Spadek napięcia zasilania silnika indukcyjnego powoduje pogorszenie warunków pracy silnika, szczególnie gdy silnik jest obciążony znamionowo. Najważniejszy skutek to wzrost prądu pobieranego z sieci, a więc wzrost strat cieplnych w uzwojeniach.
Dlaczego prąd rośnie?
Silnik pracujący pod obciążeniem musi wytworzyć określony moment elektromagnetyczny. Moment silnika indukcyjnego zależy w dużym stopniu od napięcia zasilania — w przybliżeniu jest proporcjonalny do kwadratu napięcia:
- napięcie maleje,
- moment elektromagnetyczny maleje,
- silnik zwiększa poślizg, aby utrzymać obciążenie,
- rośnie prąd wirnika i stojana.
Jeżeli napięcie spadnie np. o 15%, silnik może nadal pracować, ale pobiera większy prąd niż w warunkach znamionowych.
Wpływ na temperaturę silnika
Wzrost prądu powoduje zwiększenie strat w uzwojeniach, czyli strat miedzianych:
- w uzwojeniu stojana,
- w uzwojeniu wirnika lub klatce wirnika.
Straty te zależą od kwadratu prądu:
Pstr = I² · R
Oznacza to, że nawet niewielki wzrost prądu wyraźnie zwiększa ilość wydzielanego ciepła. Dlatego przy spadku napięcia temperatura silnika zwiększa się, mimo że napięcie jest niższe.
Co ze stratami w rdzeniu?
Straty w rdzeniu zależą głównie od napięcia i strumienia magnetycznego. Przy obniżeniu napięcia zwykle nie rosną, lecz raczej maleją. Dlatego nie są główną przyczyną nagrzewania w tej sytuacji.
Wniosek egzaminacyjny
Jeżeli silnik indukcyjny pracuje znamionowo, a napięcie zasilające spadnie, to jego temperatura wzrośnie wskutek zwiększenia strat w uzwojeniach. Jest to typowa konsekwencja wzrostu prądu przy próbie utrzymania wymaganego momentu obciążenia.