Varför är stjärn-deltastartmetoden inte möjlig för en deltaansluten induktionsmotor?
En induktionsmotor (Induction Motor) drar en hög ström vid start på grund av flera samverkande faktorer. Här följer en detaljerad förklaring:
1. Krav på hög startmoment
Startmoment:
En induktionsmotor behöver generera tillräckligt med moment för att övervinna den statiska trögheten och sätta igång roteraren. Detta kräver en stor mängd ström för att producera ett starkt magnetfält och moment.
2. Låg effektfaktor
Effektfaktor:
Effektfaktorn hos en induktionsmotor är mycket låg vid start. Effektfaktorn är förhållandet mellan verksam effekt och synlig effekt, vilket indikerar lastens effektivitet. Vid start, eftersom roteraren ännu inte roterar, är fasförsprånget mellan magnetfältet och strömmen stort, vilket resulterar i en låg effektfaktor. En låg effektfaktor innebär att det mesta av strömmen används för att generera magnetfältet snarare än för att utföra verklig arbete, vilket leder till en hög startström.
3. Lågt motspänning
Motspänning (Counter EMF):
Under normal drift genererar den roterande roteraren en motspänning (counter EMF) som motsätter sig källspänningen, vilket minskar strömmen. Men vid start roterar roteraren ännu inte, så motspänningen är nästan noll. Som ett resultat appliceras hela källspänningen på statorvindingsarna, vilket leder till en betydande ökning av strömmen.
4. Motorns impedanskaraktär
Motors impedans:
Impedansen hos en induktionsmotor är låg vid start. I början av starten är roterarnas hastighet noll, och den inducerade spänningen i roterarvindingsarna är också mycket låg, vilket gör impedansen i roterarvindingsarna låg. Låg impedans innebär att mer ström kan flöda genom vindingsarna, vilket leder till en högre startström.
5. Elektromagnetisk induktion princip
Elektromagnetisk induktion:
Enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion, när strömmen i statorvindingsarna ändras, induceras en ström i roteraren. Vid start, eftersom roteraren ännu inte roterar, är förändringshastigheten av det magnetiska fältet som produceras av statorn högst, vilket leder till den högsta inducerade strömmen i roteraren. Dessa inducerade strömmar ökar ytterligare startströmmen.
6. Nätets egenskaper
Nätets egenskaper:
Ett elnät har begränsad kapacitet att hantera höga strömmar under en kort period. När en induktionsmotor startar kan den höga strömmen orsaka en signifikant spänningsfall, vilket påverkar andra enheters drift på samma nät.
Sammanfattning
En induktionsmotor drar en hög ström vid start av följande skäl:
Krav på hög startmoment: En stor mängd ström behövs för att generera tillräckligt med moment.
Låg effektfaktor: Vid start är effektfaktorn låg, och det mesta av strömmen används för att generera magnetfältet.
Lågt motspänning: Vid start är motspänningen nästan noll, och hela källspänningen appliceras på statorvindingsarna.
Motorns impedanskaraktär: Impedansen hos motorn är låg vid start, vilket leder till en högre ström.
Elektromagnetisk induktion princip: Förändringshastigheten av magnetfältet är högst vid start, vilket leder till de högsta inducerade strömmarna i roteraren.
För att minska startströmmen kan olika startmetoder användas, som stjärn-delta-start, autotransformatorstart, mjuka starter och variabelfrekvensdriv (VFD).
