Hebrew 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Russian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Vietnamese 
Arabic 
Turkish 
Hindi 
באתרי ייצור תעשייתיים, מחוון האמפרמטר של מנועי AC (במיוחד מנועים אסינכרוניים) נוטה לעתים קרובות לסטות בחדות בעת ההפעלה, ומראה "זרם כניסה" העולה בהרבה על הזרם המדורג. זרם ההפעלה של חלק מהמנועים הקטנים והבינוניים יכול להגיע פי 5-7 מהערך המדורג, וזרם ההפעלה של מנועי מתח גבוה גדולים אף גבוה יותר. תופעה זו לא רק מטרידה את אנשי תפעול ותחזוקת הציוד, אלא גם מסתירה סכנות בטיחות פוטנציאליות. כדי לענות על שאלה זו, עלינו להתחיל מעיקרון העבודה של מנועי AC ולנתח את הנזקים והאמצעים האפשריים בשילוב עם תנאי עבודה בפועל.
1. גורמים עיקריים לזרם התנעה מוגזם
מאפייני ההתנעה של מנועים אסינכרוניים AC קשורים קשר הדוק ל"שדה המגנטי המסתובב" ול"יחס ההחלקה". כאשר המנוע נייח, מהירות הרוטור היא 0, ויחס ההחלקה s=1 (יחס החלקה s=(מהירות סינכרונית - מהירות הרוטור)/מהירות סינכרונית). בשלב זה, המהירות שבה מוליך הרוטור חותך את השדה המגנטי המסתובב מגיעה לערך המקסימלי, והכוח האלקטרו-מונע המושרה על ידי הרוטור והזרם המושרה מגיעים גם הם למקסימום בהתאם. על פי עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית, השדה המגנטי שנוצר על ידי זרם הרוטור יגיב עם השדה המגנטי של הסטטור. כדי לשמור על איזון השדה המגנטי, הסטטור יגדיל אוטומטית את הזרם כדי לקזז את השפעת השדה המגנטי של הרוטור, ובסופו של דבר יוביל לעלייה חדה בזרם ההתנעה של הסטטור.
מנקודת מבט של המעגל, העכבה המקבילה הנמוכה ביותר של המנוע בעת ההפעלה היא גורם מפתח נוסף. במצב סטטי, ניתן להתייחס לסליל הסטטור של המנוע כמעגל טורי של "התנגדות + תגובת דליפה". בשלב זה, התגובה האינדוקטיבית של הסליל נמצאת בערך המינימלי מכיוון שהרוטור אינו מסתובב, וההתנגדות עצמה קטנה. על פי חוק אוהם I=U/Z, תחת המתח המדורג, ירידה בעכבה Z מובילה ישירות לעלייה משמעותית בזרם I. בנוסף, מוטות הרוטור של מנועים אסינכרוניים מסוג כלוב עשויים מאלומיניום יצוק או מבנה מוט נחושת, והתנגדות מעגל הרוטור קטנה בעת ההפעלה, מה שמחמיר עוד יותר את אפקט הגברת הזרם.
2. נזקים עיקריים של זרם התנעה גבוה
זרם התנעה מוגזם ישפיע לרעה על רשת החשמל, על המנוע עצמו ועל הציוד הנלווה. עבור רשת החשמל, נחשול זרם גבוה לטווח קצר יגרום לירידה מיידית במתח הרשת, מה שעלול לגרום לפעולה חריגה של ציוד אחר באותה רשת חשמל (כגון מכשירים מדויקים, מערכות בקרה PLC), ואף לגרום לכישלון והפסקת חשמל. עבור המנוע, זרם מוגזם יגרום לסליל הסטטור לשאת כוח חשמלי עצום. התנעות תכופות למשך זמן רב עלולה להוביל להזדקנות ולנזק לשכבת הבידוד של הסליל, ולגרום לקצר חשמלי בין הסיבובים. יחד עם זאת, חום הג'אול שנוצר על ידי הזרם יגרום לטמפרטורת הסליל לעלות בחדות, מה שקצר את חיי השירות של המנוע.
עבור ייצור תעשייתי, נחשול ההתנעה עלול להשפיע גם על יציבות המערכת המכנית. תנודות מומנט ההתנעה המתאימות לזרם הגבוה יגרמו לחלק החיבור בין המנוע לעומס (כגון מאווררים, משאבות מים, מסועים) לשאת עומס פגיעה, מה שיוביל לכשלים מכניים כגון חיבורים רופפים ובלאי של גלגלי שיניים, ולהגדלת עלויות תחזוקת הציוד. בתרחישים דליקים ונפיצים (כגון בתעשייה הכימית, מכרות פחם), זרם ההתנעה עלול לגרום לניצוצות חשמליים, מה שמהווה סכנה בטיחותית.
3. אסטרטגיות דיכוי יעילות בתרחישים תעשייתיים
בהתאם לרמות הספק שונות ודרישות תנאי עבודה, ניתן לחלק את שיטות הדיכוי הנפוצות בתעשייה לשתי קטגוריות: "התנעה מורידה" ו"התנעה רכה". עבור מנועים אסינכרוניים קטנים ובינוניים (בדרך כלל מתחת ל-55 קילוואט), התנעה מורידה היא בחירה חסכונית ומעשית. הרעיון המרכזי הוא להפחית את מתח הסטטור בעת ההפעלה כדי להפחית את זרם ההפעלה. שיטות נפוצות כוללות התנעה בכוכב-דלתא (Y-Δ), התנעה מורידה אוטומטית באמצעות שנאי מורידה והתנעה מורידה באמצעות כור. ביניהן, התנעה כוכב-דלתא היא הנפוצה ביותר. במהלך ההפעלה, סליל הסטטור מחובר בצורת כוכב, כך שהמתח של כל סליל פאזה יורד ל-1/√3 מהערך המדורג, וזרם ההפעלה מופחת לאחר מכן ל-1/3 מזה של התנעה ישירה. לאחר שמהירות המנוע עולה, הוא עובר לחיבור דלתא כדי לשחזר את פעולת המתח המדורג.
עבור מנועים גדולים (מעל 100 קילוואט) או תרחישים עם דרישות גבוהות להפעלה חלקה (כגון מעליות, מכונות מדויקות), מתנעים רכים וממירי תדר הם פתרונות טובים יותר. המתנע הרך משתמש בבקרת פאזה של מיישרים מבוקרי סיליקון (SCR) כדי לגרום למתח הסטטור לעלות בצורה חלקה מנמוך לגבוה. ניתן לשלוט בזרם ההתנעה פי 2-3 מהערך המדורג, תוך הימנעות מעלייה וירידה פתאומית של המתח. במקביל, יש לו פונקציות הגנה מפני זרם יתר ועומס יתר, והוא מתאים למאפייני עומס שונים. ממיר התדר שולט בהתנעת המנוע על ידי שינוי תדר ספק הכוח. במהלך ההתנעה, התדר עולה בהדרגה מ-0, והמהירות עולה בצורה חלקה באופן סינכרוני. ניתן להגביל את זרם ההתנעה בתוך הערך המדורג, והוא יכול גם לממש את פונקציית ויסות המהירות, אשר הורגת שתי ציפורים במכה אחת בתרחישים הדורשים פעולה במהירות משתנה (כגון ויסות מהירות המרת תדר מאוורר וחיסכון באנרגיה).
בנוסף, ניתן לאמץ אמצעי עזר כגון "התנעה שלב אחר שלב" או "התנעה של פריקת עומס" עבור עומסים ספציפיים. לדוגמה, עבור ציוד כבד כמו מסועי סרט, העומס נחתך על ידי מצמד לפני ההתנעה, והעומס מופעל לאחר שהמנוע מגיע למהירות המדורגת; עבור ציוד מדחס, ניתן להשתמש בשסתום עוקף כדי לפרוק את לחץ הצילינדר, להפחית את התנגדות ההתנעה ולהפחית בעקיפין את זרם ההתנעה.
לסיכום, זרם ההתנעה המוגזם של מנועי AC הוא תופעה אינהרנטית הנקבעת על ידי המאפיינים האלקטרומגנטיים שלהם, אך ניתן לשלוט ביעילות בנזקיה באמצעות שיטות התנעה מדעיות. בתרחישים תעשייתיים, יש צורך לשלב גורמים כגון הספק המנוע, מאפייני העומס וקיבולת רשת החשמל כדי לבחור תוכנית דיכוי "חסכונית וישימה" או "מדויקת וניתנת לשליטה", על מנת להבטיח את בטיחות הציוד ולשפר את יציבות הייצור.
