Nella tecnologia motoria, il campo magnetico rotante è un concetto centrale che determina le caratteristiche operative e le prestazioni di un motore. Quando il rotore di un motore viene rimosso e viene applicato solo un alimentatore trifase allo statore, all'interno dello statore viene generato un campo magnetico rotante. L'esistenza di questo campo magnetico è la base per il funzionamento del motore e la sua velocità, direzione e flusso magnetico può essere regolata da condizioni esterne.
Formazione e regolazione del campo magnetico rotante
Il campo magnetico rotante è formato dagli avvolgimenti trifase sullo statore del motore passando attraverso di essa una corrente alternata trifase. La velocità di rotazione di questo campo magnetico, noto anche come velocità di rotazione sincrona (n 0), è determinata dalla frequenza dell'alimentazione (F) e dal numero di coppie di pole (p) degli avvolgimenti dello statore. La formula per il calcolo della velocità sincrona è n 0=60 f/p. Pertanto, la regolazione della velocità di rotazione del campo magnetico rotante può essere raggiunta variando la frequenza dell'alimentazione o il numero di coppie di pole dello statore.
Principio del controllo della velocità di frequenza variabile
Il controllo della velocità di conversione della frequenza viene realizzato modificando la frequenza dell'alimentazione per regolare la velocità del motore. Nel sistema di controllo della velocità di conversione di frequenza, il convertitore di frequenza, come apparecchiatura centrale, può convertire l'alimentazione a frequenza industriale fissa in alimentazione CA regolabile in frequenza. Quando la frequenza dell'alimentazione cambia, la velocità di rotazione del campo magnetico rotante cambia anche, guidando così il rotore del motore a funzionare a una nuova velocità sincrona.
Nel processo di regolazione della velocità di conversione della frequenza, è necessario prestare particolare attenzione alla proporzionalità tra tensione e frequenza. Al fine di garantire che il flusso magnetico (φm) all'interno del motore sia costante, la tensione U e la frequenza di alimentazione F devono mantenere una determinata relazione proporzionale. Questa proporzionalità è generalmente rappresentata dalla curva V/F. Nell'intervallo di frequenza fondamentale, quando la frequenza aumenta, la tensione deve aumentare di conseguenza per mantenere stabile il flusso magnetico.
Potenziale indotto dal rotore e velocità di rotazione
Il rotore di un motore taglia anche il campo magnetico rotante generato dallo statore durante la rotazione, con conseguente potenziale indotto (E2). L'entità di questo potenziale indotto è correlata alla velocità del rotore (N) e alla velocità (i). La velocità di serie è definita come (n 0 - n)/n 0 e rappresenta la differenza tra la velocità del rotore e la velocità sincrona in proporzione della velocità sincrona. La velocità di serie è massima quando il motore viene avviato per la prima volta (S=1), quando il potenziale indotto del rotore è massimo. Con l'aumento della velocità del motore, la velocità di differenza di rotazione diminuisce gradualmente e anche il potenziale indotto del rotore diminuisce di conseguenza.
Problema di sovratensione di conversione di frequenza
Nel processo di regolazione della velocità di conversione della frequenza, se il motore riduce improvvisamente la frequenza quando funziona ad alta frequenza e la velocità del motore non è controllata nel tempo, la velocità del motore può superare la velocità sincrona. Al momento, il motore sarà in uno stato di generazione di energia, generando una forza elettromotrice inversa per caricare l'inverter. Se questa forza elettromotrice inversa supera la tolleranza del convertitore di frequenza, causerà il segnalazione del convertitore di frequenza per segnalare un guasto di sovratensione. Pertanto, nel sistema di controllo della velocità di conversione di frequenza, è necessario adottare misure di controllo efficaci per prevenire il verificarsi di questo fenomeno di sovratensione.
In sintesi, il campo magnetico rotante della regolazione della velocità di conversione del motore e della frequenza è un contenuto importante nella tecnologia motoria. Analizzando la formazione e la regolazione del campo magnetico rotante, il principio del controllo della velocità di conversione della frequenza, il potenziale indotto dal rotore e la velocità di rotazione e il problema di sovratensione della conversione della frequenza, possiamo comprendere meglio le caratteristiche operative e le prestazioni del motore, e fornire un forte supporto tecnico per la progettazione, la produzione e l'applicazione del motore!