Warum ist das Anfangsdrehmoment eines Asynchronmotors höher, und was sind seine Reduzierungstechniken?
Gründe für hohe Startdrehmomente
Hoher Startstrom: Beim Start zieht ein Induktionsmotor einen hohen Startstrom, der in der Regel 5 bis 7 Mal den Nennstrom beträgt. Dieser hohe Strom erhöht die magnetische Flussdichte und führt zu einem höheren Startdrehmoment.
Niedriger Leistungsfaktor: Beim Start arbeitet der Motor mit einem niedrigen Leistungsfaktor, was bedeutet, dass der größte Teil des Stroms zur Erzeugung des Magnetfeldes verwendet wird, anstatt nützliches Drehmoment zu erzeugen.
Konstruktive Merkmale: Um beim Start ausreichendes Drehmoment bereitzustellen, werden Induktionsmotoren so konstruiert, dass sie bei geringen Geschwindigkeiten hohe Drehmomentmerkmale aufweisen.
Methoden zur Reduzierung des Startdrehmoments
Start mit Spannungsreduzierung
Prinzip: Die auf den Motor angewandte Spannung wird reduziert, um den Startstrom und das Startdrehmoment zu verringern.
Methoden
Stern-Dreieck-Schaltung: Beim Start wird der Motor in einer Sternschaltung verbunden und nach Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit in eine Dreieckschaltung umgeschaltet.
Autotransformator-Start: Ein Autotransformator wird verwendet, um die Startspannung zu reduzieren.
Serienwiderstand oder -reaktor-Start: Widerstände oder Reaktoren werden in Serie mit dem Motor während des Starts eingeschaltet, um die Startspannung zu reduzieren.
Verwendung eines Soft-Starter
Prinzip: Die auf den Motor angewandte Spannung wird schrittweise erhöht, um den Startvorgang zu glätten und den Startstrom und das Startdrehmoment zu reduzieren.
Methode: Ein Soft-Starter wird verwendet, um die Startspannung zu steuern und diese schrittweise auf den Nennwert zu erhöhen.
Verwendung eines Frequenzumrichters (VFD)
Prinzip: Die Motordrehzahl und das Drehmoment werden durch Variation der Frequenz und Spannung der Stromversorgung gesteuert.
Methode: Ein VFD wird verwendet, um den Motor bei niedriger Frequenz und Spannung zu starten und beides schrittweise bis zum Nennwert zu erhöhen.
DC-Injektionsbremse
Prinzip: DC-Strom wird vor oder während des Starts in die Statorspulen injiziert, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das das Startdrehmoment reduziert.
Methode: Die Größe und Dauer des DC-Stroms werden gesteuert, um das Startdrehmoment zu regulieren.
Verwendung von Zweigang- oder Mehrgangmotoren
Prinzip: Die Wickelverbindungen des Motors werden geändert, um verschiedene Geschwindigkeiten und Drehmomentmerkmale zu erreichen.
Methode: Mehrgangmotoren werden so konstruiert, dass sie bei geringerer Geschwindigkeit während des Starts arbeiten und nach dem Start auf eine höhere Geschwindigkeit umgeschaltet werden.
Optimierung des Motorkonstrukts
Prinzip: Das Motorkonstrukt wird verbessert, um die magnetische Flussdichte und den Startstrom während des Starts zu reduzieren.
Methode: Geeignete Wickeldesigns und Materialien werden ausgewählt, und die Struktur des magnetischen Kreises wird optimiert, um die magnetische Sättigung während des Starts zu reduzieren.
Zusammenfassung
Das hohe Startdrehmoment von Induktionsmotoren wird durch ihre Konstruktion und Arbeitsprinzipien bestimmt. Es können jedoch verschiedene Methoden eingesetzt werden, um das Startdrehmoment zu reduzieren und den Einfluss auf das Stromnetz und mechanische Systeme zu minimieren. Gängige Methoden umfassen den Start mit Spannungsreduzierung, die Verwendung von Soft-Startern, Frequenzumrichtern (VFDs), DC-Injektionsbremse, Zweigang- oder Mehrgangmotoren und die Optimierung des Motorkonstrukts. Die Wahl der Methode sollte auf spezifischen Anwendungsanforderungen und Systembedingungen basieren.
