موتور القلاب (Induction Motor) يستهلك تيارًا أكبر أثناء التشغيل الأولي مقارنة بالعمل العادي بسبب الخصائص الكهرومغناطيسية الداخلية للموتور في مرحلة التشغيل الأولي. فيما يلي شرح مفصل:
1. الطلب العالي على التيار أثناء التشغيل الأولي
1.1 إنشاء الفيض المغناطيسي الأولي
لا يوجد مجال مغناطيسي أولي للروتر: عند التشغيل الأولي، يكون الروتر ثابتًا ولا يوجد لديه مجال مغناطيسي دوار أولي. يحتاج المجال المغناطيسي الدوار المنتج من الاستاتور لإنشاء فيض مغناطيسي في الروتر.
تيار مُحث عالي: لإنشاء هذا الفيض الأولي، يجب على الاستاتور أن ينتج مجالًا مغناطيسيًا قويًا، مما يؤدي إلى جريان تيار كبير عبر ملفات الاستاتور.
1.2 معامل الطاقة المنخفض
تأخير التيار: عند التشغيل الأولي، بما أن الروتر لا يدور بعد، هناك فرق طوري كبير بين تيار الروتر وتيار الاستاتور، مما يؤدي إلى معامل طاقة منخفض جدًا.
طلب الطاقة الرنانة: معامل طاقة منخفض يعني أن معظم التيار هو تيار رنان يستخدم لإنشاء المجال المغناطيسي بدلاً من القيام بعمل مفيد.
2. الطلب الأقل على التيار أثناء العمل العادي
2.1 اقتراب السرعة المتزامنة
إنشاء مجال الروتر: عندما يبدأ الموتور بالدوران ويقترب تدريجيًا من السرعة المتزامنة، يتم أيضًا إنشاء الفيض المغناطيسي في الروتر.
تقليل الانزلاق: الانزلاق هو الفرق بين سرعة الروتر والسرعة المتزامنة. بتقليل الانزلاق، ينخفض أيضًا تيار الروتر.
2.2 معامل طاقة أعلى
تقليل الفرق الطوري: مع زيادة سرعة الموتور، يقل الفرق الطوري بين تيار الروتر وتيار الاستاتور، مما يحسن معامل الطاقة.
زيادة الطاقة النشطة: معامل طاقة أعلى يعني أن المزيد من التيار يستخدم لفعل عمل مفيد، مما يقلل من الطلب على التيار الرنان.
3. مقارنة بين تيار التشغيل الأولي وتير العمل العادي
تيار التشغيل الأولي: عادةً، يمكن أن يكون تيار التشغيل الأولي لموتر القلاب 6 إلى 8 مرات التيار المعين للعمل العادي، أو حتى أعلى.
تيار العمل العادي: أثناء العمل العادي، يتوازن تيار الموتور حول القيمة المعينة، وهو أقل بكثير من تيار التشغيل الأولي.
4. استراتيجيات التشغيل الأولي
للتقليل من استهلاك التيار العالي أثناء التشغيل الأولي وتقليل التأثير على شبكة الكهرباء والموتور نفسه، يتم استخدام العديد من استراتيجيات التشغيل الأولي:
التشغيل المباشر (DOL):
ربط الموتور مباشرةً بمصدر الطاقة، مناسب للمواتير الصغيرة.
التشغيل بتوصيلة نجمة-مثلث (Star-Delta Starting):
ربط الموتور بتوصيلة نجمة أثناء التشغيل الأولي لتقليل تيار التشغيل الأولي، ثم التحويل إلى توصيلة مثلث بمجرد الوصول إلى سرعة معينة للعمل العادي.
المشغل الناعم (Soft Starter):
استخدام مقاومات ثنائية القطبية (SCRs) أو أجهزة إلكترونية أخرى لزيادة جهد الموتور تدريجيًا، مما يوفر عملية تشغيل ناعمة ويخفض تيار التشغيل الأولي.
محرك التردد المتغير (VFD):
ضبط التردد والجهد للموتور لتحقيق تشغيل ناعم وتحكم في السرعة.
ملخص
يستهلك موتر القلاب تيارًا أكبر أثناء التشغيل الأولي لأنه يحتاج إلى إنشاء فيض مغناطيسي أولي في الروتر ومعامل الطاقة منخفض جدًا في هذه المرحلة. مع زيادة سرعة الموتور، يتم إنشاء مجال الروتر المغناطيسي، ويقل الانزلاق، ويتحسن معامل الطاقة، مما يؤدي إلى انخفاض التيار إلى مستويات العمل العادية. باستخدام استراتيجيات التشغيل الأولي المناسبة، يمكن تقليل تيار التشغيل الأولي العالي بشكل فعال، مما يقلل من التأثير على شبكة الكهرباء والموتور.