三相異步電動機(jī)的啟動
一、異步電動機(jī)啟動時的要求
1、電動機(jī)有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩。
2、一定大小啟動轉(zhuǎn)矩前提下,啟動電流越小越好。
3、啟動所需設(shè)備簡單,操作方便。
4、啟動過程中功率損耗越小越好。
二、鼠籠式異步電動機(jī)的啟動
n 直接啟動
n 降壓啟動
(一)直接啟動
即啟動時加在電動機(jī)定子繞組上的電壓為額定電壓。
三相異步電動機(jī)直接啟動的條件(滿足一條即可)
1、容量在7.5KW以下的電動機(jī)均可采用。
2、電動機(jī)在啟動瞬間造成的電網(wǎng)電壓降不大于電源電壓正常值的10%,對于不常啟動的電動機(jī)可放寬到15%。
3、可用經(jīng)驗(yàn)公式粗估電動機(jī)是否可直接啟動
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優(yōu)點(diǎn):所需啟動設(shè)備簡單,啟動時間短,啟動方式簡 單、可靠,所需成本低。
缺點(diǎn):對電動機(jī)及電網(wǎng)有一定沖擊
(二)降壓啟動
即在電動機(jī)啟動時降低定子繞組上的電壓,啟動結(jié)束時加額定電壓的啟動方式。降壓啟動能起到降低電動機(jī)啟動電流目的,但由于轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比,因此降壓啟動時電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小較多,故只適用于空載或輕載啟動。
n 自耦變壓器(亦稱補(bǔ)償器)降壓啟動
n 星—三角(Y—Δ)降壓啟動
n 延邊三角形啟動
n 電阻(或電抗)降壓啟動
1、自耦變壓器(亦稱補(bǔ)償器)降壓啟動
(1)接線:自耦變壓器的高壓邊投入電網(wǎng),低壓邊接至電動機(jī),有幾個不同電壓比的分接頭供選擇。
(2)特點(diǎn):設(shè)自耦變壓器的變比為K,原邊電壓為U1,副邊電壓U2= U1/K,副邊電流I2(即通過電動機(jī)定子繞組的線電流)也按正比減小,又因?yàn)镮1= I2/K,則電源供給電動機(jī)的啟動電流為直接啟動時1/K2倍。因電壓降低了1/K倍,轉(zhuǎn)矩降為1/K2倍。
自耦變壓器副邊有2~3組抽頭,如二次電壓分別為原邊電壓的80 %、60%、40%。
優(yōu)點(diǎn):可按允許的啟動電流和所需的啟動轉(zhuǎn)矩來選擇自耦變壓器的不同抽頭實(shí)現(xiàn)降壓啟動,定子繞組采用Y或Δ。
缺點(diǎn):設(shè)備體積大,投資較貴。
2、星—三角(Y—Δ )降壓啟動
(1)接線:啟動時先將定子接成星形,啟動完再接成Δ。
(2)正常運(yùn)行 啟動
定子接成Δ 定子接成Y
相電壓UΔ =線電壓U1N 相電壓UY= U1N= UΔ
相電流IΔ= 線電流IS 相電流IY = IΔ = IS= IS
(故啟動電流為直接采用Δ接法啟動電流的1/3)
由于轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比,啟動轉(zhuǎn)矩只有Δ接法直接啟動時1/3。
優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡單,價格低。
缺點(diǎn):只用于正常運(yùn)行時為Δ 接法,降壓比固定,有 時不能滿足啟動要求。
3、延邊三角形啟動
即啟動時將電動機(jī)一部分定子繞組接成Y形,另一部分接Δ形。
特點(diǎn):啟動是,每相繞組所承受的電壓,比接成
全星形接法時大,啟動轉(zhuǎn)矩較大,但繞組結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,應(yīng)用受限制。
4、電阻(或電抗)降壓啟動
對容量不很大的鼠籠異步電動機(jī)可采用在啟動時給定子電路中串聯(lián)降壓電阻(或電抗器)的辦法來啟動電動機(jī),待電動機(jī)啟動結(jié)束時再將電阻(或電抗器)短接,由于電阻上有熱能損耗,用電抗器則體積、成本較大,此法很少用。
三、繞線式異步電動機(jī)的啟動
n 轉(zhuǎn)子串電阻啟動
n 頻敏變阻器啟動
1、轉(zhuǎn)子串電阻啟動
繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串入合適的三相對稱電阻。既能提高起動轉(zhuǎn)矩,又能減小起動電流。
如要求起動轉(zhuǎn)矩等于最大轉(zhuǎn)矩,則Sm=1
為縮短起動時間,增大整個起動過程的加速轉(zhuǎn)矩,使起動過程平滑些,把串接的起動電阻逐步切除。
優(yōu)點(diǎn):減少啟動電流,啟動轉(zhuǎn)矩保持較大范圍,需重載啟動的設(shè)備如橋式起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等。
缺點(diǎn):啟動設(shè)備較多,一部分能量消耗在啟動電阻且啟動級數(shù)較少。
2、頻敏變阻器啟動
頻敏變阻器是一種有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的新型無觸點(diǎn)元件。其外部結(jié)構(gòu)與三相電抗器想似,即有三個鐵芯柱和三個繞組組成,三個繞組接成星形,并通過滑環(huán)和電刷與繞線式電動機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組相接。
當(dāng)繞線式電動機(jī)剛開始啟動時,電動機(jī)轉(zhuǎn)速很低,故轉(zhuǎn)子頻率f2很大(接近f1),鐵心中的損耗很大,即等值電阻Rm很大,故限制了啟動電流,增大了啟動轉(zhuǎn)矩。隨著n的增加,轉(zhuǎn)子電流頻率下降( f2=s f1), Rm減小,使啟動電流及轉(zhuǎn)矩保持一定數(shù)值。頻敏變阻器實(shí)際上利用轉(zhuǎn)子頻率f2的平滑變化達(dá)到使轉(zhuǎn)子回路總電阻平滑減小的目的。啟動結(jié)束后,轉(zhuǎn)子繞組短接,把頻敏變阻器從電路中切除。由于頻敏變阻器的等值電阻Rm和電抗Xm隨轉(zhuǎn)子電流頻率而變,反應(yīng)靈敏,故叫頻敏變阻器。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)較簡單,成本較低,維護(hù)方便,平滑啟動。
缺點(diǎn):電感存在,cosΦ較低,啟動轉(zhuǎn)矩并不很大,適于繞線式電動機(jī)輕載啟動。
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