Welke gevolgen heeft een spanningsdaling voor de motor?

I. Huidige variatie
Volgens de wet van Ohm is het verband tussen stroomsterkte I, spanning U en weerstand R: I = U/R. In motoren verandert de weerstand R (voornamelijk de statorweerstand en de rotorweerstand) meestal niet veel, waardoor een afname van de spanning U direct leidt tot een toename van de stroomsterkte I. Voor verschillende motortypes kunnen de specifieke gevolgen van deze stroomverandering variëren.

Specifieke verschijningsvormen:
DC-motor: Bij borstelloze DC-motoren (BLDC) en geborstelde DC-motoren neemt de stroomsterkte aanzienlijk toe wanneer de spanning daalt en de belasting constant blijft. Dit komt doordat de motor meer stroom nodig heeft om het oorspronkelijke koppel te behouden.
Wisselstroommotor: Bij asynchrone motoren zal de motor weliswaar automatisch zijn snelheid verlagen om zich aan te passen aan de belasting wanneer de spanning daalt, maar in gevallen waarin de belasting zwaar is of snel verandert, kan de stroomsterkte toch toenemen. Bij synchrone motoren is de stroomverandering theoretisch niet significant wanneer de spanning daalt en de belasting gelijk blijft. Als de belasting echter toeneemt, zal de stroomsterkte ook toenemen.

II. Veranderingen in koppel en snelheid
Koppelveranderingen: Een daling van de spanning leidt doorgaans tot een vermindering van het koppel van de motor. Omdat het koppel recht evenredig is met het product van stroomsterkte en magnetische flux, kan de magnetische flux afnemen als gevolg van een te lage spanning, ondanks een toename van de stroomsterkte. Dit resulteert in een algehele afname van het koppel. In bepaalde gevallen, zoals bij gelijkstroommotoren, kan een voldoende verhoogde stroomsterkte de afname van de magnetische flux echter gedeeltelijk compenseren, waardoor het koppel relatief stabiel blijft.
Snelheidsveranderingen: Bij wisselstroommotoren, met name asynchrone en synchrone motoren, leidt een spanningsdaling direct tot een snelheidsvermindering. Dit komt doordat de snelheid van de motor afhankelijk is van de frequentie van de voeding en het aantal polen van de motor. Een spanningsdaling beïnvloedt de elektromagnetische veldsterkte van de motor, waardoor de snelheid afneemt. Bij gelijkstroommotoren is de snelheid recht evenredig met de spanning, dus een spanningsdaling zorgt ervoor dat de snelheid navenant afneemt.

III. Rendement en warmteopwekking
Rendementsverlies: Een verlaging van de spanning leidt tot een lager rendement van de motor. Wanneer de motor op een lagere spanning werkt, heeft deze meer stroom nodig om het uitgangsvermogen te behouden. De toename van de stroom leidt tot een toename van het koperverlies en het ijzerverlies in de motor, waardoor het algehele rendement afneemt.
Warmtetoename: Door de toename van de stroomsterkte en de afname van het rendement genereert de motor tijdens bedrijf meer warmte. Dit versnelt niet alleen de veroudering en slijtage van de motor, maar kan ook de oververhittingsbeveiliging activeren, waardoor de motor stopt.

IV. Invloed op de levensduur van de motoriek
Het langdurig gebruiken van een motor in een omgeving met instabiele of lage spanning verkort de levensduur aanzienlijk. Dit komt doordat de spanningsdaling leidt tot een hogere stroomsterkte, een fluctuerend koppel, een lager toerental en een lager rendement. Dit alles kan de interne structuur en de elektrische prestaties van de motor beschadigen. Bovendien versnelt de toegenomen warmteontwikkeling het verouderingsproces van de isolatiematerialen van de motor.

V. Tegenmaatregelen
Om de gevolgen van spanningsverlaging op de motor te beperken, kunnen de volgende maatregelen worden genomen:
Optimaliseer het voedingssysteem: Zorg voor een stabiele netspanning en voorkom spanningsschommelingen die de motor kunnen beschadigen.
Selecteer de juiste motoren: Houd bij het ontwerpen en selecteren rekening met spanningsschommelingen en kies motoren met een breed spanningsbereik.
Installeer spanningsstabilisatoren: Voeg spanningsstabilisatoren of -regelaars toe aan de ingang van de motor om de spanning stabiel te houden.
Verbeter het onderhoud: Inspecteer en onderhoud de motor regelmatig om potentiële problemen tijdig op te sporen en aan te pakken, waardoor de levensduur van de motor wordt verlengd.
Samenvattend heeft de impact van spanningsverlaging op de motor diverse gevolgen, waaronder veranderingen in stroomsterkte, koppel en snelheid, rendement en warmteontwikkeling, evenals invloed op de levensduur van de motor. Daarom moeten in de praktijk effectieve maatregelen worden genomen om deze effecten te beperken en een veilige en stabiele werking van de motor te garanderen.