Коли напруга знижується, двигун, як основний пристрій електроприводу, зазнає низки суттєвих змін

Коли напруга знижується, двигун, як основний пристрій електроприводу, зазнає низки суттєвих змін. Нижче наведено детальний аналіз цих змін, призначений для кращого розуміння впливу зниження напруги на продуктивність двигуна та умови експлуатації.

Поточні зміни
Пояснення принципу: Згідно із законом Ома, зв'язок між струмом I, напругою U та опором R дорівнює I=U/R. В електродвигунах опір R (головним чином опір статора та опір ротора) зазвичай не сильно змінюється, тому зменшення напруги U безпосередньо призведе до збільшення струму I. Для різних типів електродвигунів зміна струму буде такою ж, як і зміна опору статора. Для різних типів двигунів конкретні прояви зміни струму можуть відрізнятися.

Питома продуктивність:
Двигуни постійного струму: безщіткові двигуни постійного струму (BLDC) та щіткові двигуни постійного струму зазнають значного збільшення струму при зменшенні напруги, якщо навантаження залишається постійним. Це пояснюється тим, що двигуну потрібен більший струм для підтримки початкового вихідного крутного моменту.

Двигуни змінного струму: Для асинхронних двигунів, хоча двигун автоматично знижує свою швидкість відповідно до навантаження при зменшенні напруги, струм все одно може зростати у випадку більшого або швидше змінюваного навантаження. Що стосується синхронного двигуна, якщо навантаження залишається незмінним при зниженні напруги, струм теоретично не сильно зміниться, але якщо навантаження збільшиться, струм також збільшиться.

Зміна крутного моменту та швидкості

Зміна крутного моменту: Зниження напруги зазвичай призводить до зменшення крутного моменту двигуна. Це пояснюється тим, що крутний момент пропорційний добутку струму та магнитного потоку, і коли напруга знижується, хоча струм і збільшується, магнитний потік може зменшитися через відсутність напруги, що призводить до зменшення загального крутного моменту. Однак у деяких випадках, наприклад, у двигунах постійного струму, якщо струм достатньо збільшити, це може певною мірою компенсувати зменшення магнитного потоку, зберігаючи крутний момент відносно стабільним.

Зміна швидкості: Для двигунів змінного струму, особливо асинхронних та синхронних, зниження напруги безпосередньо призводить до зниження швидкості. Це пояснюється тим, що швидкість двигуна залежить від частоти джерела живлення та кількості пар полюсів двигуна, а зниження напруги впливає на силу електромагнітного поля двигуна, що, у свою чергу, знижує швидкість. Для двигунів постійного струму швидкість пропорційна напрузі, тому швидкість відповідно зменшується зі зниженням напруги.

三、ККД та тепло
Нижчий ККД: нижча напруга призведе до нижчого ККД двигуна. Оскільки двигун, що працює на нижчій напрузі, потребує більшого струму для підтримки вихідної потужності, збільшення струму призведе до збільшення втрат двигуна в міді та втрат у сталі, тим самим знижуючи загальний ККД.
Підвищене тепловиділення: Через збільшення струму та зниження ефективності двигуни виробляють більше тепла під час роботи. Це не тільки прискорює старіння та знос двигуна, але й може спровокувати активацію пристрою захисту від перегріву, що призведе до зупинки двигуна.

Вплив на термін служби двигуна
Тривала робота в умовах нестабільної або низької напруги значно скорочує термін служби двигуна. Оскільки зниження напруги, спричинене збільшенням струму, коливаннями крутного моменту, падінням швидкості та зниженням ефективності, а також іншими проблемами, призведе до пошкодження внутрішньої структури та електричних характеристик двигуна. Крім того, збільшення тепловиділення також прискорить процес старіння ізоляційного матеріалу двигуна.

五, Контрзаходи
Щоб зменшити вплив зниження напруги на двигун, можна вжити таких заходів:
Оптимізуйте систему електроживлення: переконайтеся, що напруга мережі живлення стабільна, щоб уникнути впливу коливань напруги на двигун.
Вибір відповідних двигунів: при проектуванні та виборі коливань напруги повністю враховуйте фактори вибору двигунів з широким діапазоном адаптації напруги.
Встановлення стабілізатора напруги: встановіть стабілізатор напруги або регулятор напруги на вході двигуна для підтримки стабільності напруги.

Посилити технічне обслуговування: регулярний огляд та технічне обслуговування двигуна для своєчасного виявлення та усунення потенційних проблем, що продовжить термін служби двигуна.
Підсумовуючи, вплив зниження напруги на двигун є багатогранним, включаючи зміни струму, зміни крутного моменту та швидкості, проблеми з ефективністю та нагріванням, а також вплив на термін служби двигуна. Тому на практиці необхідно вживати ефективних заходів для зменшення цих наслідків, щоб забезпечити безпечну та стабільну роботу двигуна.