لماذا يكون عزم الدوران الأولي للموتور الكهربائي أعلى، وما هي تقنيات تقليله؟

أسباب عزم الدوران العالي عند بدء التشغيل

• التيار العالي عند بدء التشغيل: خلال بدء التشغيل، يسحب المحرك الكهربائي ذو الاستقراء تيارًا عاليًا، عادةً ما يكون من 5 إلى 7 مرات التيار المقنن. هذا التيار العالي يزيد كثافة التدفق المغناطيسي، مما يؤدي إلى زيادة عزم الدوران عند بدء التشغيل.

• معامل القوة المنخفض: عند بدء التشغيل، يعمل المحرك بمعامل قوة منخفض، مما يعني أن معظم التيار يستخدم لتأسيس المجال المغناطيسي بدلاً من إنتاج عزم دوران مفيد.

• خصائص التصميم: لتوفير عزم دوران كافٍ عند بدء التشغيل، يتم تصميم المحركات ذات الاستقراء بحيث تكون لديها خصائص عزم دوران عالية عند السرعات المنخفضة.

طرق لتقليل عزم الدوران عند بدء التشغيل

بدء التشغيل بتخفيض الجهد

المبدأ: تخفيض الجهد المطبق على المحرك لتقليل التيار والعزم عند بدء التشغيل.

الطرق

• بدء التشغيل بنظام النجمة والدلتا: خلال بدء التشغيل، يتم توصيل المحرك بطريقة النجمة، ثم يتم تحويله إلى طريقة الدلتا بمجرد وصوله إلى سرعة معينة.

• بدء التشغيل باستخدام محول ذاتي: استخدام محول ذاتي لتقليل الجهد عند بدء التشغيل.

• بدء التشغيل بإدخال مقاوم أو ردّاح متسلسل: إدخال مقاومات أو ردّاحات متسلسلة مع المحرك خلال بدء التشغيل لتقليل الجهد عند بدء التشغيل.

استخدام جهاز بدء ناعم

• المبدأ: زيادة الجهد المطبق على المحرك تدريجيًا لتخفيف عملية بدء التشغيل، مما يقلل من التيار والعزم عند بدء التشغيل.

• الطريقة: استخدام جهاز بدء ناعم للتحكم في جهد بدء التشغيل، مع زيادة التدريجية حتى يصل إلى القيمة المقننة.

استخدام محرك بتردد متغير (VFD)

• المبدأ: التحكم في سرعة المحرك وعزم الدوران عبر تغيير التردد والجهد للمصدر الكهربائي.

• الطريقة: استخدام VFD لبدء تشغيل المحرك بتردد وجهد منخفضين، مع زيادة التدريجية لكليهما حتى الوصول إلى القيم المقننة.

كبح حقن التيار المستمر

• المبدأ: حقن تيار مستمر في ملفات الستاتور قبل أو أثناء بدء التشغيل لإنتاج مجال مغناطيسي يقلل من عزم الدوران عند بدء التشغيل.

• الطريقة: التحكم في حجم ومدة التيار المستمر لتنظيم عزم الدوران عند بدء التشغيل.

استخدام المحركات ذات السرعتين أو السرعات المتعددة

• المبدأ: تغيير اتصالات ملفات المحرك لتحقيق سرعات مختلفة وخواص عزم دوران مختلفة.

• الطريقة: تصميم المحركات ذات السرعات المتعددة التي تعمل بسرعة أقل خلال بدء التشغيل وتتحول إلى سرعة أعلى بعد بدء التشغيل.

تحسين تصميم المحرك

• المبدأ: تحسين تصميم المحرك لتقليل كثافة التدفق المغناطيسي والتيار عند بدء التشغيل.

• الطريقة: اختيار تصاميم ملفات وأسلاك مناسبة، وتحسين هيكل الدائرة المغناطيسية لتقليل التشبع المغناطيسي عند بدء التشغيل.

ملخص

يعتمد عزم الدوران العالي للمحركات ذات الاستقراء على تصميمها ومبادئ عملها. ومع ذلك، يمكن استخدام العديد من الطرق لتقليل عزم الدوران عند بدء التشغيل وتقليل التأثير على الشبكة الكهربائية والأنظمة الميكانيكية. تتضمن الطرق الشائعة بدء التشغيل بتخفيض الجهد، واستخدام أجهزة بدء ناعمة، واستخدام محركات بتردد متغير (VFDs)، وكبح حقن التيار المستمر، واستخدام المحركات ذات السرعتين أو السرعات المتعددة، وتحسين تصميم المحرك. يجب اختيار الطريقة بناءً على متطلبات التطبيق الخاصة وظروف النظام.