ทำไมมอเตอร์เหนี่ยวนำจึงดึงกระแสมากกว่าขณะทำงาน

มอเตอร์เหนี่ยวนำ (Induction Motor) ใช้กระแสไฟฟ้ามากกว่าในระหว่างการเริ่มต้นทำงานเมื่อเทียบกับระหว่างการทำงานเนื่องจากคุณสมบัติแม่เหล็กไฟฟ้าภายในมอเตอร์ในช่วงเริ่มต้นทำงาน ด้านล่างนี้เป็นคำอธิบายอย่างละเอียด:

1. ความต้องการกระแสสูงในระหว่างการเริ่มต้นทำงาน

1.1 การสร้างฟลักซ์เริ่มต้น

ไม่มีสนามแม่เหล็กโรเตอร์เริ่มต้น: ในระหว่างการเริ่มต้นทำงาน โรเตอร์จะอยู่นิ่งและไม่มีสนามแม่เหล็กหมุนเริ่มต้น สนามแม่เหล็กหมุนที่สร้างโดยสเตเตอร์จำเป็นต้องสร้างฟลักซ์แม่เหล็กในโรเตอร์

กระแสที่ถูกเหนี่ยวนำสูง: เพื่อสร้างฟลักซ์เริ่มต้น สเตเตอร์ต้องสร้างสนามแม่เหล็กที่แรง ซึ่งทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจรขดลวดสเตเตอร์ในปริมาณมาก

1.2 ปัจจัยกำลังต่ำ

กระแสเชิงล้าหลัง: ในระหว่างการเริ่มต้นทำงาน เนื่องจากโรเตอร์ยังไม่ได้หมุน จะมีความแตกต่างเฟสระหว่างกระแสโรเตอร์และกระแสสเตเตอร์ในปริมาณมาก ทำให้ปัจจัยกำลังต่ำมาก

ความต้องการพลังงานปฏิกิริยา: ปัจจัยกำลังต่ำหมายความว่ากระแสส่วนใหญ่เป็นกระแสปฏิกิริยา ใช้สำหรับการสร้างสนามแม่เหล็กแทนที่จะทำการงานที่มีประโยชน์

2. ความต้องการกระแสต่ำในระหว่างการทำงาน

2.1 การเข้าใกล้ความเร็วซิงโครนัส

การสร้างสนามแม่เหล็กโรเตอร์: เมื่อมอเตอร์เริ่มหมุนและค่อยๆ เข้าใกล้ความเร็วซิงโครนัส ฟลักซ์แม่เหล็กในโรเตอร์ก็จะถูกสร้างขึ้น

การลด slip: slip คือความแตกต่างระหว่างความเร็วโรเตอร์และความเร็วซิงโครนัส เมื่อ slip ลดลง กระแสโรเตอร์ก็จะลดลงด้วย

2.2 ปัจจัยกำลังสูง

การลดความแตกต่างเฟส: เมื่อความเร็วมอเตอร์เพิ่มขึ้น ความแตกต่างเฟสระหว่างกระแสโรเตอร์และกระแสสเตเตอร์จะลดลง ทำให้ปัจจัยกำลังเพิ่มขึ้น

การเพิ่มพลังงานที่มีประโยชน์: ปัจจัยกำลังสูงหมายความว่ากระแสส่วนใหญ่จะถูกใช้ในการทำงานที่มีประโยชน์ ทำให้ความต้องการกระแสปฏิกิริยาลดลง

3. การเปรียบเทียบกระแสเริ่มต้นทำงานและกระแสในการทำงาน

กระแสเริ่มต้นทำงาน: โดยทั่วไปแล้ว กระแสเริ่มต้นทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถเป็น 6 ถึง 8 เท่าของกระแสทำงานตามอัตรา หรืออาจจะสูงกว่านั้น

กระแสในการทำงาน: ในระหว่างการทำงานปกติ กระแสของมอเตอร์จะคงที่ใกล้เคียงกับค่าที่กำหนด ซึ่งต่ำกว่ากระแสเริ่มต้นทำงานอย่างมาก

4. กลยุทธ์การเริ่มต้นทำงาน

เพื่อลดกระแสสูงในระหว่างการเริ่มต้นทำงานและลดผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าและการทำงานของมอเตอร์เอง มีกลยุทธ์การเริ่มต้นทำงานหลายวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย:

การเริ่มต้นทำงานโดยตรง (DOL):

การเชื่อมต่อมอเตอร์เข้ากับแหล่งจ่ายไฟโดยตรง เหมาะสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก

การเริ่มต้นทำงานแบบดาว-สามเหลี่ยม (Star-Delta Starting):

การเชื่อมต่อมอเตอร์ในรูปแบบดาวในระหว่างการเริ่มต้นทำงานเพื่อลดกระแสเริ่มต้น จากนั้นเปลี่ยนเป็นรูปแบบสามเหลี่ยมเมื่อความเร็วถึงระดับหนึ่งสำหรับการทำงานปกติ

ซอฟต์สตาร์ทเตอร์ (Soft Starter):

การใช้ไดโอดควบคุมซิลิคอน (SCRs) หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ เพื่อเพิ่มแรงดันมอเตอร์อย่างค่อยเป็นค่อยไป ทำให้การเริ่มต้นทำงานราบรื่นและลดกระแสเริ่มต้นทำงาน

ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD):

การปรับความถี่และแรงดันของมอเตอร์เพื่อให้การเริ่มต้นทำงานและควบคุมความเร็วเป็นไปอย่างราบรื่น

สรุป

มอเตอร์เหนี่ยวนำใช้กระแสไฟฟ้ามากกว่าในระหว่างการเริ่มต้นทำงานเนื่องจากต้องสร้างฟลักซ์แม่เหล็กเริ่มต้นในโรเตอร์ และปัจจัยกำลังต่ำในช่วงนี้ เมื่อความเร็วมอเตอร์เพิ่มขึ้น ฟลักซ์แม่เหล็กโรเตอร์จะถูกสร้างขึ้น slip ลดลง และปัจจัยกำลังเพิ่มขึ้น ทำให้กระแสลดลงสู่ระดับการทำงานปกติ ด้วยการใช้กลยุทธ์การเริ่มต้นทำงานที่เหมาะสม กระแสเริ่มต้นทำงานที่สูงสามารถลดลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ลดผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าและการทำงานของมอเตอร์