Proč indukční motor při spouštění spotřebovává více proudu než při běhu?

Indukční motor (Induction Motor) při startu spotřebovává větší proud než během provozu kvůli elektromagnetickým charakteristikám uvnitř motoru v fázi startu. Zde je podrobné vysvětlení:

1. Vysoká poptávka po proudu při startu

1.1 Vytvoření počátečního magnetického toku

Žádné počáteční pole rotoru: Při startu je rotor stacionární a nemá žádné počáteční rotující magnetické pole. Rotující magnetické pole vygenerované státorem musí vytvořit magnetický tok v rotoru.

Vysoký indukovaný proud: Aby byl tento počáteční tok vytvořen, musí stator vygenerovat silné magnetické pole, což způsobí, že velký proud protéká cestami statoru.

1.2 Nízký faktor moci

Zpožděný proud: Při startu, kdy rotor ještě nerotuje, existuje velký fázový rozdíl mezi proudem rotoru a statoru, což vede k velmi nízkému faktoru moci.

Poptávka po reaktivní síle: Nízký faktor moci znamená, že většina proudu je reaktivní proud, použitý k vytvoření magnetického pole, nikoli k provedení užitečné práce.

2. Nižší poptávka po proudu během provozu

2.1 Přiblížení k synchronní rychlosti

Vytvoření pole rotoru: Jak motor začne rotovat a postupně se blíží k synchronní rychlosti, tak se také vytvoří magnetický tok v rotoru.

Snížení kluzu: Kluz je rozdíl mezi rychlostí rotoru a synchronní rychlostí. S poklesem kluzu klesá i proud rotoru.

2.2 Vyšší faktor moci

Snížení fázového rozdílu: S rostoucí rychlostí motoru klesá fázový rozdíl mezi proudem rotoru a statoru, což zlepšuje faktor moci.

Zvýšení aktivní síly: Vyšší faktor moci znamená, že více proudu je použito k provedení užitečné práce, což snižuje poptávku po reaktivním proudu.

3. Srovnání startovacího a provozního proudu

Startovací proud: Typicky je startovací proud indukčního motoru 6 až 8krát vyšší než nominální provozní proud, nebo dokonce větší.

Provozní proud: Během normálního provozu se proud motoru stabilizuje blízko nominální hodnoty, což je výrazně nižší než startovací proud.

4. Startovací strategie

Aby bylo možné snížit vysokou spotřebu proudu při startu a minimalizovat dopad na elektrickou síť a samotný motor, jsou často používány následující startovací strategie:

Přímý start (DOL):

Přímé připojení motoru k napájecí síti, vhodné pro malé motory.

Hvězda-delta start:

Připojení motoru do hvězdy při startu, aby byl snížen startovací proud, poté přepnutí do konfigurace delta, až je dosažena určitá rychlost pro normální provoz.

Měkký spouštěč (Soft Starter):

Použití thyristorů (SCR) nebo jiných elektronických součástek k postupnému zvyšování napětí motoru, což poskytuje hladký start a snižuje startovací proud.

Čidlo frekvence (VFD):

Úprava frekvence a napětí motoru k dosažení hladkého startu a řízení rychlosti.

Shrnutí

Indukční motor při startu spotřebovává větší proud, protože potřebuje vytvořit počáteční magnetický tok v rotoru a faktor moci je v této fázi velmi nízký. S rostoucí rychlostí motoru se vytvoří magnetické pole rotoru, kluz klesá a faktor moci se zlepšuje, což způsobuje, že proud klesá na normální provozní úroveň. Použitím vhodných startovacích strategií lze efektivně snížit vysoký startovací proud a minimalizovat dopad na elektrickou síť a motor.