Wat is synchrone rotatie
De rotorsnelheid waarmee het werkt asynchrone motor, hangt af van de frequentie van de voedingsspanning, het vermogen van de huidige belasting op de as en het aantal elektromagnetische polen van de gegeven motor. Deze werkelijke snelheid (of werkfrequentie) is altijd lager dan de zogenaamde synchrone frequentie, die alleen wordt bepaald door de parameters van de stroombron en het aantal polen van de statorwikkeling van deze asynchrone motor.
Daarom is de synchrone snelheid van de motorI am Of de rotatiefrequentie van het magnetische veld van de statorwikkeling de nominale frequentie van de voedingsspanning heeft en enigszins verschilt van de werkfrequentie. Hierdoor is het aantal omwentelingen per minuut onder belasting altijd kleiner dan de zogenaamde synchrone omwentelingen.
De figuur laat zien hoe de frequentie van synchrone rotatie voor een inductiemotor met een of ander aantal statorpolen afhangt van de frequentie van de voedingsspanning: hoe hoger de frequentie, hoe groter de hoeksnelheid van het magnetische veld. Bijvoorbeeld binnen aandrijvingen met variabele frequentie het veranderen van de frequentie van de voedingsspanning het veranderen van de synchrone frequentie van de motor. Dit verandert ook de werksnelheid van de motorrotor onder belasting.
Meestal wordt de statorwikkeling van een inductiemotor gevoed met driefasige wisselstroom, waardoor een roterend magnetisch veld ontstaat. En hoe meer paren polen - hoe lager de frequentie van synchrone rotatie - de rotatiefrequentie van het magnetische veld van de stator.
De meeste moderne asynchrone motoren hebben 1 tot 3 paar magnetische polen, in zeldzame gevallen 4, want hoe meer polen, hoe lager de efficiëntie van de asynchrone motor. Met minder polen kan de rotorsnelheid echter heel, heel soepel worden veranderd door de frequentie van de voedingsspanning te veranderen.
Zoals hierboven opgemerkt, verschilt de werkelijke werkfrequentie van een inductiemotor van de synchrone frequentie. Waarom gebeurt het? Wanneer de rotor draait met een frequentie die lager is dan synchroon, dan kruisen de rotordraden het magnetische veld van de stator met een bepaalde snelheid en wordt er een EMF in geïnduceerd. Deze EMF veroorzaakt stromen in de gesloten rotorgeleiders, waardoor deze stromen interageren met het roterende magnetische veld van de stator en er een koppel ontstaat - de rotor wordt getrokken door het magnetische veld van de stator.
Als het koppel voldoende groot is om de wrijvingskrachten te overwinnen, begint de rotor te draaien totdat het elektromagnetische koppel gelijk is aan het remkoppel dat wordt gecreëerd door de belasting, wrijvingskrachten, enz.
In dit geval blijft de rotor de hele tijd achter bij het magnetische veld van de stator, de werkfrequentie kan de synchrone frequentie niet bereiken, want als dit gebeurt, zal de EMF niet meer worden geïnduceerd in de rotordraden en zal het koppel gewoon niet verschijnen. Hierdoor wordt voor de motormodus de waarde "slip" (slip s, in de regel is dit 2-8%), in verband waarmee ook de volgende ongelijkheid van de motor geldt:
Maar als de rotor van dezelfde asynchrone motor wordt geroteerd met behulp van een externe aandrijving, bijvoorbeeld een verbrandingsmotor, tot een zodanige snelheid dat de snelheid van de rotor de synchrone frequentie overschrijdt, dan is de emf in de rotordraden en de actieve stroom daarin zal een bepaalde richting krijgen en de inductiemotor zal worden generator.
Het totale elektromagnetische moment blijkt vertraagd te zijn, de slip s wordt negatief.Maar om de generatormodus te manifesteren, is het noodzakelijk om de inductiemotor van reactief vermogen te voorzien, wat een magnetisch veld op de stator zou creëren. Op het moment dat zo'n machine in generatormodus wordt gestart, kan de resterende inductie van de rotor en de condensatoren die zijn verbonden met de drie fasen van de statorwikkeling die de actieve belasting voedt, voldoende zijn.