Στην τεχνολογία κινητήρα, το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο είναι μια κεντρική ιδέα που καθορίζει τα χαρακτηριστικά λειτουργίας και την απόδοση ενός κινητήρα. Όταν ο ρότορας ενός κινητήρα αφαιρείται και μόνο ένας τριφασικός τροφοδοσία εφαρμόζεται στον στάτορα, παράγεται ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο μέσα στον στάτορα. Η ύπαρξη αυτού του μαγνητικού πεδίου είναι η βάση για τη λειτουργία του κινητήρα και η ταχύτητα, η κατεύθυνση και η μαγνητική ροή μπορούν να ρυθμιστούν με εξωτερικές συνθήκες.
Σχηματισμός και ρύθμιση του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου
Το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο σχηματίζεται από τις τριφασικές περιελίξεις στον στάτορα του κινητήρα περνώντας ένα τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα μέσω του. Η ταχύτητα περιστροφής αυτού του μαγνητικού πεδίου, γνωστή και ως σύγχρονη ταχύτητα περιστροφής (N 0), καθορίζεται από τη συχνότητα της τροφοδοσίας (F) και τον αριθμό των ζευγών πόλων (P) των περιελίξεων του στάτη. Ο τύπος για τον υπολογισμό της σύγχρονης ταχύτητας είναι n 0=60 f/p. Επομένως, η ρύθμιση της ταχύτητας περιστροφής του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου μπορεί να επιτευχθεί μεταβάλλοντας είτε τη συχνότητα της παροχής ρεύματος είτε τον αριθμό των ζευγών πόλων του στάτορα.
Αρχή του ελέγχου ταχύτητας μεταβλητής συχνότητας
Ο έλεγχος ταχύτητας μετατροπής συχνότητας πραγματοποιείται με την αλλαγή της συχνότητας τροφοδοσίας ρεύματος για να ρυθμίσει την ταχύτητα του κινητήρα. Στο σύστημα ελέγχου ταχύτητας μετατροπής συχνότητας, ο μετατροπέας συχνότητας, ως εξοπλισμός πυρήνα, μπορεί να μετατρέψει τη σταθερή παροχή ρεύματος βιομηχανικής συχνότητας σε ρυθμιζόμενη τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος. Όταν αλλάζει η συχνότητα της παροχής ρεύματος, αλλάζει επίσης η ταχύτητα περιστροφής του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, οδηγώντας έτσι τον ρότορα του κινητήρα να τρέχει με νέα σύγχρονη ταχύτητα.
Στη διαδικασία ρύθμισης της ταχύτητας μετατροπής συχνότητας, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην αναλογικότητα μεταξύ τάσης και συχνότητας. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι η μαγνητική ροή (ΦΜ) μέσα στον κινητήρα είναι σταθερή, η τάση U και η συχνότητα τροφοδοσίας F πρέπει να διατηρήσουν μια ορισμένη αναλογική σχέση. Αυτή η αναλογικότητα αντιπροσωπεύεται συνήθως από την καμπύλη V/F. Στο βασικό εύρος συχνοτήτων, όταν η συχνότητα αυξάνεται, η τάση πρέπει να αυξηθεί ανάλογα για να διατηρηθεί η μαγνητική ροή σταθερή.
Ποσοστό που προκάλεσε ο δρομέας και ο ρυθμός περιστροφής
Ο ρότορας ενός κινητήρα κόβει επίσης το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που παράγεται από τον στάτορα κατά τη διάρκεια της περιστροφής, με αποτέλεσμα ένα επαγόμενο δυναμικό (Ε2). Το μέγεθος αυτού του επαγόμενου δυναμικού σχετίζεται με την ταχύτητα του ρότορα (N) και τον ρυθμό (ες). Ο ρυθμός κλίσης ορίζεται ως (n 0 - n)/n 0 και αντιπροσωπεύει τη διαφορά μεταξύ της ταχύτητας του ρότορα και της σύγχρονης ταχύτητας ως ποσοστού της σύγχρονης ταχύτητας. Ο ρυθμός κλίσης είναι μέγιστος όταν ξεκινά ο κινητήρας (s=1), όταν το επαγόμενο δυναμικό του ρότορα είναι μέγιστο. Με την αύξηση της ταχύτητας του κινητήρα, ο ρυθμός διαφοράς περιστροφής μειώνεται σταδιακά και το επαγόμενο δυναμικό του ρότορα μειώνεται επίσης ανάλογα.
Πρόβλημα μετατροπής συχνοτήτων
Στη διαδικασία της ρύθμισης της ταχύτητας μετατροπής συχνότητας, εάν ο κινητήρας μειώνει ξαφνικά τη συχνότητα όταν λειτουργεί με υψηλή συχνότητα και η ταχύτητα του κινητήρα δεν ελέγχεται με την πάροδο του χρόνου, η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να υπερβεί τη σύγχρονη ταχύτητα. Αυτή τη στιγμή, ο κινητήρας θα βρίσκεται σε κατάσταση παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, δημιουργώντας μια αντίστροφη ηλεκτρομαγνητική δύναμη για να φορτίσει τον μετατροπέα. Εάν αυτή η αντίστροφη δύναμη ηλεκτρομώματος υπερβαίνει την ανοχή του μετατροπέα συχνότητας, θα προκαλέσει τον μετατροπέα συχνότητας να αναφέρει σφάλματα υπερτιμήσεων. Επομένως, στο σύστημα ελέγχου ταχύτητας μετατροπής συχνότητας, πρέπει να ληφθούν αποτελεσματικά μέτρα ελέγχου για να αποφευχθεί η εμφάνιση αυτού του φαινομένου υπέρτασης.
Συνοπτικά, το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο της ρύθμισης της ταχύτητας μετατροπής και της ταχύτητας της συχνότητας είναι σημαντικά περιεχόμενα στην τεχνολογία κινητήρα. Με την ανάλυση του σχηματισμού και της ρύθμισης του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, της αρχής του ελέγχου της ταχύτητας μετατροπής συχνότητας, του δυναμικού που προκαλείται από τον ρότορα και του ρυθμού περιστροφής και του προβλήματος υπέρτασης μετατροπής συχνότητας, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα τα λειτουργικά χαρακτηριστικά και την απόδοση του κινητήρα, και να παρέχει ισχυρή τεχνική υποστήριξη για το σχεδιασμό, την κατασκευή και την εφαρμογή του κινητήρα!