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 componente centrale di un azionamento elettrico, subisce una serie di modifiche significative. Di seguito viene presentata un'analisi dettagliata di tali modifiche, pensata per aiutare a comprendere meglio l'impatto della riduzione di tensione sulle prestazioni e sulle condizioni operative del motore.

I. 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 la resistenza dello statore e la resistenza del rotore) di solito non varia molto, quindi una riduzione della tensione U comporterà direttamente un aumento della corrente I. Per diversi tipi di motori elettrici, la variazione di corrente sarà proporzionale alla variazione della resistenza dello statore. 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 della corrente quando la tensione viene ridotta, a parità di carico. Questo perché il motore richiede una corrente maggiore per mantenere la coppia erogata originale.

Motori a corrente alternata: Nei motori asincroni, sebbene la velocità si riduca automaticamente per adattarsi al carico quando la tensione diminuisce, la corrente può comunque aumentare in caso di carico maggiore o di variazioni più rapide. Nei motori sincroni, invece, se il carico rimane invariato quando la tensione diminuisce, la corrente teoricamente non subirà grandi variazioni; tuttavia, se il carico aumenta, anche la corrente aumenterà.

II、cambio di coppia e velocità

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

Variazione di velocità: Nei motori a corrente alternata, in particolare nei motori asincroni e sincroni, una riduzione della tensione comporta direttamente una riduzione della 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 della tensione influisce sull'intensità del campo elettromagnetico del motore, riducendone di conseguenza la velocità. Nei motori a corrente continua, la velocità è proporzionale alla tensione, quindi diminuirà di conseguenza al diminuire della tensione.

III. efficienza e calore
Minore efficienza: una tensione inferiore comporta una minore efficienza del motore. Infatti, quando il motore funziona a bassa tensione, necessita di una corrente maggiore per mantenere la potenza erogata, e l'aumento di corrente incrementa le perdite per effetto Joule e le perdite nel ferro, riducendo così l'efficienza complessiva.
Aumento della generazione di calore: a causa dell'aumento della corrente e della diminuzione dell'efficienza, i motori generano più calore durante il funzionamento. Ciò non solo accelera l'invecchiamento e l'usura del motore, ma può anche innescare l'attivazione del dispositivo di protezione dal surriscaldamento, con conseguente arresto del motore.

IV. l'impatto sulla durata del motore
Il funzionamento prolungato in condizioni di tensione instabile o bassa tensione ridurrà drasticamente la durata del motore. Infatti, la riduzione di tensione causata dall'aumento di corrente, dalle fluttuazioni di coppia, dal calo di velocità e dalla riduzione dell'efficienza, oltre ad altri problemi, danneggerà la struttura interna e le 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 che le fluttuazioni di tensione influiscano sul motore.
Selezione di motori adatti: nella progettazione e selezione dei motori, tenendo pienamente conto delle fluttuazioni di tensione, è necessario considerare anche i fattori che influenzano la scelta di motori con un'ampia gamma di adattamento alla 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: ispezioni e manutenzioni regolari del motore per individuare e risolvere tempestivamente potenziali problemi, al fine di prolungarne la durata.
In sintesi, l'impatto della riduzione di tensione sul motore è multiforme e comprende variazioni di corrente, di coppia e di velocità, problemi di efficienza e di surriscaldamento, nonché ripercussioni sulla durata del motore. Pertanto, nelle applicazioni pratiche è necessario adottare misure efficaci per ridurre tali effetti e garantire un funzionamento sicuro e stabile del motore.