Induktionsmotoren ziehen beim Starten vor allem aufgrund des als Einschaltstrom oder Anlaufstrom bekannten Phänomens einen hohen Strom. Wenn ein Induktionsmotor zum ersten Mal gestartet wird, benötigt er eine große Strommenge, um die Trägheit des Rotors zu überwinden und Magnetfelder in den Stator- und Rotorwicklungen aufzubauen. Dieser Einschaltstrom kann um ein Vielfaches höher sein als der Nenn-Volllaststrom des Motors. Der hohe Anlaufstrom ist notwendig, um das erforderliche Anfangsdrehmoment zu erzeugen, um den Motor und die angeschlossene Last vom Stillstand auf die Betriebsdrehzahl zu beschleunigen.
Der hohe Anlaufstrom eines Induktionsmotors ist auf seine Konstruktion und Funktionsprinzipien zurückzuführen. Während des Startvorgangs steht der Rotor des Motors still und wenn die Statorwicklungen mit Strom versorgt werden, erzeugen sie ein rotierendes Magnetfeld. Dieses Magnetfeld induziert Ströme in den Rotorwicklungen und erzeugt ein Drehmoment, um die Trägheit zu überwinden und in Rotation zu versetzen. Da sich der Rotor zunächst wie eine kurzgeschlossene Sekundärwicklung eines Transformators verhält, zieht er erheblichen Strom, um Magnetfelder aufzubauen und das erforderliche Anlaufdrehmoment zu entwickeln.
Eine übermäßige Stromaufnahme beim Starten eines Motors kann verschiedene nachteilige Auswirkungen haben. Es kann zu Spannungseinbrüchen im Stromnetz kommen, die Auswirkungen auf andere angeschlossene Geräte haben. Der hohe Anlaufstrom kann auch die Motorwicklungen und die Isolierung belasten, was möglicherweise zu Überhitzung, verringertem Wirkungsgrad und vorzeitigem Ausfall der Motorkomponenten führt. Darüber hinaus können häufige Startzyklen mit hohem Einschaltstrom den Energieverbrauch und die Betriebskosten erhöhen. Daher ist die Steuerung und Reduzierung des Anlaufstroms von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung eines effizienten und zuverlässigen Betriebs von Induktionsmotoren und des gesamten elektrischen Systems.
Aufgrund mehrerer Faktoren ziehen Induktionsmotoren einen viel höheren Anlaufstrom als ihr Volllaststrom. Erstens steht der Motorrotor während des Startvorgangs still und erfordert ein erhebliches Drehmoment, um auf Betriebsgeschwindigkeit zu beschleunigen. Dieses Drehmoment ist direkt proportional zum Quadrat der angelegten Spannung und umgekehrt proportional zur Impedanz des Motors. Daher ist der Anlaufstrom hoch, wenn der Rotor zunächst ruht (hohe Impedanz), um das erforderliche Drehmoment zu entwickeln. Darüber hinaus ist der hohe Strom erforderlich, um die Trägheit der Last und Reibungsverluste im Motor und dem damit verbundenen mechanischen System zu überwinden.
Um den Anlaufstrom eines Induktionsmotors zu reduzieren, können verschiedene Methoden eingesetzt werden. Ein Ansatz besteht darin, Softstarter oder elektronische Motorsteuerungen zu verwenden, die die an den Motor angelegte Spannung während des Startvorgangs schrittweise erhöhen. Sanftstarter begrenzen den Einschaltstrom, indem sie die Geschwindigkeit der angelegten Spannung steuern und so die mechanische und elektrische Belastung der Motorwicklungen und des Stromversorgungssystems reduzieren. Eine andere Methode ist die Verwendung von Stern-Dreieck-Startern, bei denen der Motor beim Anlauf zunächst in Sternschaltung (niedrigere Spannung) geschaltet wird und ab einer bestimmten Drehzahl auf Dreieckschaltung (volle Spannung) umgeschaltet wird. Diese Methode reduziert den Anlaufstrom, erfordert jedoch einen Motor, der für Stern-Dreieck-Anlauf ausgelegt ist. Darüber hinaus können Frequenzumrichter (VFDs) zum reibungslosen Starten von Motoren verwendet werden, indem sie sowohl Spannung als auch Frequenz steuern, die Motorbeschleunigung optimieren und den Einschaltstrom im Vergleich zum Direktstart (DOL) deutlich reduzieren.
