شروع موتور القایی
موتورهای القایی سه فاز: مکانیسم خودراه‌انداز و روش‌های شروع کار
یک موتور القایی سه فاز به طور ذاتی خودراه‌انداز است. هنگامی که تأمین برق به استاتور یک موتور القایی سه فاز متصل می‌شود، یک میدان مغناطیسی چرخان ایجاد می‌شود. این میدان مغناطیسی چرخان با روتور تعامل دارد و باعث می‌شود آن را شروع به چرخش کند و عملیات موتور القایی را آغاز کند. در لحظه شروع کار، لغزش موتور برابر با 1 است و جریان شروع کار بسیار بالاست.
نقش یک راه‌انداز در یک موتور القایی سه فاز فراتر از تنها شروع کار است. این نقش دو وظیفه اصلی را انجام می‌دهد:
دو رویکرد اساسی برای شروع کار یک موتور القایی سه فاز وجود دارد. یک روش شامل اتصال مستقیم موتور به ولتاژ کامل تأمین است. رویکرد دیگر شامل اعمال ولتاژ کاهش یافته به موتور در زمان شروع کار است. باید توجه داشت که گشتاور تولید شده توسط یک موتور القایی متناسب با مجذور ولتاژ اعمال شده است. بنابراین، یک موتور گشتاور قابل توجه بیشتری را در زمان شروع کار با ولتاژ کامل تولید می‌کند در مقایسه با زمانی که با ولتاژ کاهش یافته شروع کار می‌کند.
برای موتورهای القایی نوع قفس که به طور گسترده‌ای در کاربردهای صنعتی و تجاری استفاده می‌شوند، سه روش اصلی شروع کار وجود دارد:
روش‌های شروع کار موتورهای القایی
راه‌انداز مستقیم (DOL)
روش راه‌انداز مستقیم (DOL) برای موتورهای القایی به دلیل سادگی و ارزان‌قیمتی مشهور است. با این رویکرد، موتور مستقیماً به ولتاژ کامل تأمین متصل می‌شود. این روش ساده معمولاً برای موتورهای کوچک با ظرفیت تا 5 کیلووات استفاده می‌شود. با استفاده از یک راه‌انداز DOL برای این موتورهای کوچک، نوسانات ممکن در ولتاژ تأمین می‌تواند کاهش یابد و عملکرد پایدار سیستم برق تضمین می‌شود.
راه‌انداز ستاره-دلتا
راه‌انداز ستاره-دلتا یکی از روش‌های شایع و گسترده‌ترین روش‌های شروع کار موتورهای القایی سه فاز است. در حالت عادی، پیچ‌های استاتور موتور در یک اتصال دلتا قرار دارند. اما در مرحله شروع کار، پیچ‌ها ابتدا در یک اتصال ستاره قرار می‌گیرند. این اتصال ستاره ولتاژ اعمال شده به هر پیچ را کاهش می‌دهد و در نتیجه جریان شروع کار را محدود می‌کند. یک بار که موتور سرعت کافی را به دست آورد، پیچ‌ها به اتصال دلتا تغییر می‌کنند و موتور قادر به عملکرد با ظرفیت کامل خود می‌شود.
راه‌انداز اتوترانسفورمر
اتوترانسفورمرها می‌توانند در اتصالات ستاره یا دلتا استفاده شوند. وظیفه اصلی آنها در زمینه شروع کار موتورهای القایی محدودسازی جریان شروع کار است. با تنظیم نسبت دورهای اتوترانسفورمر، ولتاژ تأمین شده به موتور در زمان شروع کار می‌تواند کاهش یابد. این کاهش کنترل شده ولتاژ به کاهش جریان بزرگ اولیه که هنگام اولین بار تأمین برق به موتور اتفاق می‌افتد، کمک می‌کند و همچنین موتور و سیستم تأمین برق را محافظت می‌کند.
راه‌اندازهای مستقیم-در-خط، ستاره-دلتا و اتوترانسفورمر به طور خاص برای موتورهای القایی با روتور قفس طراحی شده‌اند که به دلیل ساختار محکم و عملکرد قابل اعتماد خود در محدوده گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
روش شروع کار موتور القایی با حلقه‌های لغزشی
برای موتورهای القایی با حلقه‌های لغزشی، فرآیند شروع کار شامل اتصال ولتاژ کامل تأمین به راه‌انداز است. طراحی منحصر به فرد موتورهای حلقه‌های لغزشی با مدارهای روتور خارجی، کنترل اضافی در زمان شروع کار را امکان‌پذیر می‌کند. نمودار اتصال یک راه‌انداز موتور القایی با حلقه‌های لغزشی یک نمای تصویری از نحوه تعامل مولفه‌های مختلف برای تسهیل فرآیند شروع کار ارائه می‌دهد و درک بهتری از عملکرد و مکانیزم‌های کنترل آن فراهم می‌کند.
هنگام شروع کار یک موتور القایی با حلقه‌های لغزشی، مقاومت شروع کامل ابتدا در مدار روتور متصل می‌شود. این عمل باعث کاهش جریان تأمین شده توسط استاتور می‌شود و جریان بزرگ اولیه که می‌تواند سیستم برق و خود موتور را تحت تنش قرار دهد، کاهش می‌یابد. همزمان با تأمین برق به موتور، روتور شروع به چرخش می‌کند.
با شتاب گرفتن موتور، مقاومت‌های روتور به تدریج و در مراحل مختلف کاهش می‌یابند. این کاهش تدریجی مقاومت‌ها به طور دقیق با افزایش سرعت چرخش موتور هماهنگ است. با این کار، موتور می‌تواند به طور هموار سرعت خود را افزایش دهد و در حال حفظ ویژگی‌های گشتاور بهینه باشد.
وقتی موتور به سرعت کامل بار کامل خود می‌رسد، تمام مقاومت‌های شروع کار از مدار خارج می‌شوند. در این نقطه، حلقه‌های لغزشی کوتاه می‌شوند. این کوتاه‌شدن اجازه می‌دهد تا موتور با کارایی ماکسیمم عمل کند، زیرا مقاومت اضافی که فقط در مرحله شروع کار لازم بود، از مدار خارج شده و موتور قادر به تحویل کامل ظرفیت خود می‌شود.
