Start af en induktionselektor

Tre-fasede induktionsmotorer: Selvstartmekanisme og startmetoder

En tre-fased induktionsmotor er i sig selv selvstartende. Når strømforsyningen forbinder til statorn af en tre-fased induktionsmotor, dannes et roterende magnetfelt. Dette roterende magnetfelt interagerer med rotor, hvilket får den til at begynde at rotere og indleder induktionsmotorens drift. I øjeblikket for starten er motorhvirvelselskvotienten lig med 1, og startstrømmen er betydeligt høj.

Starterens rolle i en tre-fased induktionsmotor går ud over det rene start. Den har to primære funktioner:

1. Strøm begrænsning: Den reducerer den betydelige startstrøm, som hvis ikke kontrolleret, kunne skade motorens vindinger, overophede elektriske komponenter og skabe spændingsfald i strømforsyningsystemet.

2. Beskyttelse: Den giver essentielle beskyttelser mod overbelastninger, som opstår når motoren trækker for meget strøm på grund af mekanisk stress eller abnormale driftsforhold, samt under-spændingssituationer, hvor et fald i strømforsyningsspændingen kan føre til ineffektiv motorvirksomhed eller endda stop.

Der findes to fundamentale metoder til at starte en tre-fased induktionsmotor. En metode indebærer at forbinde motoren direkte til fuld strømforsyningsspænding. Den anden metode indebærer at anvende en reduceret spænding til motoren ved start. Det er vigtigt at bemærke, at momentet produceret af en induktionsmotor er proportionalt med kvadratet af den anvendte spænding. Konsekvensen heraf er, at en motor genererer betydeligt mere moment, når den starter ved fuld spænding sammenlignet med, når den starter med reduceret spænding.

For kageinduktionsmotorer, som er bredt anvendt i industrielle og kommercielle applikationer, findes der tre hovedstartmetoder:

Startmetoder for induktionsmotorer
Direkte linjestarter

Metoden med direkte linjestarter (DOL) for induktionsmotorer er kendt for sin enkelthed og kostnadseffektivitet. Med denne metode forbinder motoren direkte til fuld strømforsyningsspænding. Denne rette frem metode anvendes typisk for små motorer med en effekt op til 5 kW. Ved at bruge en DOL-starter for disse mindre motorer, kan potentielle fluktueringer i strømforsyningsspændingen minimeres, hvilket sikrer stabil drift af elektriske systemer.

Stjerne-delta starter

Stjerne-delta starteren er en af de mest almindelige og udbredte metoder til at starte tre-fasede induktionsmotorer. Under normal drift er motorens statorvindinger konfigureret i en deltakonfiguration. Imidlertid, under startfasen, forbinder vindingerne først i en stjernekonfiguration. Denne stjerneforbindelse reducerer spændingen, der anvendes på hver vindings, hvilket begrænser startstrømmen. Når motoren har opnået tilstrækkelig hastighed, skifter vindingerne derefter til deltakonfiguration, hvilket tillader motoren at fungere på dens fulde nominalytte.

Autotransformatorstarter

Autotransformatorer kan anvendes i både stjerneforbundne og deltakonfigurationer. Deres primære funktion i forbindelse med start af induktionsmotorer er at begrænse startstrømmen. Ved at justere omslutningsforholdet for autotransformatoren, kan spændingen, der leveres til motoren under start, blive reduceret. Denne kontrollerede reduktion i spænding hjælper med at mildne den høje startstrøm, der opstår, når motoren først aktiveres, og beskytter både motoren og elektriske strømforsyningsystemet.

Direkte linjestarter, stjerne-delta og autotransformatorstarter er specifikt designet til kage rotor induktionsmotorer, som er udbredte i en lang række industrielle og kommercielle applikationer pga. deres robuste konstruktion og pålidelig drift.

Slipring induktionsmotor startermetode

For slipring induktionsmotorer involverer startprocessen at forbinde den fulde strømforsyningsspænding over starteren. Slipringmotorens unikke design med eksterne rotorkredsløb tillader yderligere kontrol under start. Forbindelsesdiagrammet for en slipring induktionsmotor starter giver en visuel repræsentation af, hvordan de forskellige komponenter interagerer for at lette startprocessen, hvilket gør det lettere at forstå dens drift og kontrolmekanismer.

Ved start af en slipring induktionsmotor forbinder den fulde startmodstand først i rotorkredsløbet. Dette reducerer effektivt strømmen, der trækkes af stator, og minimaliserer inrush-strømmen, som ellers kunne belaste elektriske systemer og selve motoren. Da elektriske forsyning energisætter motoren, begynder rotoren at rotere.

Når motoren accelererer, reduceres rotormodstandene systematisk i trin. Denne graduelle nedbringelse af modstanderne koordineres omhyggeligt med stigningen i motorhastigheden. Gennem dette kan motoren jævnligt bygge op sin hastighed, mens den fastholder optimale momentegenskaber.

Når motoren når dens nominale fuldlastshastighed, fjernes alle startmodstandene helt fra kredsløbet. I dette punkt kortslutteres slipringene. Denne kortslutning tillader, at motoren opererer med maksimal effektivitet, da den eliminerer den ekstra modstand, der kun var nødvendig under startfasen, hvilket gør det muligt for motoren at levere sin fulde nominale ydeevne.