تحلیل پارامتری عملکرد راه اندازی موتورهای ناهمزمان

راه اندازی یک موتور الکتریکی به فرآیند حرکت روتور آن از حالت ساکن به سرعت نامی اشاره دارد. عملکرد راه‌اندازی موتور ناهمزمان عمدتاً از پارامترهای جریان راه‌اندازی، گشتاور راه‌اندازی، زمان راه‌اندازی، تلفات راه‌اندازی و گرمای شروع فرآیند تحلیل و قضاوت می‌شود. در این میان، جریان راه اندازی و گشتاور راه اندازی دو پارامتر عملکرد بسیار مهم محصولات موتور هستند.

در مورد مشخصات راه اندازی موتور، در مقاله قبلی زیاد صحبت کرده ایم، حالت ایده آل این است که موتور می تواند گشتاور راه اندازی زیادی داشته باشد، اما در عین حال باید جریان راه اندازی کمتر و زمان راه اندازی کوتاهتر باشد، روند راه اندازی گرمای موتور کم است و غیره. از آنجایی که جریان خیلی زیاد است، هم روی شبکه و هم خود موتور تأثیر زیادی خواهد داشت، ممکن است منجر به افت ولتاژ زیادی در شبکه شود، به طوری که موتور یا تجهیزات متصل به آن نمی تواند به درستی کار کند. از آنجایی که جریان بسیار زیاد است، چه بر روی شبکه برق و چه خود موتور تاثیر بیشتری داشته باشد، ممکن است منجر به افت ولتاژ زیادی در شبکه شود، به طوری که به موتور وصل شده یا تجهیزات نمی توانند به درستی کار کنند، موتور به خودی خود، زیرا جریان بیش از حد زیاد است و اثرات نامطلوب گرمای بیش از حد سیم پیچ. به خصوص برای موتورهایی که به طور مکرر راه اندازی می شوند، عملکرد راه اندازی آنها از اهمیت بیشتری برخوردار است. نحوه دستیابی به جریان راه اندازی کوچکتر، اثر گشتاور راه اندازی بزرگتر، که در گذشته در مورد آن صحبت کرده ایم، در اینجا تکرار نخواهد شد.

برای این مشکل، ما از شروع موتور قفس سنجاب تجزیه و تحلیل می کنیم. هنگامی که موتور به طور لحظه ای شروع به کار می کند، سرعت موتور 0، نرخ دیفرانسیل 1 است، میدان مغناطیسی دوار سیم پیچ های روتور یا میله های راهنما را با سرعت سنکرون قطع می کند و پتانسیل الکتریکی زیادی را القا می کند و جریان زیادی را در مدار روتور ایجاد می کند. و مولفه بار جریان استاتور در تعادل با آن به سرعت افزایش می یابد و جریان استاتور مربوطه بسیار زیاد خواهد بود.

بر اساس تجزیه و تحلیل مدار معادل، هنگامی که موتور به طور معمول کار می کند، نرخ لغزش s موتور ناهمزمان بسیار کوچک است، مقاومت روتور مربوط به گشتاور الکترومغناطیسی بسیار بزرگ است، جریان روتور از زیاد بودن محدود می شود، و بار جریان استاتور با جریان روتور متعادل می شود. جریان استاتور (مجموع برداری مؤلفه بار و مؤلفه تحریک) نیز کم است. در لحظه ای که موتور شروع به کار می کند، میزان لغزش 1 است. در این زمان، مقاومت روتور مربوط به گشتاور الکترومغناطیسی بسیار کم است. به دلیل اثر پوستی، امپدانس معادل موتور نیز کوچکتر از سرعت نامی است، بنابراین جریان راه اندازی بسیار زیاد است.

اکنون این سوال دوباره مطرح می‌شود که چرا گشتاور راه‌اندازی زیاد نیست، زیرا جریان راه‌اندازی زیاد است و این مستلزم آگاهی بسیار مهم از سایر پارامترهای مرتبط با گشتاور راه‌اندازی است.

گشتاور راه اندازی = ثابت موتور x شار مغناطیسی اصلی x جریان راه اندازی x ضریب توان

از فرمول بالا می توان دید، گشتاور راه اندازی و شار اصلی، جریان راه اندازی و ضریب توان همبستگی مثبت دارند. راه اندازی موتور، ضریب قدرت موتور به ویژه کوچک است، اگرچه جریان بزرگ است، اما جزء جریان فعال آن، یعنی حاصلضرب جریان و ضریب قدرت بزرگ نیست. در همان زمان، با توجه به جریان شروع بسیار بزرگ است، بنابراین افت ولتاژ امپدانس نشتی در سیم پیچ استاتور بزرگ است، پتانسیل القایی و مقدار شار مغناطیسی اصلی کاهش می یابد.

هنگامی که موتور از روتور زخمی استفاده می کند، از آنجایی که یک مقاومت راه اندازی را می توان به صورت سری در مدار روتور متصل کرد، تغییرات زیر در موتور رخ می دهد: از یک طرف، در حالی که جریان راه اندازی کاهش می یابد، ضریب قدرت موتور به طور قابل توجهی کاهش می یابد. بهبود یافته؛ از سوی دیگر، جریان راه اندازی کاهش می یابد، افت ولتاژ امپدانس نشتی سیم پیچ استاتور نیز کاهش می یابد، بنابراین نیروی الکتروموتور القایی و شار مغناطیسی اصلی کاهش زیادی نخواهد داشت. با اثر ترکیبی دو عامل، حاصلضرب شار مغناطیسی اصلی، جریان راه اندازی و ضریب توان تضمین شده و هدف از کاهش جریان راه اندازی و افزایش گشتاور راه اندازی محقق می شود. برای موتورهای قفسی، جریان راه اندازی و گشتاور راه اندازی با تنظیم شکل شیار روتور کنترل می شود.