Start van een asynchrone motor

Driefase Inductie Motoren: Zelfstartmechanisme en Startmethoden

Een driefase inductiemotor is inherent zelfstartend. Wanneer de voeding wordt aangesloten op de stator van een driefase inductiemotor, wordt er een draaiend magnetisch veld gegenereerd. Dit draaiende magnetische veld werkt samen met de rotor, waardoor deze begint te draaien en de inductiemotor in werking treedt. Op het moment van starten is de motorglijdage gelijk aan 1, en de startstroom is aanzienlijk hoog.

De rol van een starter in een driefase inductiemotor gaat verder dan alleen het starten. Het heeft twee primaire functies:

1. Stroombeperking: Het vermindert de aanzienlijke startstroom, die, als deze ongecontroleerd blijft, schade kan toebrengen aan de motorwindingen, elektrische componenten kan oververhitten en spanningssaldi kan veroorzaken in het voedingsnetwerk.

2. Bescherming: Het biedt essentiële bescherming tegen overbelasting, die optreedt wanneer de motor te veel stroom opneemt door mechanische belasting of abnormale bedrijfsomstandigheden, en onder-spanningssituaties, waarbij een daling in de voedingspanning kan leiden tot inefficiënte werking van de motor of zelfs stalling.

Er zijn twee fundamentele benaderingen voor het starten van een driefase inductiemotor. Een methode omvat het direct aansluiten van de motor op de volledige voedingsspanning. De andere benadering betreft het toepassen van een verminderde spanning op de motor bij het opstarten. Het is belangrijk op te merken dat het koppel dat door een inductiemotor wordt geproduceerd evenredig is met het kwadraat van de toegepaste spanning. Daarom genereert een motor aanzienlijk meer koppel wanneer hij op volle spanning wordt gestart, in vergelijking met wanneer hij wordt gestart met verminderde spanning.

Voor kooi-inductiemotoren, die breed worden toegepast in industriële en commerciële toepassingen, zijn er drie belangrijke startmethoden:

Startmethoden voor Inductiemotoren
Direct-aan-Koppeling Starter

De direct-aan-koppeling (DAK) startermethode voor inductiemotoren staat bekend om haar eenvoud en kosteneffectiviteit. Met deze benadering wordt de motor direct aangesloten op de volledige voedingsspanning. Deze eenvoudige methode wordt meestal toegepast voor kleine motoren met een vermogen tot 5 kW. Door een DAK-starter te gebruiken voor deze kleinere motoren kunnen eventuele fluctuaties in de voedingsspanning worden geminimaliseerd, waardoor stabiele werking van het elektrische systeem wordt gewaarborgd.

Ster-Delta Starter

De ster-delta starter is een van de meest voorkomende en breed geaccepteerde methoden voor het starten van driefase inductiemotoren. Tijdens normale bedrijfsomstandigheden zijn de statorwindingen van de motor in een deltakoppeling geconfigureerd. Tijdens de startfase echter worden de windingen eerst in een sterconfiguratie verbonden. Deze sterconfiguratie vermindert de spanning die op elke winding wordt aangebracht, waardoor de startstroom beperkt wordt. Zodra de motor voldoende snelheid heeft bereikt, worden de windingen vervolgens naar de deltakoppeling geschakeld, waardoor de motor op zijn volledige nominale prestaties kan werken.

Autotransformator Starter

Autotransformatoren kunnen zowel in een ster-verbinding als in een delta-verbinding worden gebruikt. Hun primaire functie in het kader van het starten van inductiemotoren is het beperken van de startstroom. Door de spoelverhouding van de autotransformator te regelen, kan de spanning die tijdens het opstarten aan de motor wordt aangeboden, worden verminderd. Deze gecontroleerde vermindering van de spanning helpt om de hoge inrushstroom die optreedt wanneer de motor voor het eerst wordt geactiveerd, te verminderen, wat zowel de motor als het elektrische voedingsnet beschermt.

De direct-aan-koppeling, ster-delta en autotransformator starters zijn specifiek ontworpen voor kooirotor inductiemotoren, die breed worden toegepast in een scala aan industriële en commerciële toepassingen vanwege hun robuuste constructie en betrouwbare werking.

Slipring Inductiemotor Starter Methode

Voor slipring inductiemotoren bestaat het startproces uit het aansluiten van de volledige voedingsspanning over de starter. Het unieke ontwerp van slipringmotoren, met hun externe rotercircuits, biedt extra controle tijdens het opstarten. Het verbindingsdiagram van een slipring inductiemotor starter geeft een visuele weergave van hoe de verschillende componenten interactie hebben om het startproces te faciliteren, waardoor een beter begrip van de werking en de controlemechanismen mogelijk wordt.

Bij het starten van een slipring inductiemotor wordt de volledige startweerstand in eerste instantie in het rotercircuit aangesloten. Dit vermindert effectief de voedingsstroom die door de stator wordt opgenomen, waardoor de inrushstroom die anders het elektrische systeem en de motor zelf zou kunnen belasten, wordt geminimaliseerd. Terwijl de elektrische voeding de motor activeert, begint de rotor te draaien.

Naarmate de motor versnelt, worden de roterweerstanden systematisch in fasen verlaagd. Deze geleidelijke uitschakeling van de weerstanden wordt zorgvuldig gecoördineerd met de toename van de rotatiesnelheid van de motor. Hierdoor kan de motor soepel zijn snelheid opbouwen terwijl de optimale koppelkarakteristieken behouden blijven.

Zodra de motor zijn nominale belastsnelheid heeft bereikt, worden alle startweerstanden volledig uit het circuit verwijderd. Op dit moment worden de sliprings kortgesloten. Dit kortsluiting stelt de motor in staat met maximale efficiëntie te werken, omdat het de extra weerstand elimineert die alleen nodig was tijdens de startfase, waardoor de motor zijn volledige nominale prestaties kan leveren.