Por que un motor monofásico require máis corrente ao arrancar que en funcionamento

Os motores monofásicos requiren unha corrente maior durante o arranque en comparación coa que necesitan cando están en funcionamento, principalmente debido ás seguintes razóns:

1. Inercia Durante o Arranque

Durante o arranque, o motor debe superar a súa propia inercia estática. Como o motor está estacionario antes do arranque, é necesario un torque maior para superar a fricción estática e acelerar ata a velocidade de funcionamento. Este proceso require unha corrente maior para proporcionar o torque de arranque necesario en comparación co funcionamento normal.

2. Cambio na Densidade de Fluxo

No arranque, a densidade de fluxo dentro do motor debe establecerse desde cero. Isto significa que o motor require unha corrente maior para construír rapidamente o campo magnético necesario para xerar un torque de arranque suficiente. A medida que o motor comeza a rotar, a densidade de fluxo estabilízase e a corrente necesaria diminúe.

3. Diferenza de Fase

Os motores monofásicos, no arranque, só teñen unha fase de potencia, que non produce naturalmente un campo magnético rotatorio. Para simular un campo magnético rotatorio, comunmente úsanse condensadores, resistencias ou termistores PTC (coeficiente de temperatura positivo) como axudas de arranque. Estes componentes proporcionan unha diferenza de fase adicional no arranque, facendo que a distribución da corrente sexa máis uniforme para xerar un campo magnético rotatorio. Este proceso require unha corrente maior para activarse.

4. Resistencia Mecánica

Ademais de superar a inercia do motor, o motor tamén pode ter que superar a resistencia da carga que está a impulsar. Se o motor está conectado a unha carga mecánica con peso ou fricción, é necesario un torque maior para superar estas resistencias, lo que lleva a un aumento na corrente de arranque.

5. Efeito Indutivo

As bobinas do motor teñen propiedades inductivas, o que significa que os cambios bruscos na corrente producen un contravoltaxe (CEMF) que resiste o aumento da corrente. No entanto, no arranque, xa que o motor aínda non está a rodar, o CEMF é mínimo, permitindo que a corrente aumente rapidamente a un nivel máis alto.

6. Efectos Térmicos

Durante o arranque, o motor pode experimentar un rápido aumento de temperatura, causando un aumento da resistencia das bobinas. Aínda que o aumento da resistencia limite a corrente, no momento inicial do arranque, o motor aínda non se calentou completamente, polo que a corrente ainda pode alcanzar niveis máximos.

Aplicacións Prácticas

Para protexer os motores monofásicos de danos debido a correntes de arranque excesivas, frecuentemente úsanse condensadores de arranque, resistencias de arranque ou termistores PTC para suavizar o proceso de arranque. Ademais, empreganse dispositivos de protección contra sobrecargas (como relés térmicos) para evitar que as grandes correntes de arranque sobrecalcenten ou danifiquen o motor.

Resumo

Os motores monofásicos requiren unha corrente maior durante o arranque principalmente porque deben superar a fricción estática, establecer un campo magnético, proporcionar un torque de arranque suficiente e superar a resistencia mecánica. A través dun deseño adecuado e medidas protectoras, é posible asegurar que o motor non se danifique durante o arranque e transite suavemente ao funcionamento normal.