Wanneer de spanning afneemt, zal de motor, als kernapparaat van elektrische aandrijving, een reeks significante veranderingen ondergaan. Hieronder volgt een gedetailleerde analyse van deze veranderingen om de impact van spanningsverlaging op motorprestaties en bedrijfsomstandigheden beter te begrijpen.

1. Huidige wijzigingen

Principe-uitleg: Volgens de wet van Ohm is de relatie tussen stroom I, spanning U en weerstand R I=U/R. In een motor verandert de weerstand R (voornamelijk de statorweerstand en rotorweerstand) meestal niet veel, dus de afname van de spanning U zal direct leiden tot een toename van de stroom I. Voor verschillende typen motoren kan het specifieke gedrag van stroomveranderingen verschillen.

Specifieke prestatie:

Gelijkstroommotoren : Borstelloze gelijkstroommotoren (BLDC) en gelijkstroommotoren met borstels zullen een aanzienlijke toename van de stroomsterkte ondervinden wanneer de spanning wordt verlaagd, mits de belasting constant blijft. Dit komt doordat de motor meer stroom nodig heeft om zijn oorspronkelijke koppel te behouden.

Wisselstroommotor : Bij asynchrone motoren zal de motor weliswaar automatisch zijn snelheid verlagen om zich aan de belasting aan te passen wanneer de spanning daalt, maar de stroomsterkte kan nog steeds toenemen wanneer de belasting zwaar is of snel verandert. Bij een synchrone motor zal de theoretische stroomsterkte niet veel veranderen als de belasting gelijk blijft wanneer de spanning daalt, maar als de belasting toeneemt, zal de stroomsterkte ook toenemen.

2. Veranderingen in koppel en snelheid

Koppelveranderingen: Een verlaging van de spanning resulteert meestal in een verlaging van het motorkoppel. Omdat het koppel evenredig is met het product van stroomsterkte en magnetische flux, kan de magnetische flux afnemen als de spanning wordt verlaagd, ondanks een toename van de stroomsterkte door onvoldoende spanning. Dit resulteert in een afname van het totale koppel. In sommige gevallen, zoals bij gelijkstroommotoren, kan een voldoende verhoogde stroomsterkte de afname van de magnetische flux echter tot op zekere hoogte compenseren, waardoor het koppel relatief stabiel blijft.

Snelheidsveranderingen: Bij wisselstroommotoren, met name asynchrone en synchrone motoren, leidt een verlaging van de spanning direct tot een snelheidsvermindering. Dit komt doordat de snelheid van de motor afhankelijk is van de frequentie van de voeding en het aantal poolparen. Een verlaging van de spanning beïnvloedt de elektromagnetische veldsterkte van de motor, waardoor de snelheid afneemt. Bij gelijkstroommotoren is de snelheid evenredig met de spanning, dus de snelheid zal ook afnemen wanneer de spanning daalt.

3. Efficiëntie en warmteopwekking

Verminderde efficiëntie : Een verlaging van de spanning leidt tot een lagere efficiëntie van de motor. Wanneer de motor op een lagere spanning draait, heeft deze namelijk meer stroom nodig om het uitgangsvermogen te behouden. De toename van de stroom verhoogt het koperverlies en het ijzerverlies van de motor, waardoor de algehele efficiëntie afneemt.

Verhoogde warmteontwikkeling : Door de toename van de stroomsterkte en de afname van het rendement zal de motor tijdens bedrijf meer warmte genereren. Dit versnelt niet alleen de veroudering en slijtage van de motor, maar kan ook de oververhittingsbeveiliging activeren, waardoor de motor uitschakelt.

4. Impact op de levensduur van de motor

Langdurige werking in een omgeving met onstabiele spanning of te lage spanning zal de levensduur van de motor ernstig verkorten. Omdat de toename in stroom, koppelfluctuaties, snelheidsvermindering en efficiëntievermindering veroorzaakt door de spanningsvermindering de interne structuur en elektrische prestaties van de motor zullen beschadigen. Bovendien zal de toename in warmteontwikkeling ook het verouderingsproces van het motorisolatiemateriaal versnellen.

5. Tegenmaatregelen

Om de impact van spanningsverlaging op de motor te verminderen, kunnen de volgende maatregelen worden genomen:

Optimaliseer het voedingssysteem: zorg voor een stabiele spanning op het elektriciteitsnet om spanningsschommelingen te voorkomen die de motor kunnen beïnvloeden.

Kies een geschikte motor: houd bij het ontwerpen en selecteren volledig rekening met de spanningsschommelingen en kies een motor met een breed spanningsbereik.

Installeer een spanningsstabilisator : installeer een spanningsstabilisator aan de ingang van de motor om de spanning stabiel te houden.

Verbeter het onderhoud : inspecteer en onderhoud de motor regelmatig om potentiële problemen tijdig te ontdekken en aan te pakken, waardoor de levensduur van de motor wordt verlengd.

Samenvattend is de impact van spanningsverlaging op de motor veelzijdig, waaronder stroomveranderingen, koppel- en snelheidsveranderingen, efficiëntie- en hitteproblemen en de impact op de levensduur van de motor. Daarom moeten er in praktische toepassingen effectieve maatregelen worden genomen om deze effecten te verminderen om de veilige en stabiele werking van de motor te garanderen.