Waarom is de ster-delta startmethode niet mogelijk voor een inductiemotor die delta-gekoppeld is?

Een asynchrone motor (Induction Motor) trekt tijdens het opstarten een hoge stroom door verschillende factoren die samenwerken. Hier is een gedetailleerde uitleg:

1. Hoog startkoppel vereist

Startkoppel:

• Een asynchrone motor moet voldoende koppel genereren om de statische traagheid te overwinnen en de rotor in beweging te zetten. Dit vereist een grote hoeveelheid stroom om een sterke magnetische veld en koppel te produceren.

2. Laag vermogensfactor

Vermogensfactor:

• De vermogensfactor van een asynchrone motor is zeer laag tijdens het opstarten. De vermogensfactor is het verhouding tussen werkelijk vermogen en schijnbaar vermogen, wat de efficiëntie van de belasting aangeeft. Tijdens het opstarten, aangezien de rotor nog niet roteert, is het faseverschil tussen het magnetisch veld en de stroom groot, wat resulteert in een lage vermogensfactor. Een lage vermogensfactor betekent dat de meeste stroom wordt gebruikt om het magnetisch veld te genereren in plaats van daadwerkelijk werk te doen, waardoor er een hoge startstroom ontstaat.

3. Laag tegen-EMK

Tegen-EMK (Counter EMK):

• Bij normale werking genereert de roterende rotor een tegen-EMK (counter EMK) die de bronspanning tegengaat, waardoor de stroom afneemt. Echter, tijdens het opstarten roteert de rotor nog niet, dus is het tegen-EMK bijna nul. Als gevolg hiervan wordt de volledige bronspanning toegepast op de statorwindingen, wat leidt tot een aanzienlijke toename van de stroom.

4. Impedantie-eigenschappen van de motor

Motor impedantie:

• De impedantie van een asynchrone motor is laag tijdens het opstarten. Aan het begin van het opstarten is de rotorsnelheid nul, en het geïnduceerde EMK in de rotorwindingen is ook zeer laag, waardoor de impedantie van de rotorwindingen laag is. Lage impedantie betekent dat er meer stroom door de windingen kan stromen, wat leidt tot een hogere startstroom.

5. Principe van elektromagnetische inductie

Elektromagnetische inductie:

• Volgens de wet van Faraday voor elektromagnetische inductie, wanneer de stroom in de statorwindingen verandert, wordt er een stroom geïnduceerd in de rotor. Tijdens het opstarten, aangezien de rotor nog niet roteert, is de snelheid van verandering van het magnetisch veld dat door de stator wordt geproduceerd het hoogst, wat leidt tot de hoogste geïnduceerde stroom in de rotor. Deze geïnduceerde stromen verhogen de startstroom verder.

6. Eigenschappen van het netwerk

Netwerkeigenschappen:

• Het elektriciteitsnet heeft beperkte capaciteit om hoge stromen over een korte periode te verwerken. Wanneer een asynchrone motor start, kan de hoge stroom een aanzienlijke spanningsdaling veroorzaken, wat de werking van andere apparaten op hetzelfde netwerk beïnvloedt.

Samenvatting

Een asynchrone motor trekt tijdens het opstarten een hoge stroom om de volgende redenen:

1. Hoog startkoppel vereist: Er is veel stroom nodig om voldoende koppel te genereren.

2. Lage vermogensfactor: Tijdens het opstarten is de vermogensfactor laag, en wordt de meeste stroom gebruikt om het magnetisch veld te genereren.

3. Laag tegen-EMK: Tijdens het opstarten is het tegen-EMK bijna nul, en wordt de volledige bronspanning toegepast op de statorwindingen.

4. Impedantie-eigenschappen van de motor: De motor impedantie is laag tijdens het opstarten, wat leidt tot een hogere stroom.

5. Principe van elektromagnetische inductie: De snelheid van verandering van het magnetisch veld is het hoogst tijdens het opstarten, wat leidt tot de hoogste geïnduceerde stromen in de rotor.

Om de startstroom te verminderen, kunnen verschillende startmethoden worden gebruikt, zoals ster-driehoek start, autotransformatore start, soft starters en variabele frequentieregelaars (VFDs).