Hvorfor trenger en enefase motor mer strøm ved oppstart enn under drift?

Enfase motorer krever en større strøm under oppstart sammenlignet med når de er i drift, hovedsakelig på grunn av følgende årsaker:

1. Inertie under oppstart

Under oppstart må motoren overvinne sin egen statiske inertie. Siden motoren er stille før oppstart, trengs det en større dreiemoment for å overvinne statisk friksjon og akselerere til driftshastighet. Dette prosess krever en høyere strøm for å gi den nødvendige startdreiemomentet sammenlignet med normal drift.

2. Endring i fluktdensitet

Ved oppstart må fluktdensiteten i motoren etableres fra null. Dette betyr at motoren trenger en større strøm for raskt å bygge opp det magnetiske feltet som er nødvendig for å generere tilstrekkelig startdreiemoment. Når motoren begynner å rotere, stabiliseres fluktdensiteten, og den nødvendige strømmen minker.

3. Faseforskjell

Enfase motorer, ved oppstart, har bare én fase med strøm, som ikke naturligvis produserer et roterende magnetfelt. For å simulere et roterende magnetfelt, brukes ofte kondensatorer, motstander eller PTC (Positive Temperature Coefficient) termistorer som starthjelpemidler. Disse komponentene gir et ekstra faseforskjell ved oppstart, noe som gjør strømfordelingen mer jevnt for å generere et roterende magnetfelt. Dette prosess krever en større strøm for å aktiveres.

4. Mekanisk motstand

I tillegg til å overvinne motorinertien, kan motoren også måtte overvinne motstanden fra lasten den drev. Hvis motoren er koblet til en mekanisk last med vekt eller friksjon, trengs det et større dreiemoment for å overvinne disse motstandene, noe som fører til en økning i startstrømmen.

5. Induktiv effekt

Motorvindinger har induktive egenskaper, noe som betyr at plutselige endringer i strøm produserer en motelektromotiv kraft (back EMF) som motarbeider økningen i strøm. Imidlertid, ved oppstart, siden motoren ennå ikke snurrer, er back EMF minimal, noe som tillater strømmen å stige raskt til et høyere nivå.

6. Termiske effekter

Under oppstart kan motoren oppleve en rask temperaturøkning, noe som fører til at motstanden i vindingene øker. Selv om økningen i motstand begrenser strømmen, så er motoren ikke fullstendig varmet opp under den første øyeblikket av oppstart, slik at strømmen fremdeles kan nå toppnivåer.

Praktiske anvendelser

For å beskytte enfase motorer mot skade på grunn av for stor startstrøm, brukes ofte startkondensatorer, startmotstander eller PTC termistorer for å glatte oppstartprosessen. I tillegg brukes overbelastningsbeskyttelsesenheter (som termiske reléer) for å hindre at store startstrømmer overvarmer eller skader motoren.

Sammendrag

Enfase motorer krever en større strøm under oppstart hovedsakelig fordi de må overvinne statisk friksjon, etablere et magnetfelt, gi tilstrekkelig startdreiemoment, og overvinne mekanisk motstand. Gjennom passende design og beskyttelsesforanstaltninger, er det mulig å sikre at motoren ikke skades under oppstart og overgår til normal drift på en jevn måte.