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

موتورهای تک فاز در هنگام روشن شدن نسبت به زمانی که در حال اجرا هستند به جریان بیشتری نیاز دارند، عمدتاً به دلایل زیر:

۱. لختی در هنگام روشن شدن

در هنگام روشن شدن، موتور باید لختی خود را غلبه کند. چون موتور قبل از روشن شدن ساکن است، نیروی گردش بیشتری برای غلبه بر اصطکاک ساکن و شتاب دادن به سرعت عملیاتی نیاز است. این فرآیند نیازمند جریان بالاتری برای ارائه گشتاور شروع مورد نیاز نسبت به عملکرد معمول است.

۲. تغییر در چگالی مغناطیسی

در هنگام روشن شدن، چگالی مغناطیسی درون موتور باید از صفر تا حدی قابل توجه ایجاد شود. این بدان معناست که موتور به جریان بیشتری نیاز دارد تا به سرعت میدان مغناطیسی مورد نیاز برای تولید گشتاور شروع کافی را بسازد. با شروع چرخش موتور، چگالی مغناطیسی پایدار می‌شود و جریان مورد نیاز کاهش می‌یابد.

۳. اختلاف فاز

موتورهای تک فاز، در هنگام روشن شدن، فقط یک فاز برق دارند که به طور طبیعی میدان مغناطیسی چرخان را تولید نمی‌کند. برای شبیه‌سازی یک میدان مغناطیسی چرخان، معمولاً از خازنهای شروع، مقاومت‌ها یا ترمسترهای PTC (با ضریب دما مثبت) به عنوان کمک‌های شروع استفاده می‌شود. این مؤلفه‌ها اختلاف فاز اضافی را در هنگام شروع ارائه می‌دهند تا توزیع جریان یکنواخت‌تر شود و میدان مغناطیسی چرخان را تولید کند. این فرآیند نیازمند جریان بیشتری برای فعال شدن است.

۴. مقاومت مکانیکی

به علاوه غلبه بر لختی موتور، موتور ممکن است باید مقاومت بار مکانیکی که در حال به حرکت در آوردن آن است را غلبه کند. اگر موتور به بار مکانیکی با وزن یا اصطکاک متصل باشد، نیروی گردش بیشتری برای غلبه بر این مقاومت‌ها نیاز است که منجر به افزایش جریان شروع می‌شود.

۵. اثر القایی

پیچ‌های موتور دارای خصوصیات القایی هستند، که به این معناست که تغییرات ناگهانی جریان الکتروموتوری ضدی (EMF) را تولید می‌کند که افزایش جریان را مقاومت می‌کند. با این حال، در هنگام شروع، چون موتور هنوز در حال چرخش نیست، EMF ضدی حداقل است و اجازه می‌دهد جریان به سرعت به سطح بالاتری برسد.

۶. اثرات گرمایی

در هنگام شروع، موتور ممکن است به سرعت دمای خود را افزایش دهد که باعث افزایش مقاومت پیچ‌ها می‌شود. اگرچه افزایش مقاومت جریان را محدود می‌کند، اما در لحظه اولیه شروع، موتور هنوز به طور کامل گرم نشده است، بنابراین جریان می‌تواند به سطوح پیک برسد.

کاربردهای عملی

برای محافظت از موتورهای تک فاز از آسیب‌های ناشی از جریان‌های شروع بیش از حد، معمولاً از خازنهای شروع، مقاومت‌های شروع یا ترمسترهای PTC برای هموار کردن فرآیند شروع استفاده می‌شود. علاوه بر این، دستگاه‌های حفاظت از بار بیش از حد (مانند رله‌های گرمایی) برای جلوگیری از گرم شدن یا آسیب رساندن به موتور به دلیل جریان‌های شروع بزرگ استفاده می‌شوند.

خلاصه

موتورهای تک فاز به جریان بیشتری در هنگام شروع نیاز دارند عمدتاً به این دلیل که باید اصطکاک ساکن را غلبه کنند، میدان مغناطیسی را ایجاد کنند، گشتاور شروع کافی را فراهم کنند و مقاومت مکانیکی را غلبه کنند. از طریق طراحی مناسب و اقدامات محافظتی، می‌توان اطمینان حاصل کرد که موتور در هنگام شروع آسیب نمی‌بیند و به صورت هموار به عملکرد معمولی می‌رسد.