Hvorfor trekker en induksjonsmotor mer strøm ved oppstart enn under drift?

En induksjonsmotor (Induction Motor) trenger mer strøm under oppstart enn under drift på grunn av de elektromagnetiske egenskapene i motoren under startfasen. Her er en detaljert forklaring:

1. Høy strømbehov under oppstart

1.1 Opprettelse av initialt magnetfelt

Ingen initial rotorfelt: Under oppstart er roteren stillestående og har ikke noe initialt roterende magnetfelt. Det roterende magnetfeltet produsert av statoren må etablere et magnetfelt i roteren.

Høy indusert strøm: For å etablere dette initialt feltet, må statoren generere et sterk magnetfelt, som fører til at en stor strøm går gjennom statorvindingene.

1.2 Lav effektfaktor

Forsinket strøm: Under oppstart, da roteren ennå ikke roterer, er det en stor faseforskjell mellom rotorstrømmen og statorstrømmen, noe som resulterer i en veldig lav effektfaktor.

Reaktiv effektbehov: En lav effektfaktor betyr at mesteparten av strømmen er reaktiv strøm, brukt til å etablere magnetfeltet snarere enn å utføre nyttig arbeid.

2. Lavere strømbehov under drift

2.1 Nærme synkronhastighet

Rotorfeltet etableres: Når motoren begynner å rotere og gradvis nærmer seg synkronhastigheten, etableres også magnetfeltet i roteren.

Redusert slip: Slip er forskjellen mellom roterens hastighet og synkronhastigheten. Når slip reduseres, reduseres også rotorstrømmen.

2.2 Høyere effektfaktor

Redusert faseforskjell: Når motorsnittet øker, minsker faseforskjellen mellom rotorstrømmen og statorstrømmen, noe som forbedrer effektfaktoren.

Økt aktiv effekt: En høyere effektfaktor betyr at mer av strømmen brukes til å utføre nyttig arbeid, noe som reduserer behovet for reaktiv strøm.

3. Sammenligning av oppstartstrøm og driftsstrøm

Oppstartstrøm: Typisk kan oppstartstrømmen til en induksjonsmotor være 6 til 8 ganger den normale driftsstrømmen, eller enda høyere.

Driftsstrøm: Under normal drift stabiliserer motorstrømmen seg nær den normale verdien, betydelig lavere enn oppstartstrømmen.

4. Oppstartsteknikker

For å redusere høy strømtrekking under oppstart og minimere påvirkningen på kraftnettet og motoren selv, brukes flere oppstartsteknikker:

Direkte på linje (DOL):

Direkte kobling av motoren til strømforsyningen, egnet for små motorer.

Stjerne-delta oppstart:

Kobling av motoren i en stjernekonfigurasjon under oppstart for å redusere oppstartstrømmen, deretter skifte til delta-konfigurasjon når en viss hastighet er nådd for normal drift.

Soft starter:

Bruk av silisiumkontrollerede rettiførere (SCR) eller andre elektroniske enheter for å gradvis øke motorens spenning, noe som gir en jevn oppstart og reduserer oppstartstrømmen.

Variabel frekvensstyring (VFD):

Justering av frekvensen og spenningen til motoren for å oppnå jevn oppstart og fartstyring.

Sammendrag

En induksjonsmotor trenger mer strøm under oppstart fordi den må etablere et initialt magnetfelt i roteren, og effektfaktoren er veldig lav på dette stadiet. Når motorsnittet øker, etableres roterens magnetfelt, slip reduseres, og effektfaktoren forbedres, noe som fører til at strømmen reduseres til normale driftsnivåer. Ved å bruke passende oppstartsteknikker, kan den høye oppstartstrømmen effektivt reduseres, noe som minimerer påvirkningen på kraftnettet og motoren.