لماذا لا يمكن استخدام طريقة بدء النجمة-مثلث للمحركات الكهربائية المتصلة بطريقة المثلث؟

يحتاج المحرك الحثي (Induction Motor) إلى تيار عالي أثناء التشغيل بسبب عدة عوامل تعمل معًا. إليك الشرح التفصيلي:

1. الحاجة إلى عزم دوران عالٍ عند بدء التشغيل

عزم الدوران عند بدء التشغيل:

• يحتاج المحرك الحثي إلى إنتاج عزم دوران كافٍ للتغلب على القصور الذاتي الثابت والبدء في دوران المروحة. وهذا يتطلب كمية كبيرة من التيار لإنتاج مجال مغناطيسي قوي وعزم دوران.

2. معامل القدرة المنخفض

معامل القدرة:

• معامل القدرة للمحرك الحثي يكون منخفضًا جدًا أثناء بدء التشغيل. معامل القدرة هو نسبة الطاقة الحقيقية إلى الطاقة الظاهرية، مما يشير إلى كفاءة الحمل. أثناء بدء التشغيل، وبما أن المروحة لم تبدأ بالدوران بعد، فإن الفرق الطوري بين المجال المغناطيسي والتيار يكون كبيرًا، مما يؤدي إلى معامل قدرة منخفض. ومعامل القدرة المنخفض يعني أن معظم التيار يستخدم لإنتاج المجال المغناطيسي بدلاً من القيام بعمل حقيقي، مما يؤدي إلى زيادة التيار عند بدء التشغيل.

3. الجهد العكسي المنخفض

الجهد العكسي (Counter EMF):

• في التشغيل الطبيعي، ينتج المروحة الدوارة جهدًا عكسيًا (Counter EMF) يعارض الجهد المصدر، مما يقلل من التيار. ومع ذلك، أثناء بدء التشغيل، لا تدور المروحة بعد، لذا يكون الجهد العكسي تقريبًا صفر. وبالتالي، يتم تطبيق الجهد المصدر الكامل على ملفات السلك الثابت، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في التيار.

4. خصائص المقاومة للمحرك

مقاومة المحرك:

• مقاومة المحرك الحثي تكون منخفضة أثناء بدء التشغيل. في بداية التشغيل، يكون سرعة المروحة صفر، والجهد المושר في ملفات المروحة أيضًا منخفض جدًا، مما يجعل مقاومة ملفات المروحة منخفضة. المقاومة المنخفضة تعني أن كمية أكبر من التيار يمكن أن تتدفق عبر ملفات السلك، مما يؤدي إلى زيادة التيار عند بدء التشغيل.

5. مبدأ الاستقراء الكهرومغناطيسي

الاستقراء الكهرومغناطيسي:

• وفقاً لقانون فاراداي للاستقراء الكهرومغناطيسي، عندما يتغير التيار في ملفات السلك الثابت، فإنه يثير تيارًا في المروحة. أثناء بدء التشغيل، وبما أن المروحة لم تبدأ بالدوران بعد، فإن معدل تغير المجال المغناطيسي المنتج بواسطة السلك الثابت يكون الأعلى، مما يؤدي إلى أعلى تيار مستثار في المروحة. هذه التيارات المستثار تزيد من التيار عند بدء التشغيل.

6. خصائص الشبكة

خصائص الشبكة:

• لدى شبكة الكهرباء قدرة محدودة على التعامل مع التيار العالي لفترة قصيرة. عندما يبدأ المحرك الحثي، يمكن أن يؤدي التيار العالي إلى انخفاض كبير في الجهد، مما يؤثر على تشغيل الأجهزة الأخرى على نفس الشبكة.

ملخص

يحتاج المحرك الحثي إلى تيار عالٍ أثناء بدء التشغيل لأسباب التالية:

1. الحاجة إلى عزم دوران عالٍ عند بدء التشغيل: يحتاج إلى كمية كبيرة من التيار لإنتاج عزم دوران كافٍ.

2. معامل القدرة المنخفض: أثناء بدء التشغيل، يكون معامل القدرة منخفضًا، ويستخدم معظم التيار لإنتاج المجال المغناطيسي.

3. الجهد العكسي المنخفض: أثناء بدء التشغيل، يكون الجهد العكسي تقريبًا صفر، ويتم تطبيق الجهد المصدر الكامل على ملفات السلك الثابت.

4. خصائص المقاومة للمحرك: تكون مقاومة المحرك منخفضة أثناء بدء التشغيل، مما يؤدي إلى زيادة التيار.

5. مبدأ الاستقراء الكهرومغناطيسي: معدل تغير المجال المغناطيسي يكون الأعلى أثناء بدء التشغيل، مما يؤدي إلى أعلى تيار مستثار في المروحة.

للتقليل من التيار عند بدء التشغيل، يمكن استخدام طرق بدء مختلفة، مثل بدء النجمة-المثلث، بدء المحول التلقائي، بدء الناعم، ومعدات التحكم المتغير في التردد (VFDs).