Почему метод пуска «звезда-треугольник» невозможен для индукционного двигателя с соединением треугольником?
Асинхронный двигатель (Induction Motor) потребляет высокий ток при запуске из-за нескольких факторов, действующих вместе. Вот подробное объяснение:
1. Высокая потребность в пусковом моменте
Пусковой момент:
Асинхронному двигателю необходимо создать достаточный момент, чтобы преодолеть статическую инертность и начать вращение ротора. Для этого требуется большое количество тока для создания сильного магнитного поля и момента.
2. Низкий коэффициент мощности
Коэффициент мощности:
Коэффициент мощности асинхронного двигателя очень низкий при запуске. Коэффициент мощности — это отношение активной мощности к полной мощности, показывающее эффективность нагрузки. При запуске, так как ротор еще не вращается, фазовая разница между магнитным полем и током велика, что приводит к низкому коэффициенту мощности. Низкий коэффициент мощности означает, что большая часть тока используется для создания магнитного поля, а не для выполнения реальной работы, что приводит к высокому пусковому току.
3. Низкое противодействующее ЭДС
Противодействующее ЭДС (Counter EMF):
В нормальном режиме вращающийся ротор генерирует противодействующее ЭДС, которое противодействует напряжению источника, уменьшая ток. Однако при запуске ротор еще не вращается, поэтому противодействующее ЭДС почти равно нулю. В результате полное напряжение источника прикладывается к обмоткам статора, вызывая значительное увеличение тока.
4. Характеристики импеданса двигателя
Импеданс двигателя:
Импеданс асинхронного двигателя низкий при запуске. В начале запуска скорость ротора равна нулю, и индуцированное ЭДС в обмотках ротора также очень низкое, что делает импеданс обмоток ротора низким. Низкий импеданс означает, что через обмотки может протекать больше тока, что приводит к более высокому пусковому току.
5. Принцип электромагнитной индукции
Электромагнитная индукция:
Согласно закону Фарадея об электромагнитной индукции, когда изменяется ток в обмотках статора, он индуцирует ток в роторе. При запуске, так как ротор еще не вращается, скорость изменения магнитного поля, созданного статором, максимальна, что приводит к максимальному индуцированному току в роторе. Эти индуцированные токи дополнительно увеличивают пусковой ток.
6. Характеристики сети
Характеристики сети:
Электросеть имеет ограниченные возможности по обработке высоких токов в течение короткого периода времени. Когда запускается асинхронный двигатель, высокий ток может вызвать значительное падение напряжения, что влияет на работу других устройств, подключенных к той же сети.
Заключение
Асинхронный двигатель потребляет высокий ток при запуске по следующим причинам:
Высокая потребность в пусковом моменте: необходимо большое количество тока для создания достаточного момента.
Низкий коэффициент мощности: при запуске коэффициент мощности низкий, и большая часть тока используется для создания магнитного поля.
Низкое противодействующее ЭДС: при запуске противодействующее ЭДС почти равно нулю, и полное напряжение источника прикладывается к обмоткам статора.
Характеристики импеданса двигателя: импеданс двигателя низкий при запуске, что приводит к более высокому току.
Принцип электромагнитной индукции: скорость изменения магнитного поля максимальна при запуске, что приводит к максимальным индуцированным токам в роторе.
Для снижения пускового тока могут использоваться различные методы запуска, такие как звезда-треугольник, автотрансформаторный запуск, мягкие пускатели и частотные регуляторы (VFDs).
