Per què un motor d'inducció trau més corrent al iniciar-se que en funcionament?

Un motor d'inducció (Induction Motor) consumeix més corrent durant l'arrencada que durant la seva operació per les característiques electromagnètiques interiors del motor en aquesta etapa. Aquí tens una explicació detallada:

1. Alta Demanda de Corrent Durant l'Arrencada

1.1 Establiment Inicial del Flux

Cap Camp Magnètic Inicial al Rotor: A l'arrencada, el rotor està estacionari i no té cap camp magnètic rotatiu inicial. El camp magnètic rotatiu generat pel stator ha de crear un flux magnètic al rotor.

Corrent Induïda Alta: Per establir aquest flux inicial, el stator ha de generar un fort camp magnètic, el que provoca que passi una gran quantitat de corrent pels voltants del stator.

1.2 Baix Factor de Potència

Corrent Retardada: A l'arrencada, ja que el rotor encara no gira, hi ha una gran diferència de fase entre la corrent del rotor i la corrent del stator, resultant en un factor de potència molt baix.

Demanda de Potència Reactiva: Un factor de potència baix significa que la major part de la corrent és reactiva, utilitzada per establir el camp magnètic en lloc de realitzar treball útil.

2. Menor Demanda de Corrent Durant l'Operació

2.1 Aproximació a la Velocitat Sincrònica

Establiment del Camp del Rotor: Quan el motor comença a girar i gradualment s'aproxima a la velocitat sincrònica, també es crea el flux magnètic al rotor.

Resbalament Reduit: El resbalament és la diferència entre la velocitat del rotor i la velocitat sincrònica. Com el resbalament disminueix, també ho fa la corrent del rotor.

2.2 Factor de Potència Més Alt

Diferència de Fase Reduïda: Quan la velocitat del motor augmenta, la diferència de fase entre la corrent del rotor i la corrent del stator disminueix, millorant el factor de potència.

Aument de la Potència Activa: Un factor de potència més alt significa que més corrent es fa servir per realitzar treball útil, reduint la demanda de corrent reactiva.

3. Comparació de la Corrent d'Arrencada i la Corrent d'Operació

Corrent d'Arrencada: Normalment, la corrent d'arrencada d'un motor d'inducció pot ser 6 a 8 vegades la corrent nominal d'operació, o fins i tot més.

Corrent d'Operació: Durant l'operació normal, la corrent del motor es stabilitza proper al valor nominal, significativament més baixa que la corrent d'arrencada.

4. Estratègies d'Arrencada

Per reduir el consum elevat de corrent durant l'arrencada i minimitzar l'impacte a la xarxa elèctrica i al propi motor, es fan servir diverses estratègies d'arrencada:

Arrencada Directa (DOL):

Connectar directament el motor a la font d'alimentació, adequat per motors petits.

Arrencada Estrella-Delta:

Connectar el motor en configuració d'estrella durant l'arrencada per reduir la corrent d'arrencada, després canviar a configuració delta quan s'assoleixi una certa velocitat per l'operació normal.

Iniciador Suau:

Fer servir rectificadors controlats per silici (SCRs) o altres dispositius electrònics per incrementar gradualment el voltatge del motor, proporcionant un procés d'arrencada suau i reduint la corrent d'arrencada.

Variador de Frequència (VFD):

Ajustar la freqüència i el voltatge del motor per assolir una arrencada suau i control de velocitat.

Resum

Un motor d'inducció consumeix més corrent durant l'arrencada perquè necessita establir un flux magnètic inicial al rotor, i el factor de potència és molt baix en aquesta etapa. Quan la velocitat del motor augmenta, es crea el camp magnètic del rotor, el resbalament disminueix i el factor de potència s'aprimeix, causant que la corrent baixi als nivells normals d'operació. Fent servir estratègies d'arrencada adequades, es pot reduir eficientment la corrent d'arrencada, minimitzant l'impacte a la xarxa elèctrica i al motor.