Защо единофазен мотор изисква повече ток при пускане, отколкото при работна експлойтация?

Еднофазните мотори изискват по-голям ток при стартиране в сравнение с постоянната работа, главно поради следните причини:

1. Инерция при стартиране

При стартиране, моторът трябва да преодолее собствената си статична инерция. Тъй като моторът е неподвижен преди стартирането, се изисква по-голям момент за преодоляване на статичното триене и ускоряване до работна скорост. Този процес изисква по-висок ток, за да предостави необходимия стартов момент в сравнение с нормалната работа.

2. Промяна в плътността на потока

При стартиране, плътността на потока в мотора трябва да бъде установена от нула. Това означава, че моторът изисква по-голям ток, за да бъде бързо създадено магнитното поле, необходимо за генериране на достатъчен стартов момент. Когато моторът започне да се върти, плътността на потока се стабилизира и изискваният ток намалява.

3. Фазово различие

Еднофазните мотори, при стартиране, разполагат само с една фаза на мощност, която не произвежда естествено въртящо магнитно поле. За да се симулира въртящо магнитно поле, обикновено се използват кондензатори, резистори или PTC (Positive Temperature Coefficient) термистори като помагало за стартиране. Тези компоненти предоставят допълнително фазово различие при стартиране, правейки разпределението на тока по-равномерно, за да се генерира въртящо магнитно поле. Този процес изисква по-голям ток за активация.

4. Механично съпротивление

Освен преодоляването на инерцията на мотора, моторът може да трябва да преодолее и съпротивлението на зареждането, което привежда. Ако моторът е свързан с механично зареждане с маса или триене, се изисква по-голям момент, за да се преодолеят тези съпротивления, което води до увеличаване на стартиращия ток.

5. Индуктивен ефект

Обмотките на мотора имат индуктивни свойства, което означава, че внезапни промени в тока произвеждат обратен електромагнитен напор (обратен EMF), който противодейства на увеличаването на тока. Обаче, при стартиране, тъй като моторът все още не се върти, обратният EMF е минимален, позволявайки на тока да се повиши бързо до по-високо ниво.

6. Термични ефекти

При стартиране, моторът може да преживее бързо увеличаване на температурата, което причинява съпротивлението на обмотките да се увеличи. Въпреки че увеличаването на съпротивлението ограничава тока, в първия момент на стартиране, моторът все още не е напълно загрял, така че токът все още може да достигне високи нива.

Практически приложения

За защита на еднофазните мотори от повреди, причинени от прекомерен стартиращ ток, често се използват стартиращи кондензатори, стартиращи резистори или PTC термистори, за да се изглади процесът на стартиране. Освен това, се използват устройства за защита при прекомерно зареждане (например, термореле), за да се предотврати прекомерното загряване или повреда на мотора от големия стартиращ ток.

Резюме

Еднофазните мотори изискват по-голям ток при стартиране, главно защото трябва да преодолеят статично триене, да установят магнитно поле, да предоставят достатъчен стартов момент и да преодолеят механично съпротивление. Чрез подходящо проектиране и защитни мерки е възможно да се осигури, че моторът не се поврежда при стартиране и гладко преминава към нормална работа.