Waarom is het startkoppel van een asynchrone motor hoger, en wat zijn de technieken om dit te verlagen?
Redenen voor Hoog Startkoppel
Hoog Startstroom: Tijdens het opstarten trekt een asynchrone motor een hoge startstroom, meestal 5 tot 7 keer de nominale stroom. Deze hoge stroom verhoogt de magnetische fluxdichtheid, wat resulteert in een hoger startkoppel.
Lage Vermogensfactor: Bij het opstarten werkt de motor met een lage vermogensfactor, wat betekent dat de meeste stroom wordt gebruikt om het magnetisch veld op te bouwen in plaats van nuttig koppel te produceren.
Ontwerpkenmerken: Om voldoende koppel tijdens het opstarten te leveren, worden asynchrone motoren ontworpen met hoge koppelkenmerken bij lage snelheden.
Methoden om het Startkoppel te Verlagen
Spanningsreductie bij Opstarten
Principe: Verminder de toepasbare spanning op de motor om de startstroom en het koppel te verlagen.
Methoden
Ster-Delta Opstart: Tijdens het opstarten is de motor verbonden in een ster-configuratie, en wordt vervolgens overschakeld naar een delta-configuratie zodra een bepaalde snelheid is bereikt.
Autotransformator Opstart: Gebruik een autotransformator om de startspanning te verlagen.
Reeksweerstand of -reactor Opstart: Plaats weerstanden of reactors in serie met de motor tijdens het opstarten om de startspanning te verlagen.
Gebruik van een Soft Starter
Principe: Verhoog geleidelijk de toepasbare spanning op de motor om het opstartproces glad te maken, waardoor de startstroom en het koppel worden verlaagd.
Methode: Gebruik een soft starter om de opstartspanning te controleren, geleidelijk verhogend tot de nominale waarde.
Gebruik van een Frequentieregelaar (VFD)
Principe: Controleer de snelheid en het koppel van de motor door de frequentie en de spanning van de voeding te variëren.
Methode: Gebruik een VFD om de motor op te starten met een lage frequentie en spanning, geleidelijk verhogend tot de nominale waarden zijn bereikt.
DC-injectie Remming
Principe: Injecteer DC-stroom in de statorwindingen voor of tijdens het opstarten om een magnetisch veld te produceren dat het startkoppel vermindert.
Methode: Controleer de grootte en duur van de DC-stroom om het startkoppel te regelen.
Gebruik van Dubbele-Snelheid of Meerdere Snelheden Motoren
Principe: Verander de windingverbindingen van de motor om verschillende snelheden en koppelkenmerken te bereiken.
Methode: Ontwerp motoren met meerdere snelheden die tijdens het opstarten op een lagere snelheid werken en na het opstarten overschakelen naar een hogere snelheid.
Optimalisatie van Motorontwerp
Principe: Verbeter het motorontwerp om de magnetische fluxdichtheid en de startstroom tijdens het opstarten te verlagen.
Methode: Selecteer passende windingontwerpen en materialen, en optimaliseer de structuur van het magnetische circuit om magnetische verzadiging tijdens het opstarten te verlagen.
Samenvatting
Het hoge startkoppel van asynchrone motoren wordt bepaald door hun ontwerp en werkingsprincipes. Er kunnen echter verschillende methoden worden toegepast om het startkoppel te verlagen en de impact op het elektriciteitsnet en mechanische systemen te minimaliseren. Algemene methoden omvatten spanningsreductie bij opstarten, gebruik van soft starters, gebruik van frequentieregelaars (VFD's), DC-injectie remming, gebruik van dubbele-snelheid of meerdere snelheden motoren, en optimalisatie van motorontwerp. De keuze van de methode moet gebaseerd zijn op specifieke toepassingsvereisten en systeomstandigheden.
