وقتی الکتروموتور (Electric Motor) را روشن می‌کنیم، در لحظه اولیه راه‌اندازی، جریان بسیار بالاتری نسبت به جریان کاری عادی (Rated Current یا Full Load Current) از منبع برق می‌کشد. این جریان را جریان راه‌اندازی یا starting Current می‌نامند.
علت بالابودن جریان راه‌اندازی:
۱)در لحظه استارت، موتور هنوز سرعتی ندارد (Speed = 0 rpm) و بار مکانیکی (Mechanical Load) روی محور موتور هنوز اعمال نشده است.
۲)موتور در حالت سکون مانند یک مقاومت خیلی کم عمل می‌کند (معادل یک سیم‌پیچ بدون سرعت) و امپدانس (Impedance) آن بسیار پایین است.
در نتیجه، جریان اولیه که از شبکه می‌کشد بسیار زیاد است (معمولاً 5 تا ۸برابر جریان نامی).
مثال عددی ساده:
فرض کنیم یک موتور القایی (Induction Motor) با مشخصات زیر داریم:
|
مشخصه
|
مقدار
|
|
جریان نامی (Rated Current)
|
10 آمپر
|
|
جریان راه‌اندازی (Starting Current)
|
تقریباً 60 آمپر (6 برابر جریان نامی)
|
یعنی وقتی موتور خاموش است و استارت می‌زنیم، لحظه‌ای 60 آمپر جریان می‌کشد ولی بعد از اینکه موتور به سرعت نهایی رسید و بار روی آن قرار گرفت، جریان به 10 آمپر می‌رسد.
تأثیر جریان راه‌اندازی روی شبکه
۱)افت ولتاژ (Voltage Drop): جریان زیاد باعث افت ولتاژ در شبکه می‌شود و ممکن است باعث خاموش شدن سایر دستگاه‌ها یا آسیب به تجهیزات شود.
۲)تنش حرارتی (Thermal Stress): جریان زیاد می‌تواند باعث گرم شدن بیش از حد سیم‌پیچ‌ها و سایر تجهیزات شود.
۳)قطع‌کننده‌ها (Circuit Breakers): جریان راه‌اندازی زیاد ممکن است باعث قطع ناخواسته کلیدهای حفاظتی شود.
چگونگی کاهش جریان راه‌اندازی (Starting Current Reduction Methods)
1)راه‌اندازی ستاره-مثلث (Star-Delta Starter)
-
ابتدا سیم‌پیچ‌های موتور به صورت ستاره (Star / Y) متصل می‌شوند و ولتاژ فاز به حدود 58% ولتاژ خط کاهش می‌یابد.
-
پس جریان راه‌اندازی حدود 1/3 جریان مثلث است.
-
پس از رسیدن موتور به سرعت مشخص، اتصال به مثلث (Delta) تغییر می‌کند و موتور با ولتاژ کامل کار می‌کند.
مثال:
اگر جریان راه‌اندازی مثلثی 60 آمپر باشد، با اتصال ستاره حدوداً 20 آمپر خواهد بود.
2) راه‌انداز نرم (Soft Starter)
-
ولتاژ به صورت تدریجی از صفر به ولتاژ کامل افزایش می‌یابد.
-
جریان راه‌اندازی کنترل شده و کاهش می‌یابد.
-
این روش معمولاً از نیمه‌هادی‌های قدرت مثل تریستورها استفاده می‌کند.
3)استفاده از اینورتر (Variable Frequency Drive - VFD)
-
فرکانس و ولتاژ خروجی کنترل می‌شوند.
-
موتور با سرعت و گشتاور پایین شروع به کار می‌کند و جریان راه‌اندازی بسیار کمتر است.
-
همچنین قابلیت کنترل سرعت و گشتاور را دارد.
4)مقاومت راه‌اندازی (Resistor Starter)
نمودار جریان راه‌اندازی موتور
-
در لحظه صفر، جریان به حداکثر می‌رسد (Peak Starting Current).
-
سپس با افزایش سرعت موتور، جریان کاهش یافته و به جریان نامی می‌رسد.
-
مدت زمان جریان بالا چند ثانیه (معمولاً 2 تا 10 ثانیه) است.
-
معادلات مرتبط (برای موتور القایی سه فاز):
۱) جریان راه‌اندازی بدون کاهش:
۲) جریان راه‌اندازی با اتصال ستاره:
۳) جریان کاری (جریان نامی):
که در آن :
Prated:توان نامی موتور (وات یا کیلووات)
Vline:ولتاژ خط (ولت)
η :راندمان موتور
cosϕضریب توان
جمع‌بندی
|
نکته
|
توضیح
|
|
جریان راه‌اندازی (Starting Current)
|
5 تا 7 برابر جریان نامی (Rated Current) است.
|
|
علت جریان زیاد
|
موتور بدون سرعت است و امپدانس پایین دارد.
|
|
اثرات منفی
|
افت ولتاژ، آسیب به تجهیزات و قطع ناخواسته مدارها.
|
|
روش‌های کاهش جریان
|
راه‌اندازی ستاره-مثلث، Soft Starter، VFD، مقاومت راه‌اندازی.
|