Per què un motor monofàsic requereix més corrent en l'arrencada que en funcionament?

Els motors monofàsics requereixen una corrent més gran durant l'arrancada en comparació amb quan estan en funcionament, principalment per les raons següents:

1. Inèrcia durant l'arrancada

Durant l'arrancada, el motor ha de superar la seva pròpia inèrcia estàtica. Com que el motor està parat abans de l'arrancada, es necessita un moment de gir més gran per superar la fricció estàtica i accelerar fins a la velocitat d'operació. Aquest procés requereix una corrent més alta per proporcionar el moment d'arrancada necessari en comparació amb el funcionament normal.

2. Canvi en la densitat de flux

A l'arrancada, la densitat de flux dins del motor s'ha d'establir des de zero. Això significa que el motor necessita una corrent més gran per construir ràpidament el camp magnètic necessari per generar un moment d'arrancada suficient. Quan el motor comença a girar, la densitat de flux es stabilitza, i la corrent requerida disminueix.

3. Diferència de fase

Els motors monofàsics, a l'arrancada, només tenen una fase d'energia, que no produeix naturalment un camp magnètic giratori. Per simular un camp magnètic giratori, sovint s'utilitzen condensadors, resistors o termistors PTC (Positive Temperature Coefficient) com a ajuts d'arrancada. Aquests components proporcionen una diferència de fase addicional a l'arrancada, fent que la distribució de la corrent sigui més uniforme per generar un camp magnètic giratori. Aquest procés requereix una corrent més gran per activar-se.

4. Resistència mecànica

A més de superar la inèrcia del motor, el motor també pot haver de superar la resistència de la càrrega que està impulsant. Si el motor està connectat a una càrrega mecànica amb pes o fricció, es necessita un moment de gir més gran per superar aquestes resistències, provocant un augment de la corrent d'arrancada.

5. Efecte inductiu

Les bobines del motor tenen propietats inductives, el que significa que els canvis bruscos de corrent produeixen una força electromotriu contrària (EMF) que resisteix l'augment de la corrent. Tanmateix, a l'arrancada, ja que el motor encara no gira, l'EMF contrària és mínima, permetent que la corrent augmenti ràpidament a un nivell més alt.

6. Efectes tèrmics

Durant l'arrancada, el motor pot experimentar un augment ràpid de temperatura, causant un increment de la resistència de les bobines. Encara que l'increment de la resistència limita la corrent, en el moment inicial de l'arrancada, el motor encara no s'ha escalfat completament, així que la corrent encara pot arribar a nivells màxims.

Aplicacions pràctiques

Per protegir els motors monofàsics dels danys causats pels excesius augments de corrent d'arrancada, sovint s'utilitzen condensadors d'arrancada, resistors d'arrancada o termistors PTC per suavitzar el procés d'arrancada. A més, es fan servir dispositius de protecció contra sobrecàrregues (com relés tèrmics) per prevenir que les grans corrents d'arrancada escalfin o danin el motor.

Resum

Els motors monofàsics requereixen una corrent més gran durant l'arrancada principalment perquè han de superar la fricció estàtica, establir un camp magnètic, proporcionar un moment d'arrancada suficient i superar la resistència mecànica. A través d'un disseny adequat i mesures protectorades, és possible assegurar que el motor no es deteriori durant l'arrancada i transició suavement al funcionament normal.