Чому метод пуску зірка-трикутник неможливий для асинхронного двигуна, підключеного за схемою трикутника

Індукційний двигун (Induction Motor) споживає високий струм під час запуску через кілька факторів, що працюють разом. Ось детальне пояснення:

1. Високе вимоги до стартового моменту

Стартовий момент:

• Індукційному двигателю потрібно створити достатній момент, щоб подолати статичну інерцію та запустити ротор. Це вимагає великої кількості струму для створення сильного магнітного поля та моменту.

2. Низький коефіцієнт ефективності

Коефіцієнт ефективності:

• Коефіцієнт ефективності індукційного двигателя дуже низький під час запуску. Коефіцієнт ефективності - це відношення дійсної потужності до видимої, що вказує на ефективність навантаження. Під час запуску, оскільки ротор ще не обертається, фазова різниця між магнітним полем та струмом велика, що призводить до низького коефіцієнту ефективності. Низький коефіцієнт ефективності означає, що більшість струму використовується для створення магнітного поля, а не для виконання фактичної роботи, що призводить до високого стартового струму.

3. Низьке протилежне ЕДС

Протилежне ЕДС (Counter EMF):

• У нормальному режимі роботи обертання ротора генерують протилежне ЕДС, яке протиставляється джерелу напруги, зменшуючи струм. Однак, під час запуску, ротор ще не обертається, тому протилежне ЕДС практично дорівнює нулю. В результаті повна напруга джерела застосовується до обмоток статора, що призводить до значного збільшення струму.

4. Характеристики імпедансу двигуна

Імпеданс двигуна:

• Імпеданс індукційного двигателя низький під час запуску. На початку запуску швидкість ротора дорівнює нулю, і викликане ЕДС в обмотках ротора також дуже низьке, що робить імпеданс обмоток ротора низьким. Низький імпеданс означає, що більше струму може проходити через обмотки, що призводить до високого стартового струму.

5. Принцип електромагнітної індукції

Електромагнітна індукція:

• Згідно з законом Фарадея електромагнітної індукції, коли струм у обмотках статора змінюється, він викликає струм у роторі. Під час запуску, оскільки ротор ще не обертається, швидкість зміни магнітного поля, створеного статором, найвища, що призводить до найвищого викликаного струму у роторі. Ці викликані струми ще більше збільшують стартовий струм.

6. Характеристики мережі

Характеристики мережі:

• Електрична мережа має обмежену здатність обробляти великі струми протягом короткого періоду. Коли індукційний двигун запускається, високий струм може спричинити значне падіння напруги, що впливає на роботу інших пристроїв в одній мережі.

Висновок

Індукційний двигун споживає високий струм під час запуску з наступних причин:

1. Високе вимоги до стартового моменту: потрібна велика кількість струму для створення достатнього моменту.

2. Низький коефіцієнт ефективності: під час запуску коефіцієнт ефективності низький, і більшість струму використовується для створення магнітного поля.

3. Низьке протилежне ЕДС: під час запуску протилежне ЕДС практично дорівнює нулю, і повна напруга джерела застосовується до обмоток статора.

4. Характеристики імпедансу двигуна: імпеданс двигуна низький під час запуску, що призводить до високого струму.

5. Принцип електромагнітної індукції: швидкість зміни магнітного поля найвища під час запуску, що призводить до найвищих викликаних струмів у роторі.

Для зменшення стартового струму можна використовувати різні методи запуску, такі як запуск «звезда-трикутник», автотрансформаторний запуск, м'які стартери та частотні перетворювачі (VFDs).