Zašto jednofazni motor zahtijeva više struje pri pokretanju nego tijekom rada

Jednofazni motori tijekom pokretanja zahtijevaju veći strujni tok u usporedbi s radnim stanjem, uglavnom zbog sljedećih razloga:

1. Inercija tijekom pokretanja

Tijekom pokretanja, motor mora prevladati vlastitu statičku inerciju. Budući da je motor prije pokretanja stacionaran, potreban je veći moment da se premoći statičko trenje i ubrzati do radne brzine. Ovaj proces zahtijeva veći strujni tok kako bi se pružao potreban početni moment u usporedbi s normalnim radom.

2. Promjena gustoće fluksa

Tijekom pokretanja, gustoća fluksa unutar motora mora biti postavljena od nule. To znači da motor treba veći strujni tok kako bi brzo izgradio magnetsko polje potrebno za generiranje dovoljnog početnog momenta. Kako motor počne rotirati, gustoća fluksa stabilizira se, a potreban strujni tok smanjuje se.

3. Razlika faza

Jednofazni motori, tijekom pokretanja, imaju samo jednu fazu struje, koja ne proizvodi prirodno rotirajuće magnetsko polje. Da bi se simuliralo rotirajuće magnetsko polje, često se koriste kondenzatori, otpornici ili PTC (Positive Temperature Coefficient) termistori kao pomoć pri pokretanju. Ovi komponenti pružaju dodatnu razliku faza tijekom pokretanja, čime se čini distribucija struje ravnomjernijom kako bi se generiralo rotirajuće magnetsko polje. Ovaj proces zahtijeva veći strujni tok za aktivaciju.

4. Mehaničko trenje

Osim prevladavanja inercije motora, motor može također morati prevladati otpor opterećenja na koje pogoni. Ako je motor spojen na mehaničko opterećenje s težinom ili trenjem, potreban je veći moment da se premoći ovi otpori, što dovodi do porasta početnog strujnog toka.

5. Induktivni efekt

Vitkovi motora imaju induktivna svojstva, što znači da iznenadne promjene struje proizvode kontraprimjerne elektromotorno snagu (back EMF) koja protivi se porastu struje. Međutim, tijekom pokretanja, budući da se motor još ne okreće, back EMF je minimalan, što omogućuje brzi porast struje na višu razinu.

6. Termalni efekti

Tijekom pokretanja, motor može doživjeti brz porast temperature, što uzrokuje povećanje otpora vitkova. Iako povećanje otpora ograničava struju, u početnom trenutku pokretanja, motor još nije potpuno zagrijan, pa struja može dostići vrhunske razine.

Praktične primjene

Kako bi se jednofazni motori zaštitili od oštećenja zbog prevelikih početnih strujnih toka, često se koriste početni kondenzatori, početni otpornici ili PTC termistori kako bi se izglačao proces pokretanja. Također se koriste uređaji za zaštitu od preopterećenja (poput termoreleja) kako bi se spriječilo pretopljenje ili oštećenje motora velikim početnim strujama.

Sažetak

Jednofazni motori zahtijevaju veći strujni tok tijekom pokretanja uglavnom jer moraju premoći statičko trenje, izgraditi magnetsko polje, pružiti dovoljan početni moment i premoći mehanički otpor. Kroz odgovarajući dizajn i zaštitne mjere, moguće je osigurati da motor ne bude oštećen tijekom pokretanja i glatko prelazi u normalni rad.