Torque-Slip & Torque-Speed Curves: ພາກພື້ນ ແລະ ປະສິດທິພາບ

ລັກສະນະ Torque-slip ແລະ torque-speed ເປັນພື້ນຖານສໍາລັບຄວາມເຂົ້າໃຈວິທີທີ່ induction motor ພັດທະນາ torque ແລະ ຕອບສະຫນອງຕໍ່ສະພາບການດໍາເນີນງານທີ່ປ່ຽນແປງ. ໂຄ້ງເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງຄວາມໄວຂອງແຮງກະຕຸ້ນ, ການລົ້ມ ແລະ ຄວາມໄວຂອງ rotor ຈາກການຢຸດກັບການແລ່ນຕາມປົກກະຕິ, ນ້ໍາຫນັກເກີນໄປ ແລະ ຂອບເຂດການດໍາເນີນງານອື່ນໆ. ເຂົາເຈົ້າຍັງຊ່ວຍອະທິບາຍການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ພະລັງແຮງສູງສຸດ, ຜົນກະທົບຂອງການຕ້ານທານ rotor ແລະການນໍາໃຊ້ຄຸນລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ໃນການວິເຄາະຂອງເຄື່ອງຈັກ.

ຄ1. ພາບລວມຂອງ Torque-Slip ແລະ Torque-Speed

ຄ2. Slip ເປັນ ພື້ນຖານ ຂອງ ການ ຜະລິດ ພະລັງ ແຮງ

ຄ3. ການອ່ານລັກສະນະ Torque-Slip

ຄ4. ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງແຮງກັບຄວາມໄວຂອງເຄື່ອງຈັກ

ຄ5. ຈຸດ Torque ແລະ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ

ຄ6. Rotor Resistance ແລະ Curve Shift

ຄ7. ຂອບເຂດການດໍາເນີນງານຂອງ Torque Curves

ຄ8. ການນໍາໃຊ້ຄຸນລັກສະນະຂອງຄວາມໄວຂອງແຮງກະຕຸ້ນ ແລະ ຄວາມໄວຂອງແຮງກະຕຸ້ນ

ຄ9. ຂັ້ນຕອນສໍາລັບການອ່ານ Torque-Slip ແລະ Torque-Speed Curves

ຄ10. ສະຫລຸບ

ຄ11. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]

Figure 1. Torque-Slip and Torque-Speed

ພາບລວມຂອງ Torque-Slip ແລະ Torque-Speed

ຄຸນລັກສະນະຂອງຄວາມໄວຂອງແຮງກະຕຸ້ນແລະຄວາມໄວຂອງແຮງກະຕຸ້ນອະທິບາຍເຖິງພຶດຕິກໍາທາງແມ່ເຫຼັກແບບດຽວກັນຂອງເຄື່ອງຈັກ induction ຈາກສອງມຸມມອງ.

ໂຄ້ງ torque-slip ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ torque ແຕກຕ່າງກັນແນວໃດກັບການ slip, ໃນຂະນະທີ່ torque-speed curve ສະແດງຄວາມສໍາພັນແບບດຽວກັນໂດຍໃຊ້ຄວາມໄວຂອງ rotor ແທນທີ່ຈະ slip. ເນື່ອງຈາກຄວາມໄວຂອງ rotor ສາມາດວັດແທກໄດ້ໂດຍກົງ, ຄຸນລັກສະນະຂອງຄວາມໄວຂອງແຮງກະຕຸ້ນຈຶ່ງຖືກໃຊ້ທົ່ວໄປໃນການວິເຄາະຕົວຈິງ.

ຕົວ ແທນ ສອງ ຢ່າງ ນີ້ ສາມາດ ແລກປ່ຽນ ກັນ ໄດ້ ແລະ ເປັນ ພື້ນຖານ ສໍາລັບ ຄວາມ ເຂົ້າ ໃຈ ປະສິດທິພາບ ຂອງ motor ພາຍ ໃຕ້ ເງື່ອນ ໄຂ ການ ດໍາເນີນ ງານ ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ.

Slip ເປັນ ພື້ນຖານ ຂອງ ການ ຜະລິດ ພະລັງ ແຮງ

Figure 2. Slip as the Basis of Torque Production

ເຄື່ອງ ຈັກ induction ຕ້ອງ ມີ slip ເພື່ອ ສ້າງ ພະ ລັງ ແຮງ. Slip ສ້າງການເຄື່ອນເຫນັງລະຫວ່າງທົ່ງແມ່ເຫຼັກທີ່ຫມູນວຽນແລະrotor. ການເຄື່ອນເຫນັງນີ້ເຮັດໃຫ້ rotor EMF ແລະ rotor ກະແສ, ຊຶ່ງມີປະຕິກິລິຍາກັບທົ່ງແມ່ເຫຼັກເພື່ອຜະລິດພະລັງແຮງ.

ຖ້າ rotor ເຖິງ ຄວາມ ໄວ ດຽວ ກັນ, ມັນ ຈະ ບໍ່ ມີ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ທີ່ ກ່ຽວ ພັນ ກັນ. ໃນ ສະພາບ ນັ້ນ, rotor EMF ແລະ ກະ ແສ rotor ຈະ ຫາຍ ໄປ, ສະນັ້ນ motor ຈະ ບໍ່ ມີ ພະລັງ ແຮງ. ດ້ວຍເຫດນີ້ຕາມປົກກະຕິແລ້ວ induction motor ຈະບໍ່ແລ່ນດ້ວຍຄວາມໄວທີ່ແນ່ນອນ.

ເມື່ອພາລະຫນັກຂອງເຄື່ອງຈັກເພີ່ມຂຶ້ນ, rotor ຈະຊ້າລົງຫນ້ອຍຫນຶ່ງ. ສິ່ງ ນີ້ ຈະ ເພີ່ມ ຄວາມ ລົ້ມ ເຫລວ ແລະ ອະນຸຍາດ ໃຫ້ motor ພັດທະນາ ພະລັງ ແຮງ ຫລາຍ ຂຶ້ນ. ໃນ ວິ ທີ ນີ້, slip ອະ ນຸ ຍາດ ໃຫ້ motor ຕອບ ຮັບ ໂດຍ ອັດ ຕະ ໂນ ມັດ ຕໍ່ ການ ປ່ຽນ ແປງ ນ້ໍາ ຫນັກ.

ການອ່ານລັກສະນະ Torque-Slip

Figure 3. Reading the Torque-Slip Characteristic

ຂອບເຂດຕ່ໍາ: ການແລ່ນທີ່ຫມັ້ນຄົງ

ໃນ ຂອບ ເຂດ ທີ່ ຕ່ໍາ ຕ້ອຍ, ເຄື່ອງ ຈັກ ຈະ ແລ່ນ ໃກ້ ກັບ ຄວາມ ໄວ ຂອງ synchronous. ໃນສ່ວນນີ້ຂອງໂຄ້ງ, ພະລັງແຮງຈະເພີ່ມຂຶ້ນເກືອບຕາມອັດຕາສ່ວນໂດຍກົງກັບການລົ້ມ. ເມື່ອພາລະຫນັກເພີ່ມຂຶ້ນຫນ້ອຍຫນຶ່ງ, ການລົ້ມກໍຈະເພີ່ມຂຶ້ນຫນ້ອຍຫນຶ່ງ, ແລະ motor ຈະພັດທະນາພະລັງແຮງຫຼາຍຂຶ້ນ.

ນີ້ ຄື ຂອບ ເຂດ ທໍາ ມະ ດາ ຂອງ ເຄື່ອງ ຈັກ induction. ມັນ ເປັນ ພາກ ສ່ວນ ທີ່ ຫມັ້ນ ຄົງ ຂອງ ໂຄ້ງ, ບ່ອນ ທີ່ ຄວາມ ໄວ ບໍ່ ປ່ຽນ ແປງ, ແລະ ພະ ລັງ ຈະ ປັບ ຕົວ ຢ່າງ ສະ ບາຍ ເມື່ອ ນ້ໍາ ຫນັກ ປ່ຽນ ແປງ.

ພາກກາງ: ພະລັງແຮງສູງສຸດ

ເມື່ອ ການ ລົ້ມ ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ ເລື້ອຍໆ, ພະລັງ ຈະ ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ ຈົນ ເຖິງ ຄຸນຄ່າ ສູງ ສຸດ. ຈອມ ພູ ນີ້ ເອີ້ນ ວ່າ ພະ ລັງ ແຮງ ສູງ ສຸດ, ພະ ລັງ ດຶງ ອອກ ຫລື ພະ ລັງ ບັງຄັບ.

ຈຸດ ນີ້ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ພະລັງ ແຮງ ທີ່ ສຸດ ທີ່ motor ສາມາດ ຜະລິດ ໄດ້ ກ່ອນ ຄວາມ ໄວ ຂອງ ມັນ ຈະ ຫລຸດ ລົງ ຢ່າງ ໄວ. ມັນ ຫມາຍ ເຖິງ ຂອບ ເຂດ ສູງ ສຸດ ຂອງ ການ ພັດ ທະ ນາ ພະ ລັງ ທີ່ ຫມັ້ນ ຄົງ. ໃກ້ຈຸດນີ້, ເຄື່ອງຈັກສາມາດຮັບມືກັບພາລະຫນັກໄດ້ໃນໄລຍະສັ້ນໆ, ແຕ່ບໍ່ຄວນຢູ່ໃນສະພາບນີ້ດົນ.

ເງື່ອນໄຂສໍາລັບພະລັງແຮງສູງສຸດຕາມປົກກະຕິແລ້ວຈະຂຽນດັ່ງນີ້:

R₂ = sX₂₀

ຂອບເຂດສູງ: ການລົ້ມລົງແລະຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການຢຸດ

ຫລັງ ຈາກ ຈຸດ ພະ ລັງ ແຮງ ສູງ ສຸດ, ການ ເພີ່ມ ທະ ວີ ຂຶ້ນ ອີກ ໃນ ການ ລົ້ມ ເຫລວ ຈະ ເຮັດ ໃຫ້ ພະ ລັງ ແຮງ ລົດ ລົງ. ສ່ວນນີ້ຂອງໂຄ້ງບໍ່ຫມັ້ນຄົງ.

ໃນຂົງເຂດນີ້, ເຄື່ອງຈັກຈະຊ້າລົງໃນຂະນະທີ່ສູນເສຍພະລັງ. ຖ້າພາລະຫນັກສູງເກີນໄປ, ເຄື່ອງຈັກອາດຢຸດ. ກະ ແສ ແລະ ຄວາມ ຮ້ອນ ກໍ ສູງ ຂຶ້ນ ໄວ, ສະ ນັ້ນ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ ໃນ ຂອບ ເຂດ ນີ້ ຈຶ່ງ ບໍ່ ເຫມາະ ສົມ ສໍາ ລັບ ການ ແລ່ນ ຕາມ ປົກກະຕິ.

ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງແຮງກັບຄວາມໄວຂອງເຄື່ອງຈັກ

Figure 4. Torque Variation with Motor Speed

ລັກສະນະຄວາມໄວຂອງແຮງກະຕຸ້ນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມໄວຂອງເຄື່ອງຈັກປ່ຽນແປງແນວໃດເມື່ອຄວາມໄວຂອງ rotor ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 0 ເຖິງຄວາມໄວເກືອບປະສານກັນ. ເມື່ອຢຸດ, ຄວາມໄວຂອງ rotor ແມ່ນ 0 ແລະ slip ແມ່ນ 1, ດັ່ງນັ້ນ motor ຈະພັດທະນາພະລັງກະຕຸ້ນເລີ່ມຕົ້ນ. ເມື່ອ rotor ເລັ່ງ ໄວ, ພະ ລັງ ຈະ ເພີ່ມ ຂຶ້ນ ຈົນ ເຖິງ ພະ ລັງ ແຮງ ສູງ ສຸດ ໃນ ຄວາມ ໄວ ກາງ. ນອກ ເຫນືອ ໄປ ຈາກ ຈຸດ ນີ້, ພະ ລັງ ຈະ ຫລຸດ ຫນ້ອຍ ລົງ ເມື່ອ ຄວາມ ໄວ ຂອງ rotor ເຂົ້າ ໃກ້ ຄວາມ ໄວ ຂອງ synchronous .

ໂຄ້ງນີ້ໃຫ້ພາບໂດຍກົງຂອງພຶດຕິກໍາຂອງການເຄື່ອນໄຫວໃນລະຫວ່າງການເລີ່ມຕົ້ນ, ການເລັ່ງໄວ ແລະ ການແລ່ນຕາມປົກກະຕິ. ເນື່ອງຈາກຄວາມໄວຂອງ rotor ແລະ slip ກ່ຽວຂ້ອງກັນ, ຄວາມໄວທີ່ແຮງສູງສຸດສາມາດຂຽນໄດ້ດັ່ງນີ້:

Nm = Ns (1 − sm)

ໃນນັ້ນ Nm ແມ່ນຄວາມໄວຂອງ rotor ທີ່ແຮງກະຕຸ້ນສູງສຸດ, Ns ແມ່ນຄວາມໄວ synchronous ແລະ sm ແມ່ນຄວາມໄວຂອງ slip ທີ່ແຮງແຮງສູງສຸດ.

ຈຸດ ແຮງ ແລະ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ

Figure 5. Torque Points and Stable Operation

ພະລັງ ເລີ່ມຕົ້ນ ແມ່ນ ພະລັງ ທີ່ ເກີດ ຂຶ້ນ ເມື່ອ ເຄື່ອງ ຈັກ ຢຸດ ພັກ. ມັນ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ວ່າ ມີ ພະລັງ ຫັນ ຫລາຍ ຂະຫນາດ ໃດ ເມື່ອ ເຄື່ອງ ຈັກ ເລີ່ມ ຫມຸນ.

ພະລັງ ແຮງ ສູງ ສຸດ ແມ່ນ ພະລັງ ແຮງ ທີ່ ສຸດ ທີ່ motor ສາມາດ ພັດທະນາ ໄດ້ ກ່ອນ ພະລັງ ຈະ ເລີ່ ມຫລຸດ ລົງ. ມັນ ຫມາຍ ເຖິງ ຂອບ ເຂດ ສູງ ສຸດ ຂອງ ພະລັງ ທີ່ motor ສາມາດ ສະຫນັບສະຫນູນ ໄດ້ ໃນ ຂະນະ ທີ່ ຍັງ ແລ່ນ ຢູ່ ຢ່າງ ຖືກຕ້ອງ.

ການ ແລ່ນ ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ ຈະ ເກີດ ຂຶ້ນ ໃນ ສ່ວນ ທີ່ ສູງ ຂຶ້ນ ຂອງ ໂຄ້ງ torque-slip, ກ່ອນ ຈຸດ torque ສູງ ສຸດ. ໃນຂົງເຂດນີ້, ການເພີ່ມພາລະຫນັກເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງຈັກຜະລິດແຮງຫຼາຍຂຶ້ນ, ຊຶ່ງຊ່ວຍໃຫ້ເຄື່ອງຈັກດໍາເນີນງານຕາມປົກກະຕິ.

ສໍາລັບການດໍາເນີນງານຕາມປົກກະຕິ, motor ຄວນແລ່ນຕ່ໍາກວ່າແຮງບັງຄັບເພື່ອວ່າມັນຈະຢູ່ໃນຂອບເຂດການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງ.

Rotor Resistance ແລະ Curve Shift

Figure 6. Rotor Resistance and Curve Shift

ຄວາມຕ້ານທານຂອງ rotor ປ່ຽນຕໍາແຫນ່ງຂອງຈອມພູທັງໃນໂຄ້ງ torque-slip ແລະ torque-speed. ເມື່ອ ຄວາມ ຕ້ານ ທານ ຂອງ rotor ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ, ການ ລົ້ມ ເຫລວ ທີ່ ພະ ລັງ ແຮງ ສູງ ສຸດ ຈະ ສູງ ຂຶ້ນ. ເພາະ ເຫດ ນີ້, ຄວາມ ໄວ ທີ່ ພະ ລັງ ສູງ ສຸດ ຈະ ຕ່ໍາ ລົງ. ຈອມ ພູ ຈະ ປ່ຽນ ໄປ ຫາ ຄວາມ ໄວ ທີ່ ສູງ ກວ່າ ແລະ ຕ່ໍາ ກວ່າ.

ຈຸດ ພື້ນ ຖານ ຄື ຄຸນ ຄ່າ ຂອງ ພະ ລັງ ແຮງ ສູງ ສຸດ ເກືອບ ເທົ່າ ກັນ. ສິ່ງ ທີ່ ປ່ຽນ ແປງ ແມ່ນ ສະຖານ ທີ່ ຂອງ ຈອມ ພູ ນັ້ນ, ບໍ່ ແມ່ນ ຄວາມ ສູງ ຂອງ ມັນ.

ນີ້ ຫມາຍ ຄວາມ ວ່າ motor ສາມາດ ພັດທະນາ ພະລັງ ແຮງ ໃນ ການ ລົ້ມ ເຫລວ ທີ່ ສູງ ກວ່າ, ຊຶ່ງ ຈະ ພັດທະນາ ພຶດຕິ ກໍາ ຂອງ ການ ເລີ່ ມຕົ້ນ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ແຮງກະຕຸ້ນສູງສຸດຈະບັນລຸໃນຄວາມໄວທີ່ຕ່ໍາກວ່າ.

ຂອບເຂດການດໍາເນີນງານຂອງ Torque Curves

Figure 7. Operating Regions of the Torque Curves

ເຂດຂັບລົດ

ໃນ ການ ຂັບ ລົດ, rotor ຈະ ແລ່ນ ຕ່ໍາ ກວ່າ ຄວາມ ໄວ ຂອງ synchronous ແລະ ຜະລິດ ເຄື່ອງ ຈັກ ທີ່ ມີ ປະ ໂຫຍດ. ນີ້ ຄື ສະພາບ ການ ແລ່ນ ມາດຕະຖານ ຂອງ ເຄື່ອງ ຈັກ induction.

ພາກພື້ນທີ່ສ້າງ

ເມື່ອ rotor ຖືກ ຂັບ ໄລ່ ໃຫ້ ສູງ ກວ່າ ຄວາມ ໄວ ຂອງ synchronous, ເຄື່ອງ ຈັກ ຈະ ທໍາ ງານ ເປັນ ເຄື່ອງ generator. ໃນສະພາບນີ້, input ທາງກົນຈັກຈະຖືກປ່ຽນເປັນຜົນຜະລິດໄຟຟ້າ.

ເຂດເບກ

ເມື່ອເຄື່ອງຈັກເຂົ້າໄປໃນຂອບເຂດເບກ, ພະລັງແຮງທີ່ພັດທະນາຂຶ້ນຈະຕໍ່ຕ້ານການຫມູນວຽນແລະເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງຈັກຊ້າລົງ. ວິທີຫນຶ່ງແມ່ນການປິດ, ຊຶ່ງສ້າງແຮງກະຕຸ້ນຄືນເພື່ອຢຸດໄວ. ສິ່ງນີ້ຍັງເຮັດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເພີ່ມຂຶ້ນເພາະພະລັງງານຖືກປ່ອຍອອກມາເປັນຄວາມຮ້ອນ.

ການນໍາໃຊ້ຄຸນລັກສະນະຂອງ Torque-Slip ແລະ Torque-Speed

• ກວດ ເບິ່ງ ຄວາມ ສາ ມາດ ເລີ່ມ ຕົ້ນ

• ສະແດງພຶດຕິກໍາການເລັ່ງໄວ

• ຊ່ວຍປະເມີນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມໄວ

• ລະບຸຂໍ້ຈໍາກັດຂອງການຫນັກຫນ່ວງ

• ຊ່ວຍກວດສອບຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການຄ້າງ

• ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ປະສິດທິພາບ ໃນ ລະຫວ່າງ ການ ຢຽບ ເບກ ແລະ ການ ສ້າງ

ຂັ້ນຕອນສໍາລັບການອ່ານ Torque-Slip ແລະ Torque-Speed Curves

• ລະບຸຄວາມໄວ synchronous

• ຊອກ ຫາ ພະ ລັງ ເລີ່ມ ຕົ້ນ ໃນ ການ ຢຸດ

• ຊອກຫາຂອບເຂດການແລ່ນຕາມປົກກະຕິໃກ້ກັບຄວາມໄວ synchronous

• ຊອກ ຫາ ຈຸດ ແຮງ ກ້າ ສູງ ສຸດ ໃນ ໂຄ້ງ

• ກວດເບິ່ງວ່າພາລະຫນັກທີ່ຈໍາເປັນຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ຫມັ້ນຄົງຫຼືບໍ່

• ທົບທວນວ່າການເຄື່ອນເຫນັງເກີນໄປສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍເຄື່ອງຈັກເຂົ້າໄປໃນຂອບເຂດທີ່ມີແຮງກະຕຸ້ນຕົກລົງຫຼືບໍ່

• ພິຈາລະນາຜົນກະທົບຂອງຄວາມຕ້ານທານຂອງ rotor ຕໍ່ການເລີ່ມຕົ້ນ ແລະ ຄວາມໄວ

ການສະຫລຸບ

ລັກສະນະ torque-slip ແລະ torque-speed ໃຫ້ວິທີທີ່ແຈ່ມແຈ້ງໃນການສຶກສາປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງຈັກ induction. ມັນ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ວ່າ ພະ ລັງ ຖືກ ສ້າງ ຂຶ້ນ ແນວ ໃດ, ມັນ ປ່ຽນ ແປງ ແນວ ໃດ ກັບ ການ ລົ້ມ ເຫລວ ແລະ ຄວາມ ໄວ, ບ່ອນ ທີ່ ການ ແລ່ນ ທີ່ ຫມັ້ນ ຄົງ ເກີດ ຂຶ້ນ, ແລະ ສິ່ງ ທີ່ ເກີດ ຂຶ້ນ ໃກ້ ນ້ໍາ ຫນັກ ເກີນ ໄປ ຫລື ຢຸດ. ເຂົາເຈົ້າຍັງອະທິບາຍເຖິງວິທີທີ່ຄວາມຕ້ານທານຂອງ rotor ປ່ຽນແປງໂຄ້ງ ແລະ ວິທີທີ່ເຄື່ອງຈັກປະພຶດໃນຂອບເຂດການຂັບລົດ, ການສ້າງ ແລະ ການເບກ. ບຸກຄະລິກລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບຄວາມເຂົ້າໃຈ, ການປະເມີນ ແລະ ການອ່ານພຶດຕິກໍາຂອງການເຄື່ອນໄຫວຢ່າງຖືກຕ້ອງ.