Чому однофазний двигун потребує більшого струму при запуску ніж під час роботи

Однофазні двигуни під час запуску потребують більшого струму по порівнянню з тим, коли вони працюють, переважно через наступні причини:

1. Інерція під час запуску

Під час запуску двигун повинен подолати власну статичну інерцію. Оскільки двигун нерухомий перед запуском, для подолання статичного тертя та розгону до робочої швидкості потрібний більший момент. Цей процес вимагає більшого струму для забезпечення необхідного моменту під час запуску порівняно з нормальним режимом роботи.

2. Зміна густини магнітного потоку

Під час запуску густина магнітного потоку в двигуні повинна бути створена з нуля. Це означає, що двигун потребує більшого струму для швидкого створення магнітного поля, необхідного для генерації достатнього моменту під час запуску. Коли двигун починає обертатися, густина магнітного потоку стабілізується, і вимоги до струму зменшуються.

3. Різниця фаз

Однофазні двигуни, під час запуску, мають лише одну фазу живлення, яка не створює природно обертове магнітне поле. Для симуляції обертового магнітного поля зазвичай використовуються конденсатори, резистори або PTC (Positive Temperature Coefficient) термістори як допоміжні пристрої для запуску. Ці компоненти надають додаткову різницю фаз під час запуску, що робить розподіл струму більш рівномірним для генерації обертового магнітного поля. Цей процес вимагає більшого струму для активування.

4. Механічний опір

Крім подолання інерції двигуна, двигун може також повинен подолати опір навантаження, яке він приводить у рух. Якщо двигун з'єднаний з механічним навантаженням, яке має масу або тертя, потрібний більший момент для подолання цих опор, що призводить до збільшення струму під час запуску.

5. Індуктивний ефект

Обмотки двигуна мають індуктивні властивості, що означає, що стріми зміни струму викликають протилежну електромоторну силу (ЕМС), яка протистоїть зростанню струму. Проте, під час запуску, оскільки двигун ще не обертається, ЕМС мінімальна, що дозволяє струму швидко зростати до вищого рівня.

6. Термічні ефекти

Під час запуску двигун може досвічати швидкий підвищення температури, що призводить до збільшення опору обмоток. Хоча збільшення опору обмежує струм, на початковому етапі запуску двигун ще не повністю нагрівся, тому струм все ж може досягти пікових значень.

Практичне застосування

Для захисту однофазних двигунів від пошкоджень через надмірні струми під час запуску часто використовуються запускові конденсатори, запускові резистори або PTC термістори для згладження процесу запуску. Крім того, пристрої захисту від перегрузки (такі як теплові реле) використовуються для запобігання перегріву або пошкодження двигуна великими струмами під час запуску.

Висновок

Однофазні двигуни потребують більшого струму під час запуску головним чином через те, що вони повинні подолати статичне тертя, створити магнітне поле, забезпечити достатній момент під час запуску та подолати механічний опір. Шляхом правильного проектування та захисних заходів можна забезпечити, що двигун не буде пошкоджений під час запуску і плавно перейде до нормального режиму роботи.