Γιατί η αρχική ροπή ενός μοντουλωτού κινητήρα είναι υψηλότερη, και ποιες είναι οι τεχνικές μείωσής της;

Λόγοι για υψηλή αρχική ροπή

• Υψηλή Αρχική Διάρκεια: Κατά την εκκίνηση, ένας επαναληπτικός κινητήρας παίρνει μια υψηλή αρχική διάρκεια, συνήθως 5 έως 7 φορές την ορθή διάρκεια. Αυτή η υψηλή διάρκεια αυξάνει την πυκνότητα του μαγνητικού ρεύματος, αποτελεσματικά αυξάνοντας την αρχική ροπή.

• Χαμηλός Συντελεστής Δύναμης: Κατά την εκκίνηση, ο κινητήρας λειτουργεί με χαμηλό συντελεστή δύναμης, δηλαδή το μεγαλύτερο μέρος της διάρκειας χρησιμοποιείται για να εγκαθιδρύσει το μαγνητικό πεδίο αντί να παράγει χρήσιμη ροπή.

• Χαρακτηριστικά Σχεδίασης: Για να παρέχει αρκετή ροπή κατά την εκκίνηση, οι επαναληπτικοί κινητήρες σχεδιάζονται να έχουν υψηλά χαρακτηριστικά ροπής σε χαμηλές ταχύτητες.

Μέθοδοι για τη Μείωση της Αρχικής Ροπής

Εκκίνηση με Μείωση Τάσης

Αρχή: Μείωση της τάσης που εφαρμόζεται στον κινητήρα για να μειώσει την αρχική διάρκεια και τη ροπή.

Μέθοδοι

• Εκκίνηση Star-Delta: Κατά την εκκίνηση, ο κινητήρας συνδέεται σε μια σταρ διάταξη, και μετά αλλάζει σε μια διάταξη δέλτα όταν φτάνει σε συγκεκριμένη ταχύτητα.

• Εκκίνηση με Αυτοματομετατροπτή: Χρήση αυτοματομετατροπτή για να μειώσει την αρχική τάση.

• Εκκίνηση με Σειριακό Αντίστροφο ή Αντίδραση: Εισαγωγή αντιστρόφων ή αντιδράσεων σε σειρά με τον κινητήρα κατά την εκκίνηση για να μειώσει την αρχική τάση.

Χρήση Παραγωγού Μαλακής Εκκίνησης

• Αρχή: Προσειρήνωση της εκκίνησης με την επιβαρυντική αύξηση της τάσης που εφαρμόζεται στον κινητήρα, μειώνοντας την αρχική διάρκεια και τη ροπή.

• Μέθοδος: Χρήση παραγωγού μαλακής εκκίνησης για να ελέγξει την εκκίνηση τάσης, αύξοντας σταδιακά την τάση μέχρι να φτάσει στην ορθή τιμή.

Χρήση Πολλαπλής Συχνότητας (VFD)

• Αρχή: Έλεγχος της ταχύτητας και της ροπής του κινητήρα με την παραλλαγή της συχνότητας και της τάσης της ενέργειας.

• Μέθοδος: Χρήση VFD για να εκκινήσει τον κινητήρα σε χαμηλή συχνότητα και τάση, αύξοντας σταδιακά και τις δύο μέχρι να φτάσουν στις ορθές τιμές.

Εισαγωγή DC Φρένου

• Αρχή: Εισαγωγή DC ρεύματος στις στατικές συνδέσεις πριν ή κατά την εκκίνηση για να παράγει ένα μαγνητικό πεδίο που μειώνει την αρχική ροπή.

• Μέθοδος: Έλεγχος της μεγέθους και διάρκειας του DC ρεύματος για να ρυθμίσει την αρχική ροπή.

Χρήση Διπλής ή Πολλαπλής Ταχύτητας Κινητήρων

• Αρχή: Αλλαγή των συνδέσεων των συλλογών του κινητήρα για να επιτευχθούν διαφορετικές ταχύτητες και χαρακτηριστικά ροπής.

• Μέθοδος: Σχεδιασμός πολλαπλών ταχυτήτων κινητήρων που λειτουργούν σε χαμηλότερη ταχύτητα κατά την εκκίνηση και μεταβιβάζονται σε υψηλότερη ταχύτητα μετά την εκκίνηση.

Βελτιστοποίηση Σχεδίασης Κινητήρα

• Αρχή: Βελτίωση της σχεδίασης του κινητήρα για να μειώσει την πυκνότητα του μαγνητικού ρεύματος και την αρχική διάρκεια κατά την εκκίνηση.

• Μέθοδος: Επιλογή κατάλληλων σχεδιασμών συλλογών και υλικών, και βελτιστοποίηση της δομής του μαγνητικού κύκλου για να μειώσει την μαγνητική κυρίωση κατά την εκκίνηση.

Σύνοψη

Η υψηλή αρχική ροπή των επαναληπτικών κινητήρων καθορίζεται από το σχεδιασμό και τους λειτουργικούς τους κανόνες. Ωστόσο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες μέθοδοι για να μειώσουν την αρχική ροπή και να ελαχιστοποιήσουν την επίδραση στο ηλεκτρικό δίκτυο και τα μηχανικά συστήματα. Συνηθισμένες μέθοδοι περιλαμβάνουν την εκκίνηση με μείωση τάσης, τη χρήση παραγωγών μαλακής εκκίνησης, τη χρήση VFD, την εισαγωγή DC φρένου, τη χρήση διπλής ή πολλαπλής ταχύτητας κινητήρων, και τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού του κινητήρα. Η επιλογή της μέθοδου θα πρέπει να βασίζεται σε συγκεκριμένες απαιτήσεις εφαρμογής και συνθήκες συστήματος.