Hvorfor er stjerne-delta startmetoden ikke mulig for en deltaforbundet induktionsmotor?

En induktionsmotor (Induction Motor) forbruger en høj strøm under opstart på grund af flere faktorer, der virker sammen. Her er en detaljeret forklaring:

1. Højt Startmomentkrav

Startmoment:

• En induktionsmotor skal generere tilstrækkeligt moment for at overkomme den statiske inertie og starte rotoren i rotation. Dette kræver en stor mængde strøm for at producere et stærkt magnetfelt og moment.

2. Lav Effektivitetsfaktor

Effektivitetsfaktor:

• Effektivitetsfaktoren for en induktionsmotor er meget lav under opstart. Effektivitetsfaktoren er forholdet mellem reel effekt og synlig effekt, som indikerer belastningens effektivitet. Under opstart, da rotoren endnu ikke roterer, er fasen forskellen mellem magnetfeltet og strømmen stor, hvilket resulterer i en lav effektivitetsfaktor. En lav effektivitetsfaktor betyder, at de fleste strøm bruges til at generere magnetfeltet i stedet for at udføre reelt arbejde, hvilket fører til en høj startstrøm.

3. Lav Modspænding

Modspænding (Counter EMF):

• Under normal drift genererer den roterende rotor en modspænding (counter EMF), der modsætter sig kilde-spændingen, og reducerer strømmen. Dog, under opstart, roterer rotoren endnu ikke, så modspændingen er næsten nul. Derfor anvendes hele kilde-spændingen på stator-vindingerne, hvilket medfører en betydelig øgning i strømmen.

4. Motorens Impedance Karakteristikker

Motorimpedance:

• Impedancen for en induktionsmotor er lav under opstart. I begyndelsen af opstarten er rotorens hastighed nul, og den inducerede spænding i rotorvindingerne er også meget lav, hvilket gør impedancen for rotorvindingerne lav. Lav impedance betyder, at mere strøm kan flyde gennem vindingerne, hvilket fører til en højere startstrøm.

5. Elektromagnetisk Induktion Princip

Elektromagnetisk Induktion:

• Ifølge Faradays lov om elektromagnetisk induktion, når strømmen i statorvindingerne ændres, inducerer det en strøm i rotoren. Under opstart, da rotoren endnu ikke roterer, er ændringshastigheden af magnetfeltet, produceret af stator, højst, hvilket fører til den højeste inducerede strøm i rotoren. Disse inducerede strømmer øger yderligere startstrømmen.

6. Netkarakteristika

Netkarakteristika:

• Kraftnettet har begrænset evne til at håndtere høj strøm over en kort periode. Når en induktionsmotor starter, kan den høje strøm føre til en betydelig spændningsfald, hvilket påvirker drift af andre enheder på samme net.

Oversigt

En induktionsmotor forbruger en høj strøm under opstart af følgende grunde:

1. Højt Startmomentkrav: En stor mængde strøm er nødvendig for at generere tilstrækkeligt moment.

2. Lav Effektivitetsfaktor: Under opstart er effektivitetsfaktoren lav, og de fleste strøm bruges til at generere magnetfeltet.

3. Lav Modspænding: Under opstart er modspændingen næsten nul, og hele kilde-spændingen anvendes på statorvindingerne.

4. Motorens Impedance Karakteristikker: Motorens impedance er lav under opstart, hvilket fører til en højere strøm.

5. Elektromagnetisk Induktion Princip: Ændringshastigheden af magnetfeltet er højst under opstart, hvilket fører til den højeste inducerede strøm i rotoren.

For at reducere startstrømmen kan forskellige startmetoder anvendes, som stjerne-delta start, autotransformator start, bløde startere og frekvensomformer (VFDs).