Po obniżeniu napięcia silnik, jako główne urządzenie napędu elektrycznego, przechodzi szereg istotnych zmian. Poniżej przedstawiono szczegółową analizę tych zmian, mającą na celu lepsze zrozumienie wpływu obniżenia napięcia na wydajność i warunki pracy silnika.
一, bieżące zmiany
Wyjaśnienie zasady: Zgodnie z prawem Ohma, zależność między natężeniem prądu I, napięciem U i rezystancją R wynosi I=U/R. W silnikach elektrycznych rezystancja R (głównie rezystancja stojana i wirnika) zazwyczaj nie zmienia się znacząco, więc zmniejszenie napięcia U prowadzi bezpośrednio do wzrostu natężenia prądu I. W różnych typach silników elektrycznych zmiana natężenia prądu będzie taka sama jak rezystancja stojana. W zależności od typu silnika, konkretne przejawy zmian natężenia prądu mogą się różnić.
Wydajność szczegółowa:
Silniki prądu stałego: bezszczotkowe silniki prądu stałego (BLDC) i szczotkowe silniki prądu stałego charakteryzują się znacznym wzrostem prądu przy obniżeniu napięcia i stałym obciążeniu. Wynika to z faktu, że silnik potrzebuje więcej prądu, aby utrzymać pierwotny moment obrotowy.
Silniki prądu przemiennego: W przypadku silników asynchronicznych, mimo że silnik automatycznie zmniejsza prędkość, dostosowując się do obciążenia po obniżeniu napięcia, prąd może nadal rosnąć w przypadku większego lub szybciej zmieniającego się obciążenia. W przypadku silników synchronicznych, jeśli obciążenie pozostaje niezmienione po obniżeniu napięcia, teoretycznie prąd nie zmieni się znacząco, ale wraz ze wzrostem obciążenia prąd również wzrośnie.
zmiana momentu obrotowego i prędkości
Zmiana momentu obrotowego: Obniżenie napięcia zazwyczaj prowadzi do zmniejszenia momentu obrotowego silnika. Dzieje się tak, ponieważ moment obrotowy jest proporcjonalny do iloczynu prądu i strumienia, a gdy napięcie jest obniżane, pomimo wzrostu prądu, strumień może się zmniejszyć z powodu braku napięcia, co skutkuje spadkiem całkowitego momentu obrotowego. Jednak w niektórych przypadkach, na przykład w silnikach prądu stałego, wystarczające zwiększenie prądu może w pewnym stopniu skompensować spadek strumienia, utrzymując moment obrotowy na względnie stabilnym poziomie.
Zmiana prędkości: W przypadku silników prądu przemiennego, zwłaszcza asynchronicznych i synchronicznych, obniżenie napięcia bezpośrednio powoduje obniżenie prędkości. Dzieje się tak, ponieważ prędkość silnika jest związana z częstotliwością zasilania i liczbą par biegunów silnika, a obniżenie napięcia wpływa na natężenie pola elektromagnetycznego silnika, co z kolei powoduje zmniejszenie prędkości. W przypadku silników prądu stałego prędkość jest proporcjonalna do napięcia, więc prędkość będzie odpowiednio spadać wraz ze spadkiem napięcia.
三, wydajność i ciepło
Niższa sprawność: niższe napięcie prowadzi do niższej sprawności silnika. Ponieważ silnik pracujący przy niższym napięciu potrzebuje więcej prądu, aby utrzymać moc wyjściową, wzrost prądu zwiększy straty miedzi i żelaza w silniku, zmniejszając tym samym ogólną sprawność.
Zwiększone wytwarzanie ciepła: Ze względu na zwiększony prąd i zmniejszoną sprawność, silniki generują więcej ciepła podczas pracy. To nie tylko przyspiesza starzenie się i zużycie silnika, ale może również spowodować aktywację zabezpieczenia przed przegrzaniem, skutkującego wyłączeniem silnika.
wpływ na żywotność silnika
Długotrwała praca w warunkach niestabilnego lub niskiego napięcia znacznie skraca żywotność silnika. Spadek napięcia spowodowany wzrostem prądu, wahaniami momentu obrotowego, spadkiem prędkości obrotowej i spadkiem sprawności oraz innymi problemami może prowadzić do uszkodzenia konstrukcji wewnętrznej i pogorszenia parametrów elektrycznych silnika. Ponadto, wzrost generowania ciepła przyspiesza proces starzenia się izolacji silnika.
,,Środki zaradcze
Aby zmniejszyć wpływ obniżenia napięcia na silnik, można podjąć następujące działania:
Zoptymalizuj układ zasilania: upewnij się, że napięcie sieci zasilającej jest stabilne, aby uniknąć wpływu wahań napięcia na silnik.
Dobór odpowiednich silników: przy projektowaniu i doborze silników o wahaniach napięcia należy w pełni uwzględnić czynniki doboru silników o szerokim zakresie adaptacji napięciowej.
Zainstaluj stabilizator napięcia: zainstaluj stabilizator napięcia lub regulator napięcia na wejściu silnika, aby utrzymać stabilność napięcia.
Wzmocnij konserwację: regularne kontrole i konserwacje silnika w celu wykrywania i terminowego rozwiązywania potencjalnych problemów, aby wydłużyć żywotność silnika.
Podsumowując, wpływ redukcji napięcia na silnik jest wieloaspektowy, obejmujący zmiany prądu, momentu obrotowego i prędkości, problemy ze sprawnością i wydzielaniem ciepła oraz wpływ na żywotność silnika. Dlatego w zastosowaniach praktycznych konieczne jest podjęcie skutecznych działań w celu ograniczenia tych efektów, aby zapewnić bezpieczną i stabilną pracę silnika.
Czas publikacji: 08-08-2024