Induktiomotorin käynnistys

Kolmiavaiheinen induktiomoottori: Itse käynnistysmekanismi ja käynnistysmenetelmät

Kolmiavaiheinen induktiomoottori on luonteeltaan itsekäynnistyvä. Kun virtalähde yhdistetään kolmiavaiheisen induktiomoottorin statorille, syntyy kiertävä magneettikenttä. Tämä kiertävä magneettikenttä vuorovaikutteilee rotoriin, mikä saa sen alkamaan kiertää ja aloittaa induktiomoottorin toiminnan. Käynnistyshetkellä moottorin liukuminen on yhtä suurta kuin 1, ja käynnistysvirta on huomattavan suuri.

Käynnistimen rooli kolmiavaiheisessa induktiomoottorissa ulottuu pelkän käynnistämisen yläpuolelle. Sillä on kaksi pääasiallista toimintoa:

1. Virtarajoitus: Se vähentää merkittävää käynnistysvirtaa, joka, jos sitä ei rajoiteta, voisi aiheuttaa vahinkoa moottorin piireihin, sähkökomponenttien ylikuumenemista ja virtajänniteputosta virtalähteessä.

2. Suojaus: Se tarjoaa olennaisia suoja-ominaisuuksia ylikuormituksen vastaan, joka tapahtuu, kun moottori vie liian paljon virtaa mekaanisen stressin tai epänormaalien toimintatilanteiden vuoksi, sekä alijännitteisyyden vastaan, jossa virtajänniten pudotus voisi johtaa tehottomaan moottoritoimintaan tai jopa pysähtymiseen.

On olemassa kaksi perustavanlaatuista lähestymistapaa kolmiavaiheisen induktiomoottorin käynnistämiseen. Yksi menetelmä sisältää moottorin suoran yhdistämisen täyteen virtalähdejännitteeseen. Toisen lähestymistavan mukaan moottoriin sovelletaan vähennettyä jännitteitä käynnistyshetkellä. On tärkeää huomioida, että induktiomoottorin tuottama jyrkkä on verrannollinen sovellettavaan jännitteeseen neliönä. Tämän seurauksena moottori tuottaa huomattavasti enemmän jyrkyttä, kun se käynnistetään täydessä jännitteessä verrattuna tilanteeseen, jossa se käynnistetään vähennetyllä jännitteellä.

Käytössä laajalle levinneissä teollisuuden ja kaupan sovelluksissa oleville kuvion induktiomoottoreille on kolme pääasiallista käynnistysmenetelmää:

Induktioni moottorien käynnistysmenetelmät
Suora käynnistin

Suora (DOL) käynnistinmenetelmä induktiomoottoreille on tunnettu yksinkertaisuudestaan ja edullisuudestaan. Tällä menetelmällä moottori yhdistetään suoraan täyteen virtalähdejännitteeseen. Tämä suora menetelmä on tyypillisesti käytössä pienille moottoreille, joiden suorituskyky on enintään 5 kW. DOL-käynnistimen käyttö näissä pienemmissä moottoreissa voi vähentää mahdollisia virtalähdejännitefluktuazioita, mikä takaa sähköjärjestelmän vakauden.

Tähti-delta käynnistin

Tähti-delta käynnistin on yksi yleisimmistä ja laajalti hyväksytystä menetelmästä kolmiavaiheisten induktiomoottorien käynnistämiseksi. Normaalissa toiminnassa moottorin statoripiirit ovat delta-yhdisteessä. Kuitenkin käynnistysvaiheessa piirit yhdistetään ensin tähti-muotoon. Tämä tähti-yhdiste vähentää kutakin piiriin sovellettavaa jännitettä, mikä rajoittaa käynnistysvirtaa. Kun moottori on saanut riittävän nopeuden, piirit vaihdetaan deltayhdisteeseen, mikä sallii moottorin toimia täydessä suorituskykyssä.

Autotransformatorikäynnistin

Autotransformatorit voidaan käyttää joko tähti- tai delta-yhdisteessä. Niiden päärakenteellinen tehtävä induktiomoottorien käynnistämisessä on käynnistysvirran rajoittaminen. Autotransformatorin kierrosten suhteen säätämällä voidaan vähentää moottorille käynnistyshetkellä annettavaa jännitettä. Tämä kontrolloitu jännitteen vähennys auttaa hillitsemään suurta käynnistysvirtaa, joka ilmenee, kun moottori otetaan käyttöön, suojaten sekä moottoria että sähköjärjestelmää.

Suora, tähti-delta ja autotransformatorikäynnistimet on erityisesti suunniteltu kuvion rotorin induktiomoottoreille, jotka ovat yleisiä monilla teollisuuden ja kaupan sovellusaluilla niiden kestävän rakenteen ja luotettavan toiminnan vuoksi.

Liukuusrenkaan induktiomoottorin käynnistysmenetelmä

Liukuusrenkaan induktiomoottorin käynnistäminen sisältää täyden virtalähdejännitteen yhdistämisen käynnistimeen. Liukuusrenkaan moottorien ainutlaatuinen suunnitelma, jossa on ulkopuoliset rotoripiirit, sallii lisävalvonnan käynnistysvaiheessa. Liukuusrenkaan induktiomoottorin käynnistimen yhdistelykaavio tarjoaa visuaalisen esityksen siitä, miten eri komponentit vuorovaikuttelevat käynnistysprosessissa, mikä mahdollistaa paremman ymmärryksen sen toiminnasta ja valvontamekanismeista.

Liukuusrenkaan induktiomoottorin käynnistämisessä koko käynnistysvastus yhdistetään alun perin rotoripiiriin. Tämä vähentää tehokkaasti statorin vetämää virtalähdettä, mikä minimoi virtajänniteputosta, joka muuten voisi rasittaa sähköjärjestelmää ja moottoria. Kun sähkövirta energisoitaa moottoria, rotorin alkaa kiertää.

Kun moottori kiihdyttää, rotorivastukset vähennetään vaiheittain. Tämä vaiheittainen vastusten poisto koordinoidaan huolellisesti moottorin kiertonopeuden kasvamisen kanssa. Näin moottori voi sujuittain kohdentaa nopeutensa samalla kun se ylläpitää optimaalisia jyrkkysohjelmia.

Kun moottori saavuttaa sen suorituskykyyn sopivan täysiin kuorman nopeuden, kaikki käynnistysvastukset poistetaan kokonaan piiristä. Tässä vaiheessa liukuusrenkaiden välille asetetaan lyhyys. Tämä lyhyys antaa moottorille mahdollisuuden toimia maksimaalisella teholla, koska se poistaa käynnistysvaiheessa tarvittavat lisävastukset, mikä mahdollistaa moottorin toiminnan täydellä suorituskyvyllä.