Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về ý nghĩa đường cong của momen động cơ.
1. Giới thiệu
Động cơ cảm ứng được dùng để thực hiện công việc hoàn thành một nhiệm vụ mang tính cơ học nào đó. Khi động cơ cảm ứng hoạt động nó sẽ sử dụng năng lượng điện để tạo ra momen xoắn cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ đó.
Đường cong tốc độ của momen xoắn sẽ cho chúng ta thấy momen xoắn được tạo ra như thế nào khi một động cơ cảm ứng thay đổi cách hoạt động trong suốt các giai đoạn khác nhau.
Hình 1. Đường cong tốc độ của momen xoắn của động cơ cảm ứng.
- Momen khởi động là lượng momen mà động cơ cảm ứng tạo ra khi nó tăng tốc từ vị trí đứng yên.
Nhìn vào hình bên dưới, đường cong momen khởi động đạt 150% momen định mức.
Hình 2. Đường cong momen khởi động.
- Pull up Torque (tạm gọi là Momen kéo tải) là lượng momen dùng để tăng tốc động cơ về tốc độ định mức của nó. Nếu momen của động cơ nhỏ hơn momen cần thiết để tăng tốc kéo tải thì tốc độ của động cơ không thể nào đạt đến tốc độ định mức.
Khi động cơ tiếp tục tăng tốc về tốc độ định mức thì nó sẽ đạt đến một giá trị gọi là momen tới hạn.
Hình 3. Momen tới hạn của động cơ.
Momen tới hạn là lượng momen lớn nhất mà động cơ có thể tạo ra. Hay nói cách khác, tại đây sẽ sinh ra một lực xoắn lớn nhất và một động cơ điện tạo ra với điện áp tương ứng được dùng ở tần số tương ứng mà không có sự suy giảm bất thường trong tốc độ.
Khi động cơ tăng tốc đến tốc độ định mức của nó, momen động cơ lúc này bằng khoảng 80% đến 100% momen định mực của nó. Đó là điều tất nhiên nếu như động cơ được thế kế đúng.
Hình 4. Momen động cơ khi tăng tốc đến tốc độ định mức.
2. Từng trường hợp của tải làm cho momen thay đổi
2.1. Ví dụ 1
Bây giờ chúng ta hãy cùng xem lại ví dụ sau và hãy chú ý đến giá trị momen động cơ.
Hình 5. Momen của động cơ thay đổi khi tăng tải.
Khi tải được tăng lên, tốc độ động cơ giảm kéo theo momen của động cơ sẽ tăng. Từ đó, ta có thể thấy được momen và dòng điện tỉ lệ thuận với nhau; điều đó có nghĩa là một động cơ cảm ứng sẽ có dòng điện lớn hơn khi tăng tải. Vì vậy, khi tải tăng nó sẽ tăng lượng dòng điện mà động cơ sinh ra đồng thời một lượng momen cũng được tạo ra.
Hình 6. Khi tải tăng thì dòng điện và momen cũng tăng theo.
2.2. Ví dụ 2
Chúng ta hãy cùng xem một ví dụ khác, giả sử tải trở nên rất lớn, lớn đến mức làm cho momen động cơ tạo ra gần bằng với giá trị của momen tới hạn (Mth).
Hình 7. Tải vừa bắt đầu tăng.
Hình 8. Tải tăng đến mức giữa.
Chúng ta có thể thấy rằng khi tải càng tăng thì momen cũng tăng theo đường cong này (như hình vẽ), bởi vì lúc này tốc độ của động cơ giảm và dòng điện trong động cơ bắt đầu tăng dần.
Dòng điện trong Rotor bắt đầu giảm khi Rotor đạt trạng thái bão hoà. Điều này làm rời rạc (phân rã) các từ trường trong Rotor, làm cho Rotor quay chậm lại hoặc ngừng hoạt động.
Hình 9. Momen của động cơ khi đầy tải.
Mặc dù dòng điện đang giảm trong Rotor nhưng dòng điện trong toàn bộ hệ thống đang tăng lên, khi động cơ trượt ra ngoài momen tới hạn của nó, nó sẽ bắt đầu tạo ra momen ít hơn và làm cho tốc độ động cơ giảm.
Hình 10. Động cơ trượt ra ngoài momen tới hạn của nó.
Trường hợp này rất có hại cho động cơ do Stator của động cơ quá nóng. Để khắc phục trường hợp này, thông thường người ta sẽ có một relay bảo vệ quá tải, nó sẽ giúp bảo vệ động cơ tránh khỏi hư hại.
Hình 11. Relay nhiệt bảo vệ quá tải động cơ.
Hình 12. Một số Relay nhiệt dùng bảo vệ quá tải động cơ trong thực tế.
