چرا گشتاور شروع موتور القایی بیشتر است و چه تکنیک‌هایی برای کاهش آن وجود دارد
دلایل نیروی گشتاور بالا در شروع
جریان شروع بالا: در زمان شروع، موتور القایی جریان شروع بالایی را کشیده که معمولاً ۵ تا ۷ برابر جریان اسمی است. این جریان بالا چگالی شار مغناطیسی را افزایش می‌دهد و منجر به گشتاور شروع بالاتر می‌شود.
فاکتور قدرت پایین: در زمان شروع، موتور با فاکتور قدرت پایین عمل می‌کند که به این معنی است که بیشتر جریان برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده می‌شود و نه تولید گشتاور مفید.
ویژگی‌های طراحی: برای ارائه گشتاور کافی در زمان شروع، موتورهای القایی طراحی شده‌اند تا دارای ویژگی‌های گشتاور بالا در سرعت‌های پایین باشند.
روش‌های کاهش گشتاور شروع
شروع با کاهش ولتاژ
اصول: کاهش ولتاژ اعمال شده به موتور برای کاهش جریان و گشتاور شروع.
روش‌ها
شروع ستاره-دلتا: در زمان شروع، موتور در یک کانفیگوراسیون ستاره‌ای متصل می‌شود و سپس به یک کانفیگوراسیون دلتا تغییر می‌کند زمانی که سرعت خاصی را می‌رساند.
شروع با خودتبدیل‌کننده: استفاده از خودتبدیل‌کننده برای کاهش ولتاژ شروع.
شروع با مقاومت سری یا واکنش‌ده: قرار دادن مقاومت‌ها یا واکنش‌ده‌ها در سری با موتور در زمان شروع برای کاهش ولتاژ شروع.
استفاده از آغازگر نرم
اصول: افزایش تدریجی ولتاژ اعمال شده به موتور برای هموار کردن فرآیند شروع و کاهش جریان و گشتاور شروع.
روش: استفاده از آغازگر نرم برای کنترل ولتاژ شروع و افزایش تدریجی آن تا مقدار اسمی.
استفاده از درایو فرکانس متغیر (VFD)
اصول: کنترل سرعت و گشتاور موتور با تغییر فرکانس و ولتاژ تامین برق.
روش: استفاده از VFD برای شروع موتور با فرکانس و ولتاژ پایین و افزایش تدریجی هر دو تا رسیدن به مقادیر اسمی.
برق‌کشی DC برای ترمز
اصول: تزریق جریان DC به پیچ‌های استاتور قبل یا در حین شروع برای تولید یک میدان مغناطیسی که گشتاور شروع را کاهش می‌دهد.
روش: کنترل اندازه و مدت جریان DC برای تنظیم گشتاور شروع.
استفاده از موتورهای دوسرعت یا چندسرعت
اصول: تغییر اتصالات پیچ‌های موتور برای دستیابی به سرعت‌های مختلف و ویژگی‌های گشتاور.
روش: طراحی موتورهای چندسرعتی که در زمان شروع با سرعت پایین عمل می‌کنند و پس از شروع به سرعت بالاتر می‌تغییرند.
بهینه‌سازی طراحی موتور
اصول: بهبود طراحی موتور برای کاهش چگالی شار مغناطیسی و جریان شروع در زمان شروع.
روش: انتخاب طرح‌های پیچ‌بندی و مواد مناسب و بهینه‌سازی ساختار مدار مغناطیسی برای کاهش اشباع مغناطیسی در زمان شروع.
خلاصه
گشتاور شروع بالای موتورهای القایی توسط طراحی و اصول عملکردی آنها تعیین می‌شود. با این حال، روش‌های مختلفی می‌تواند برای کاهش گشتاور شروع و کمینه کردن تأثیر بر شبکه برق و سیستم‌های مکانیکی به کار گرفته شود. روش‌های رایج شامل شروع با کاهش ولتاژ، استفاده از آغازگر نرم، استفاده از درایوهای فرکانس متغیر (VFD)، برق‌کشی DC برای ترمز، استفاده از موتورهای دوسرعت یا چندسرعت و بهینه‌سازی طراحی موتور می‌باشد. انتخاب روش باید بر اساس نیازهای کاربردی خاص و شرایط سیستم صورت گیرد.
