Khi điện áp giảm, động cơ, với tư cách là thiết bị cốt lõi của hệ thống truyền động điện, sẽ trải qua một loạt những thay đổi đáng kể. Sau đây là phân tích chi tiết về những thay đổi này, được thiết kế để giúp hiểu rõ hơn tác động của việc giảm điện áp đến hiệu suất và điều kiện vận hành của động cơ.
1、Những thay đổi hiện tại
Giải thích nguyên lý: Theo định luật Ohm, mối quan hệ giữa dòng điện I, điện áp U và điện trở R là I = U/R. Trong động cơ điện, điện trở R (chủ yếu là điện trở stato và điện trở rôto) thường không thay đổi nhiều, do đó việc giảm điện áp U sẽ trực tiếp dẫn đến tăng dòng điện I. Đối với các loại động cơ điện khác nhau, sự thay đổi dòng điện sẽ giống với sự thay đổi của điện trở stato. Đối với các loại động cơ khác nhau, biểu hiện cụ thể của sự thay đổi dòng điện có thể khác nhau.
Hiệu suất cụ thể:
Động cơ DC: Động cơ DC không chổi than (BLDC) và động cơ DC có chổi than sẽ có dòng điện tăng đáng kể khi điện áp giảm nếu tải không đổi. Điều này là do động cơ cần nhiều dòng điện hơn để duy trì mô-men xoắn ban đầu.
Động cơ AC: Đối với động cơ không đồng bộ, mặc dù động cơ tự động giảm tốc độ để phù hợp với tải khi điện áp giảm, nhưng dòng điện vẫn có thể tăng trong trường hợp tải nặng hơn hoặc thay đổi nhanh hơn. Đối với động cơ đồng bộ, nếu tải không đổi khi điện áp giảm, về mặt lý thuyết, dòng điện sẽ không thay đổi nhiều, nhưng nếu tải tăng, dòng điện cũng sẽ tăng theo.
2、mô-men xoắn và thay đổi tốc độ
Thay đổi mô-men xoắn: Giảm điện áp thường dẫn đến giảm mô-men xoắn của động cơ. Điều này là do mô-men xoắn tỷ lệ thuận với tích của dòng điện và từ thông, và khi điện áp giảm, mặc dù dòng điện tăng, từ thông có thể giảm do thiếu điện áp, dẫn đến giảm mô-men xoắn tổng thể. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, chẳng hạn như trong động cơ DC, nếu dòng điện tăng đủ, nó có thể bù đắp phần nào sự giảm từ thông, giữ cho mô-men xoắn tương đối ổn định.
Thay đổi tốc độ: Đối với động cơ AC, đặc biệt là động cơ không đồng bộ và đồng bộ, việc giảm điện áp sẽ trực tiếp dẫn đến giảm tốc độ. Điều này là do tốc độ của động cơ liên quan đến tần số nguồn điện và số cặp cực từ của động cơ, và việc giảm điện áp sẽ ảnh hưởng đến cường độ trường điện từ của động cơ, từ đó làm giảm tốc độ. Đối với động cơ DC, tốc độ tỷ lệ thuận với điện áp, do đó tốc độ sẽ giảm tương ứng khi điện áp giảm.
3、hiệu suất và nhiệt
Hiệu suất thấp hơn: Điện áp thấp hơn sẽ dẫn đến hiệu suất động cơ thấp hơn. Bởi vì động cơ hoạt động ở điện áp thấp hơn cần nhiều dòng điện hơn để duy trì công suất đầu ra, và dòng điện tăng sẽ làm tăng tổn thất đồng và tổn thất sắt của động cơ, do đó làm giảm hiệu suất tổng thể.
Tăng sinh nhiệt: Do dòng điện tăng và hiệu suất giảm, động cơ sinh ra nhiều nhiệt hơn trong quá trình vận hành. Điều này không chỉ làm tăng tốc độ lão hóa và hao mòn của động cơ mà còn có thể kích hoạt thiết bị bảo vệ quá nhiệt, dẫn đến động cơ ngừng hoạt động.
四、 tác động đến tuổi thọ của động cơ
Vận hành lâu dài trong môi trường điện áp không ổn định hoặc điện áp thấp sẽ làm giảm đáng kể tuổi thọ của động cơ. Do điện áp giảm do dòng điện tăng, mô-men xoắn dao động, giảm tốc độ và giảm hiệu suất, v.v., sẽ gây hư hỏng cấu trúc bên trong và hiệu suất điện của động cơ. Ngoài ra, việc tăng nhiệt độ sinh ra cũng sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa của vật liệu cách điện động cơ.
五、Biện pháp đối phó
Để giảm tác động của việc giảm điện áp lên động cơ, có thể thực hiện các biện pháp sau:
Tối ưu hóa hệ thống cung cấp điện: đảm bảo điện áp lưới cung cấp điện ổn định, tránh tác động của biến động điện áp lên động cơ.
Lựa chọn động cơ phù hợp: trong quá trình thiết kế và lựa chọn biến động điện áp cần tính đến đầy đủ các yếu tố lựa chọn động cơ có phạm vi thích ứng điện áp rộng.
Lắp đặt ổn áp: lắp ổn áp hoặc bộ điều chỉnh điện áp ở đầu vào của động cơ để duy trì sự ổn định của điện áp.
Tăng cường bảo trì: kiểm tra và bảo dưỡng động cơ thường xuyên để phát hiện và xử lý kịp thời các vấn đề tiềm ẩn nhằm kéo dài tuổi thọ của động cơ.
Tóm lại, tác động của việc giảm điện áp lên động cơ rất đa dạng, bao gồm thay đổi dòng điện, thay đổi mô-men xoắn và tốc độ, các vấn đề về hiệu suất và nhiệt, và ảnh hưởng đến tuổi thọ động cơ. Do đó, trong các ứng dụng thực tế, cần có các biện pháp hiệu quả để giảm thiểu những tác động này nhằm đảm bảo động cơ hoạt động an toàn và ổn định.
Thời gian đăng: 08-08-2024