Análisis de estabilidad característica de deslizamiento de par para motor de inducción

A la velocidad de operación indicada por el punto marcado, la capacidad de torque del motor es igual al torque requerido para girar la carga. Por lo tanto, el motor no tiene tendencia a proporcionar el par adicional que sería necesario para acelerar la carga. Además, no hay tendencia a que el par de carga supere el par provisto por el motor y desacelere.

Cualquier diferencia entre el par de torsión requerido para hacer girar el motor a una velocidad dada y la capacidad de par del motor a esa velocidad se aplica a la inercia de la carga como par de aceleración o desaceleración. Cualquier cambio en la curva característica de la carga o del motor moverá el punto de operación a la nueva intersección de las dos curvas.

Aquí hay una ilustración:

Tenga en cuenta también que puede esperarse que la curva del motor cambie. Los aumentos y disminuciones normales (o anormales) en el voltaje de suministro aumentarán y disminuirán el par disponible. El calentamiento del motor al arrancar y los cambios de temperatura ambiente también tienen un pequeño efecto en la curva de par del motor. Eso significa que la operación en el pico de la curva del motor no es un punto de operación estable porque la menor disminución en el torque del motor o el aumento en el torque de la carga puede causar que el motor se detenga. Por supuesto, operar continuamente en ese punto es normalmente una condición de sobrecarga severa.

Summary

La condición esencial que define un punto de operación estable es que es el punto donde la curva de requisitos de par atraviesa la curva de capacidad del motor en una región donde la capacidad de par del motor disminuye a medida que aumenta la velocidad. Hay condiciones que son más complicadas de lo que muestra el diagrama, pero están más allá del alcance de la pregunta. A medida que se presenta la situación, cuando se enciende el motor, simplemente acelera hasta el punto de operación estable. En todas las velocidades inferiores a ese punto, la curva del motor está por encima de la curva de carga y se aplica un par de aceleración. A todas las velocidades por encima de ese punto, la curva del motor está por debajo de la curva de carga y el déficit en el par del motor permite que el par de la carga desacelere la carga.

El razonamiento no requiere la noción de deslizamiento. Considere dos casos:

• Par del motor más alto que el contratorque de la carga → la velocidad aumenta, lo que lleva a un menor par del motor.
• Par del motor más bajo que el contratorque de carga → la velocidad disminuye, lo que lleva a un más alto par del motor.

Lo que se ve en un punto de operación estable no es solo el equilibrio entre el par del motor y el contratorque de carga, sino también la conclusión de que un par del motor que es demasiado alto para un contratorque de carga dado se reducirá a sí mismo La característica M / n del motor. Y viceversa.

Esto es cierto para todas las combinaciones de carga del motor, no solo las que funcionan en deslizamiento como lo hace un motor asíncrono de CA.

Si el par de carga constante está por debajo del par de velocidad cero (que el motor puede producir), el punto A se alcanza cuando se enciende el motor. Si el par de carga es mayor que el par de velocidad cero, entonces hay un problema y el motor nunca funcionará a la velocidad requerida.

Sin embargo, si se aplicara el mayor par de carga una vez que el motor estuviera funcionando, el sistema sería estable porque podría retroceder (un poco) en el gráfico sin pasar por el punto de no retorno (par máximo) .

(rev C)

Sabemos por la aceleración lineal y rotacional que F = ma. Por lo tanto, se logra una velocidad constante (estable) cuando las fuerzas son iguales en un punto de la línea de carga.

Donde está inestable está debajo del Tmax. Esta es una condición límite donde Tload < Tmax y donde igual determina RPM sin fuerza de aceleración y velocidad constante. La otra es la puesta en marcha si la carga está entre Tmin y Tmax, no se iniciará, por lo que las tapas y bobinas de arranque se utilizan para aumentar la corriente del motor hasta una velocidad en la que el interruptor de transferencia tiene aproximadamente el mismo par de Tmax

De lo contrario, el motor nunca arrancaría y el par de carga debe ser menor que el par de arranque para arrancar.

Ahora, los efectos de deslizamiento causan este bajo par motor a 0 RPM y esta pérdida de torque disminuye con el aumento de la velocidad (es decir, el torque aumenta), de modo que cuando se genera BEMF que termina limitando la caída de voltaje internamente y, por lo tanto, la corriente disminuye con el torque disponible.

Más allá de este pico, Tmax Torque ahora está dominado por BEMF, ya que los efectos de deslizamiento ahora son mínimos pero dependen del diseño magnético.

analogía

Al igual que un regulador de voltaje con resistencia. Caídas de voltaje con más corriente de carga V = Voc-IR o como un resorte en la parte lineal estable de la curva que desvía x con fuerza en la misma dirección, F para x = F / k para alguna constante de resorte, k.

Por lo tanto, vemos que hay dos factores que reducen el torque en los motores de inducción de CA.

1) Frecuencia de deslizamiento que requiere un circuito de refuerzo para el arranque y

2) FEM inversa, que genera una tensión opuesta a la tensión aplicada y para Motores de Inducción se convierte en 0 torsión en una proporción entera de la frecuencia de línea y el número de polos.

Esta relación de picos óptima de RPM / RPM máx. depende del diseño del motor y hay curvas de par estándar que difieren de su ejemplo.

La potencia máxima es a un RPM más alto que Tmax ya que Potencia = velocidad * Torque cuando se usan unidades MKS.