Quando la tensione viene ridotta, il motore, in quanto dispositivo centrale dell'azionamento elettrico, subisce una serie di cambiamenti significativi

Quando la tensione viene ridotta, il motore, in quanto dispositivo centrale di un azionamento elettrico, subisce una serie di cambiamenti significativi. Di seguito è riportata un'analisi dettagliata di questi cambiamenti, pensata per aiutare a comprendere meglio l'impatto della riduzione della tensione sulle prestazioni e sulle condizioni operative del motore.

Primo, Modifiche attuali
Spiegazione del principio: secondo la legge di Ohm, la relazione tra corrente I, tensione U e resistenza R è I = U/R. Nei motori elettrici, la resistenza R (principalmente resistenza statorica e resistenza rotorica) di solito non varia di molto, quindi la riduzione della tensione U porterà direttamente a un aumento della corrente I. Per diversi tipi di motori elettrici, la variazione di corrente sarà la stessa di quella della resistenza statorica. Per diversi tipi di motori, le manifestazioni specifiche delle variazioni di corrente possono variare.

Prestazioni specifiche:
Motori a corrente continua: i motori a corrente continua senza spazzole (BLDC) e i motori a corrente continua con spazzole subiscono un aumento significativo di corrente quando la tensione viene ridotta, a carico costante. Questo perché il motore richiede più corrente per mantenere la coppia originale in uscita.

Motori a corrente alternata: per i motori asincroni, sebbene il motore riduca automaticamente la velocità per adattarsi al carico quando la tensione viene ridotta, la corrente potrebbe comunque aumentare in caso di carico più pesante o con variazioni più rapide. Per quanto riguarda i motori sincroni, se il carico rimane invariato quando la tensione viene ridotta, la corrente non cambierà teoricamente di molto, ma se il carico aumenta, anche la corrente aumenterà.

cambio di coppia e velocità

Variazione della coppia: la riduzione della tensione solitamente comporta una riduzione della coppia del motore. Questo perché la coppia è proporzionale al prodotto di corrente e flusso, e quando la tensione viene abbassata, sebbene la corrente aumenti, il flusso può diminuire a causa della mancanza di tensione, con conseguente diminuzione della coppia complessiva. Tuttavia, in alcuni casi, come nei motori a corrente continua, un aumento sufficiente della corrente può compensare in una certa misura la diminuzione del flusso, mantenendo la coppia relativamente stabile.

Variazione di velocità: per i motori a corrente alternata (CA), in particolare quelli asincroni e sincroni, una riduzione di tensione si tradurrà direttamente in una riduzione di velocità. Questo perché la velocità del motore è correlata alla frequenza di alimentazione e al numero di coppie di poli del motore, e la riduzione di tensione influirà sull'intensità del campo elettromagnetico del motore, che a sua volta ridurrà la velocità. Per i motori a corrente continua (CC), la velocità è proporzionale alla tensione, quindi la velocità diminuirà di conseguenza al diminuire della tensione.

Uno, efficienza e calore
Minore efficienza: una tensione inferiore riduce l'efficienza del motore. Poiché il motore, in funzionamento a bassa tensione, necessita di più corrente per mantenere la potenza in uscita, l'aumento di corrente aumenterà le perdite nel rame e nel ferro del motore, riducendone così l'efficienza complessiva.
Maggiore generazione di calore: a causa dell'aumento di corrente e della riduzione dell'efficienza, i motori generano più calore durante il funzionamento. Questo non solo accelera l'invecchiamento e l'usura del motore, ma può anche innescare l'attivazione del dispositivo di protezione dal surriscaldamento, con conseguente spegnimento del motore.

Quindi, l'impatto sulla durata del motore
Il funzionamento prolungato in ambienti con tensione instabile o a bassa tensione ridurrà notevolmente la durata del motore. Infatti, la riduzione di tensione causata dall'aumento di corrente, le fluttuazioni di coppia, il calo di velocità e la riduzione dell'efficienza, nonché altri problemi, causeranno danni alla struttura interna e alle prestazioni elettriche del motore. Inoltre, l'aumento della generazione di calore accelererà anche il processo di invecchiamento del materiale isolante del motore.

Altro, Contromisure
Per ridurre l'impatto della riduzione di tensione sul motore, è possibile adottare le seguenti misure:
Ottimizzare il sistema di alimentazione: assicurarsi che la tensione della rete elettrica sia stabile, per evitare l'impatto delle fluttuazioni di tensione sul motore.
Selezione di motori adatti: nella progettazione e nella selezione delle fluttuazioni di tensione tenere pienamente in considerazione i fattori di selezione dei motori con un'ampia gamma di adattamento della tensione.
Installare uno stabilizzatore di tensione: installare uno stabilizzatore di tensione o un regolatore di tensione all'ingresso del motore per mantenere la stabilità della tensione.

Rafforzare la manutenzione: ispezione e manutenzione regolari del motore per rilevare e risolvere tempestivamente potenziali problemi, in modo da prolungare la durata utile del motore.
In sintesi, l'impatto della riduzione di tensione sul motore è multiforme e include variazioni di corrente, di coppia e di velocità, problemi di efficienza e di surriscaldamento, oltre all'impatto sulla durata del motore. Pertanto, nelle applicazioni pratiche è necessario adottare misure efficaci per ridurre questi effetti e garantire il funzionamento sicuro e stabile del motore.