหว่างโมเมนต์ที่ระบุจะเกิดขึ้นอีกครั้ง

การเพิ่มขึ้นของสลิปจะทำให้กระแสของโรเตอร์เพิ่มขึ้นและมุมของการเปลี่ยนแปลงระหว่างกระแสโรเตอร์ที่ลดลงและแรงดันไฟหลักเพิ่มขึ้น เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลง กระแสแม่เหล็กจะลดลง และกระแสสเตเตอร์เท่ากับผลรวมทางเรขาคณิตของกระแสโรเตอร์ที่ลดลงและกระแสไม่มีโหลด ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับโหลดและอัตราส่วนระหว่างกระแสแม่เหล็กกับกระแสโรเตอร์อาจเพิ่มขึ้น หรือลดลง ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น EMF และฟลักซ์แม่เหล็กจะเพิ่มขึ้น และกระแสสลิปและโรเตอร์จะลดลง กระแสแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นและกระแสสเตเตอร์อาจเพิ่มขึ้นหรือลดลงขึ้นอยู่กับโหลดของมอเตอร์และด้านบน

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงจะทำให้กระแสของโรเตอร์เพิ่มขึ้นและแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น - กระแสของโรเตอร์ลดลง การทำงานกับแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงมากกว่า 5% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดจะได้รับอนุญาตตาม GOST 183-74 เฉพาะในกรณีที่โหลดมอเตอร์น้อยกว่าที่กำหนด หากไม่สังเกตสถานการณ์นี้ การหมุนของโรเตอร์อาจร้อนเกินไป และส่งผลให้สึกหรอก่อนเวลาอันควร กำลังที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์จะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติ เนื่องจากความเร็วเชิงมุมของโรเตอร์จะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย

การเปลี่ยนแปลงความถี่ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

ให้เราพิจารณากรณีที่มอเตอร์ที่มีโมเมนต์ความต้านทานคงที่บนเพลาถูกป้อนที่ พิกัดแรงดันไฟฟ้าจากเครือข่ายที่มีความถี่น้อยกว่าที่กำหนด การลดความถี่จะทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กเพิ่มขึ้นและแรงบิดเพิ่มขึ้น เนื่องจากแรงบิดของแรงต้านคงที่ การลื่นจะลดลงเพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างแรงบิดของมอเตอร์ที่ความถี่ที่ลดลงและแรงบิดของแรงต้าน เนื่องจากฟลักซ์ที่เพิ่มขึ้น กระแสของโรเตอร์จะลดลง และกระแสที่ไม่มีโหลดจะเพิ่มขึ้น กระแสสเตเตอร์อาจเพิ่มขึ้นหรือลดลงเช่นเดียวกับในกรณีแรงดันไฟเกิน ดังนั้นการลดความถี่จึงเกือบจะเทียบเท่ากับการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า

ดังนั้น หากแรงดันไฟฟ้าลดลงตามไปด้วยเมื่อความถี่ลดลง ฟลักซ์แม่เหล็ก และด้วยเหตุนี้กระแสไม่มีโหลด โรเตอร์ และสเตเตอร์ จะยังคงเหมือนเดิมระหว่างการทำงานปกติ ในกรณีนี้จะมีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในการสูญเสียเหล็กและด้วยเหตุนี้ในส่วนประกอบที่ใช้งานของกระแสไฟฟ้าที่ไม่มีโหลด การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะมีผลเพียงเล็กน้อยต่อกระแสสเตเตอร์ อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างที่มีนัยสำคัญจากสองโหมดที่พิจารณาข้างต้นจะเป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในความเร็วเชิงมุมของโรเตอร์ ซึ่งเกือบจะเป็นสัดส่วนกับความถี่สเตเตอร์

ในทุกกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงความเร็วเชิงมุม มอเตอร์โรเตอร์มีการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่มีประโยชน์บนเพลาและประสิทธิภาพของกลไก กำลังที่มีประโยชน์บนเพลาจะเปลี่ยนตามสัดส่วนของผลิตภัณฑ์ของโมเมนต์ความต้านทานโดย ความเร็วเชิงมุม. ดังนั้นในการพิจารณาโหมดการทำงานของมอเตอร์สำหรับค่าใด ๆ ของโหลดบนเพลาแรงดันและความถี่ของเครือข่ายอุปทานจำเป็นต้องทราบลักษณะของโมเมนต์ความต้านทานของกลไก

§ 92. การทำงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสภายใต้โหลด

ในโหมดการทำงาน โรเตอร์ของมอเตอร์หมุนด้วยจำนวนรอบต่อนาที n2 ซึ่งน้อยกว่าจำนวนรอบการหมุน n1 ของสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ โดยหมุนไปในทิศทางเดียวกับโรเตอร์ ดังนั้นสนามแม่เหล็กที่มีความเร็วสูงจะเลื่อนโดยสัมพันธ์กับโรเตอร์ที่มีจำนวนรอบเท่ากับผลต่างระหว่างจำนวนรอบของสนามกับโรเตอร์ กล่าวคือ

ความล่าช้าสัมพัทธ์ของโรเตอร์จากสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์มีลักษณะดังนี้ เลื่อนเอส

สลิปคืออัตราส่วนของจำนวนรอบการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ที่สัมพันธ์กับโรเตอร์ที่หมุนอยู่ต่อจำนวนรอบของสนามสเตเตอร์ในอวกาศ กล่าวคือ

สูตรนี้กำหนดสลิปในหน่วยสัมพัทธ์ สลิปยังสามารถแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์:

หากโรเตอร์อยู่กับที่ (n2=0) สลิปจะเท่ากับหนึ่งหรือ 100%

หากโรเตอร์หมุนพร้อมกันกับ สนามแม่เหล็กนั่นคือ ด้วยความเร็วเท่ากัน (n2=n1) ดังนั้นสลิปจะเป็นศูนย์

ดังนั้น ยิ่งความเร็วของโรเตอร์มากเท่าใด การลื่นก็จะน้อยลงเท่านั้น

ในโหมดการทำงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส สลิปมีขนาดเล็ก ในมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสมัยใหม่ สลิปที่โหลดเต็มคือ 3-5% นั่นคือโรเตอร์หมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างจากความเร็วของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์เล็กน้อย

ที่ ไม่ทำงานกล่าวคือในกรณีที่ไม่มีโหลดบนเพลาสลิปนั้นเล็กน้อยและสามารถรับได้เท่ากับศูนย์

ความเร็วของโรเตอร์สามารถกำหนดได้จากความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

เครื่องยนต์จะทำงานได้อย่างเสถียรด้วย ความเร็วคงที่การหมุนของโรเตอร์ในช่วงเวลาสมดุล กล่าวคือ หากแรงบิดของเครื่องยนต์ Mvr เท่ากับแรงบิดเบรกบนเพลาเครื่องยนต์ Mtor ซึ่งพัฒนาตัวรับพลังงานกล เช่น คัตเตอร์กลึง ดังนั้น เราสามารถเขียนได้ว่า

โหลดใด ๆ ของเครื่องสอดคล้องกับจำนวนรอบการหมุนของโรเตอร์ T2 และสลิป S จำนวนหนึ่ง

สนามแม่เหล็กของสเตเตอร์หมุนสัมพันธ์กับโรเตอร์ด้วยจำนวนรอบการหมุน n8 และเหนี่ยวนำ e ในขดลวด ดีเอส E2 ภายใต้การกระทำที่กระแสของแรง I2 ไหลผ่านขดลวดโรเตอร์แบบปิด

หากภาระบนเพลาเครื่องเพิ่มขึ้น กล่าวคือ แรงบิดเบรกเพิ่มขึ้น ความสมดุลของโมเมนต์จะถูกรบกวน เนื่องจากแรงบิดเบรกจะมากกว่าแรงบิด ซึ่งจะทำให้ความเร็วในการหมุนของโรเตอร์ลดลง ส่งผลให้สลิปเพิ่มขึ้น ด้วยการลื่นที่เพิ่มขึ้นสนามแม่เหล็กสเตเตอร์จะข้ามตัวนำที่คดเคี้ยวของโรเตอร์บ่อยขึ้น e. ดีเอส E2 ที่เหนี่ยวนำในการหมุนของโรเตอร์จะเพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ ทั้งกระแสในโรเตอร์และแรงบิดที่พัฒนาขึ้นโดยมอเตอร์จะเพิ่มขึ้น เพิ่มสลิปและกระแสในโรเตอร์ จะเกิดขึ้นจนถึงค่าที่สมดุลของโมเมนต์จะเกิดขึ้นอีกครั้ง นั่นคือ แรงบิดจะเท่ากับแรงบิดเบรก

กระบวนการเปลี่ยนจำนวนรอบของโรเตอร์และแรงบิดที่พัฒนาแล้วยังทำให้ภาระของเครื่องยนต์ลดลงด้วยเมื่อภาระบนเพลามอเตอร์ลดลงแรงบิดเบรกจะน้อยกว่าแรงบิดซึ่งนำไปสู่ การเพิ่มความเร็วของการหมุนของโรเตอร์หรือการลื่นไถลลดลง ส่งผลให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าลดลง กับ. และความแรงของกระแสในขดลวดของโรเตอร์และด้วยเหตุนี้แรงบิดจึงเท่ากับแรงบิดเบรกอีกครั้ง

สนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ตัดผ่านตัวนำที่คดเคี้ยวของสเตเตอร์และเหนี่ยวนำให้เกิด em.d. กับ. E1 ซึ่งปรับสมดุลแรงดันไฟหลักที่ใช้ U1

หากเราละเลยแรงดันไฟฟ้าตกในความต้านทานของขดลวดสเตเตอร์ซึ่งมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าจากนั้นระหว่างค่าสัมบูรณ์ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับ e ดีเอส ขดลวดสเตเตอร์สามารถสันนิษฐานความเท่าเทียมกันโดยประมาณได้เช่น

ดังนั้นที่แรงดันคงที่ของเครือข่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะไม่เปลี่ยนแปลงเช่นกัน ขดลวดสเตเตอร์ ดังนั้นฟลักซ์แม่เหล็กในช่องว่างอากาศของเครื่องและในหม้อแปลงไฟฟ้าจะคงที่เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงโหลด

กระแสที่คดเคี้ยวของโรเตอร์สร้างสนามแม่เหล็กของตัวเอง ซึ่งมุ่งตรงไปยังสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสที่คดเคี้ยวของสเตเตอร์ เพื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดขึ้นในเครื่องไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อโหลดมอเตอร์เปลี่ยนแปลง สนามแม่เหล็กล้างอำนาจแม่เหล็กของขดลวดโรเตอร์จะต้องสมดุลด้วยสนามแม่เหล็กของขดลวดสเตเตอร์ ดังนั้นเมื่อความแรงกระแสในขดลวดของโรเตอร์เพิ่มขึ้น ความแรงของกระแสในขดลวดสเตเตอร์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

ดังนั้นการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำจึงมีความคล้ายคลึงกับการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าโดยพื้นฐานแล้วจะมีกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นใน ขดลวดทุติยภูมิกระแสในขดลวดปฐมภูมิเพิ่มขึ้น