Dlaczego moment początkowy silnika indukcyjnego jest wyższy a jakie są techniki jego obniżenia

Przyczyny wysokiego momentu początkowego

• Wysoki prąd początkowy: Podczas startu silnik indukcyjny pobiera wysoki prąd początkowy, zazwyczaj 5 do 7 razy większy od nominalnego. Ten wysoki prąd zwiększa gęstość strumienia magnetycznego, co powoduje wyższy moment początkowy.

• Niski współczynnik mocy: Podczas startu silnik pracuje przy niskim współczynniku mocy, co oznacza, że większość prądu służy do tworzenia pola magnetycznego, a nie do generowania użytecznego momentu obrotowego.

• Cechy konstrukcyjne: Aby zapewnić wystarczający moment obrotowy podczas startu, silniki indukcyjne są zaprojektowane tak, aby miały wysokie cechy momentowe przy niskich prędkościach.

Metody zmniejszania momentu początkowego

Start z obniżonym napięciem

Zasada: Zmniejszenie napięcia zastosowanego do silnika w celu zmniejszenia prądu i momentu początkowego.

Metody

• Start gwiazdowo-trójkątny: Podczas startu silnik jest podłączony w konfiguracji gwiazdy, a następnie przestawiany na konfigurację trójkąta po osiągnięciu określonej prędkości.

• Start za pomocą autotransformatora: Użycie autotransformatora do zmniejszenia napięcia początkowego.

• Start z rezystorem lub reaktorem szeregowym: Wstawienie rezystorów lub reaktorów szeregowo z silnikiem podczas startu w celu zmniejszenia napięcia początkowego.

Użycie miękkiego rozruchu

• Zasada: Stopniowe zwiększanie napięcia zastosowanego do silnika w celu wygładzenia procesu startu, zmniejszając prąd i moment początkowy.

• Metoda: Użycie miękkiego rozruchu do kontroli napięcia startowego, stopniowego zwiększania go do wartości nominalnej.

Użycie sterownika częstotliwości (VFD)

• Zasada: Kontrolowanie prędkości i momentu obrotowego silnika poprzez zmienianie częstotliwości i napięcia zasilania.

• Metoda: Użycie VFD do uruchomienia silnika przy niskiej częstotliwości i napięciu, stopniowego zwiększania obu parametrów do wartości nominalnych.

Hamowanie przez wstrzykiwanie prądu stałego (DC Injection Braking)

• Zasada: Wstrzykiwanie prądu stałego do cewek statora przed lub podczas startu, aby wytworzyć pole magnetyczne, które zmniejsza moment początkowy.

• Metoda: Kontrolowanie wielkości i czasu trwania prądu stałego w celu regulacji momentu początkowego.

Użycie silników dwuprzęsłowych lub wieloprzęsłowych

• Zasada: Zmiana połączeń cewek silnika, aby osiągnąć różne prędkości i cechy momentowe.

• Metoda: Projektowanie silników wieloprzęsłowych, które pracują przy niższej prędkości podczas startu i przełączają się na wyższą prędkość po starcie.

Optymalizacja projektu silnika

• Zasada: Poprawa projektu silnika, aby zmniejszyć gęstość strumienia magnetycznego i prąd początkowy podczas startu.

• Metoda: Wybór odpowiednich projektów cewek i materiałów, optymalizacja struktury obwodu magnetycznego, aby zmniejszyć nasycenie magnetyczne podczas startu.

Podsumowanie

Wysoki moment początkowy silników indukcyjnych jest określany przez ich projekt i zasady działania. Jednak istnieje wiele metod, które można zastosować, aby zmniejszyć moment początkowy i zminimalizować wpływ na sieć energetyczną i systemy mechaniczne. Powszechnie stosowane metody obejmują start z obniżonym napięciem, użycie miękkich rozruchów, użycie sterowników częstotliwości (VFD), hamowanie przez wstrzykiwanie prądu stałego, użycie silników dwuprzęsłowych lub wieloprzęsłowych oraz optymalizację projektu silnika. Wybór metody powinien opierać się na specyficznych wymaganiach aplikacji i warunkach systemu.