چرا موتور تک فاز در شروع به کار نیاز به جریان بیشتری دارد؟

موتورهای تک فاز نیاز به جریان بزرگتری در هنگام شروع به کار نسبت به زمانی که در حال اجرا هستند دارند، عمدتاً به دلایل زیر:

1. لازمه در هنگام شروع به کار

در هنگام شروع به کار، موتور باید خود را از حالت سکون به حرکت درآورد. چون موتور قبل از شروع به کار ساکن است، نیروی گشت بزرگتری برای غلبه بر اصطکاک ساکن و شتاب دادن به سرعت عملیاتی لازم است. این فرآیند نیازمند جریان بالاتری برای فراهم کردن گشتاور شروع به کار نسبت به عملکرد عادی است.

2. تغییر در چگالی شار مغناطیسی

در هنگام شروع به کار، چگالی شار مغناطیسی در داخل موتور باید از صفر تا حدی مناسب برقرار شود. این به این معناست که موتور به جریان بزرگتری نیاز دارد تا به سرعت میدان مغناطیسی مورد نیاز برای تولید گشتاور شروع به کار کافی را ایجاد کند. هنگامی که موتور شروع به چرخش می‌کند، چگالی شار مغناطیسی پایدار می‌شود و جریان مورد نیاز کاهش می‌یابد.

3. تفاوت فازی

موتورهای تک فاز، در هنگام شروع به کار، فقط یک فاز انرژی الکتریکی دارند که به طور طبیعی میدان مغناطیسی چرخان تولید نمی‌کند. برای شبیه‌سازی یک میدان مغناطیسی چرخان، معمولاً از خازنهای شروع، مقاومت‌ها یا ترمسترهای PTC (با ضریب دمایی مثبت) به عنوان کمک‌های شروع استفاده می‌شود. این اجزا یک تفاوت فازی اضافی در هنگام شروع به کار ایجاد می‌کنند که باعث می‌شود توزیع جریان یکنواخت‌تر شود تا میدان مغناطیسی چرخان تولید شود. این فرآیند نیازمند جریان بزرگتری برای فعال شدن است.

4. مقاومت مکانیکی

به علاوه غلبه بر لازمه موتور، موتور ممکن است باید مقاومت بار مکانیکی که آن را می‌راند را نیز غلبه کند. اگر موتور به بار مکانیکی با وزن یا اصطکاک متصل باشد، نیروی گشت بزرگتری برای غلبه بر این مقاومت‌ها لازم است که منجر به افزایش جریان شروع به کار می‌شود.

5. اثرات القایی

پیچ‌های موتور دارای خصوصیات القایی هستند که به این معناست که تغییرات ناگهانی در جریان نیروی ضد الکتروموتوری (EMF عقب‌گرد) تولید می‌کنند که مقاومت در برابر افزایش جریان ایجاد می‌کند. اما در هنگام شروع به کار، چون موتور هنوز در حال چرخش نیست، EMF عقب‌گرد کم است که اجازه می‌دهد جریان به سرعت به سطح بالاتری برسد.

6. اثرات گرمایی

در هنگام شروع به کار، موتور ممکن است تجربه افزایش سریع دما را داشته باشد که باعث افزایش مقاومت پیچ‌ها می‌شود. اگرچه افزایش مقاومت جریان را محدود می‌کند، اما در لحظه اولیه شروع به کار، موتور هنوز به طور کامل گرم نشده است، بنابراین جریان می‌تواند به سطوح بالا برسد.

کاربردهای عملی

برای محافظت از موتورهای تک فاز از آسیب‌های ناشی از جریان‌های شروع به کار بسیار زیاد، معمولاً از خازنهای شروع، مقاومت‌های شروع یا ترمسترهای PTC برای هموار کردن فرآیند شروع به کار استفاده می‌شود. علاوه بر این، دستگاه‌های محافظ از بار زیاد (مانند رله‌های گرمایی) به کار گرفته می‌شوند تا جلوی گرم شدن یا آسیب رساندن به موتور از طریق جریان‌های شروع به کار بزرگ را بگیرند.

خلاصه

موتورهای تک فاز نیاز به جریان بزرگتری در هنگام شروع به کار دارند، عمدتاً به دلیل نیاز به غلبه بر اصطکاک ساکن، برقراری میدان مغناطیسی، فراهم کردن گشتاور شروع به کار کافی و غلبه بر مقاومت مکانیکی. از طریق طراحی مناسب و اقدامات محافظ، ممکن است تضمین شود که موتور در هنگام شروع به کار آسیب نبیند و به صورت هموار به عملکرد عادی برسد.