Przesuwny silnik indukcyjny
W wyniku oddziaływania pola magnetycznego z prądami w wirniku silnika indukcyjnego powstaje wirujący moment elektromagnetyczny, który dąży do wyrównania prędkości wirowania pola magnetycznego stojana i wirnika.
Różnica między prędkościami obrotowymi pola magnetycznego stojana i wirnika silnika asynchronicznego charakteryzuje się wartością poślizgu s = (n1 — n2)/n1, gdzie n1 — prędkość obrotowa pola synchronicznego, obr/min, n2 — prędkość wirnika silnika asynchronicznego, obr./min Podczas pracy przy obciążeniu znamionowym poślizg jest zwykle niski, więc dla silnika elektrycznego, na przykład przy n1 = 1500 obr./min, n2 = 1460 obr./min, poślizg wynosi: s = ((1500 — 1460) / 1500 ) x 100 = 2,7%
Silnik asynchroniczny nie może dotrzeć synchroniczna prędkość obrotowa nawet trzy wyłączone mechanizmy, bo przy nim druty wirnika nie będą się przecinać z polem magnetycznym, nie będą indukowane EMF i nie będzie prądu. Asynchroniczny moment obrotowy przy s = 0 będzie równy zeru.
W początkowej chwili rozruchu w uzwojeniach wirnika płynie prąd o częstotliwości sieci.W miarę przyspieszania wirnika wyznaczona zostanie w nim częstotliwość prądu poślizgu silnika asynchronicznego: f2 = s NS f1, gdzie f1 jest częstotliwością prądu dostarczanego do stojana.
Rezystancja wirnika zależy od częstotliwości płynącego w nim prądu, a im wyższa częstotliwość, tym większa jest jego rezystancja indukcyjna. Wraz ze wzrostem indukcyjności wirnika zwiększa się przesunięcie fazowe między napięciem a prądem w uzwojeniach stojana.
Dlatego podczas uruchamiania silników asynchronicznych współczynnik mocy jest znacznie niższy niż podczas normalnej pracy. Wyznacz wielkość równoważnej wartości prądu rezystancji silnika elektrycznego i przyłożonego napięcia.
Wartość rezystancji równoważnej silnika indukcyjnego ze zmianą poślizgu zmienia się zgodnie ze złożonym prawem. Wraz ze spadkiem poślizgu w zakresie 1 — 0,15, opór wzrasta z reguły nie więcej niż 1,5 razy, w zakresie od 0,15 do snoma 5-7 razy w porównaniu z wartością początkową przy rozruchu.
Zmiany wielkości prądu są odwrotnie proporcjonalne do zmiany rezystancji równoważnej, więc kiedy zaczyna się przesuwać o wartość rzędu 0,15, prąd nieznacznie spada, a następnie szybko maleje.
Moment obrotowy silnika jest określony przez wielkość strumienia magnetycznego, prądu i przesunięcia kątowego między polem elektromagnetycznym a prądem w wirniku. Każda z tych wielkości z kolei zależy od poślizgu, dlatego w celu zbadania działania silników asynchronicznych ustala się zależność momentu obrotowego od poślizgu oraz wpływ na niego dostarczanego napięcia i częstotliwości.
Moment obrotowy może być również określony przez moc elektromagnetyczną wału jako stosunek tej mocy do prędkości kątowej wirnika. Wielkość momentu obrotowego jest proporcjonalna do kwadratu napięcia i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu częstotliwości.
Wartości momentu obrotowego dla napięcia znamionowego podane są w katalogach maszyn elektrycznych. Znajomość minimalnego momentu obrotowego jest niezbędna przy obliczaniu dopuszczalności uruchomienia lub samoczynnego uruchomienia mechanizmu przy pełnym obciążeniu mechanizmu. Dlatego jego wartość do konkretnych obliczeń musi być albo ustalona, albo uzyskana z centrali dostawy.
Wielkość maksymalnej wartości momentu obrotowego jest określona przez rezystancję upływu indukcyjnego stojana i wirnika i nie zależy od wartości rezystancji wirnika.
Zależność prądu i momentu obrotowego od poślizgu
Poślizg krytyczny jest określany przez stosunek rezystancji wirnika do rezystancji równoważnej (ze względu na rezystancję czynną stojana i rezystancję indukcyjną stojana i wycieku wirnika).
Wzrostowi oporu czynnego samego wirnika towarzyszy wzrost poślizgu krytycznego i przesunięcie momentu maksymalnego w rejon większego poślizgu (mniejszej prędkości obrotowej).W ten sposób można uzyskać zmianę charakterystyki momentów.
Zmiana poślizgu jest możliwa poprzez zwiększenie rezystancji wirnika lub strumienia. Pierwsza opcja jest możliwa tylko dla silników asynchronicznych z uzwojonym wirnikiem (od S = 1 do S = Snom), ale nie ekonomicznie. Druga opcja jest możliwa przy zmianie napięcia zasilania, ale tylko w kierunku redukcji. Zakres regulacji jest mały wraz ze wzrostem S, ale jednocześnie maleje przeciążalność silnika indukcyjnego. Pod względem wydajności obie opcje są mniej więcej równoważne.
V silnik asynchroniczny z wirnikiem fazowym zmiana momentu obrotowego przy różnych poślizgach odbywa się za pomocą rezystancji wprowadzonej w obwód uzwojenia wirnika. W silnikach indukcyjnych wirnikowo-wiewiórkowych V, zmianę momentu obrotowego można uzyskać stosując silniki o zmiennych parametrach lub stosując przetwornice częstotliwości.