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三相异步电动机是日常生产、生活和社会实践活动中使用最多的一种机型,掌握好这种电动机的起动调整,对于正确使用电动机,全面构建节约型国家具有重要意义。
电动机的起动就是电动机的定子绕组与电源接通,使电动机的转子由静止加速到一定的转速稳定的运行过程。
电动机起动电流大,在输电线路上造成的电压降也大,可能会影响同一电网中其他负载的正常工作,例如使电动机的转矩减小,转速降低,甚至造成堵塞,或使日光灯熄灭等等。电动机起动力矩小,则起动的时间就会增长,或不能在满载情况下正常起动。由于异步电动机的起动电流大而起动转矩较小,故常采用一些措施减小起动电流,增大起动转矩。
异步电动机的起动方法通常有以下几种方法。
1)直接起动。用开关将额定电压直接加到定子绕组上使电动机起动,就是直接起动,又称全压起动。直接起动的优点是设备简单,操作方便,起动过程短。只要电网的容量允许,应尽量采用直接起动,如容量在4 kW以下的三相异步电动机一般都采用直接起动。
2)降压起动。如果笼型异步电动机的额定功率超出允许直接起动的范围,则应采用降压起动。所谓降压起动,是借助起动设备将电源电压适当降低后加在定子绕组上进行起动,待电动机转速升高到接近稳定时,再使电压恢复到额定值,转入正常的运转。降压起动时,由于电压降低,电动机每极磁通量减小,故转子电动势、电流及定子电流均减小,避免了电网电压的显著下降。但由于电磁转矩与定子电压的平方成正比,因此降压起动时的起动转矩将大大减小,一般只能在电动机空载或轻载的情况下起动,起动完毕后再加上机械负荷。
目前常用的降压起动方法有3种。
①Y—△换接起动。Y—△换接起动就是把正常工作时定子绕组作三角形联结的电动机,在起动时接成星形,待电动机转速上升后,再换接成三角形。Y—△换接起动设备简单,工作可靠,但只适用于正常工作时作△联结的电动机。为此,Y型系列异步电动机额定功率在4 kW及其以上的均设计成△接法。
②自耦降压起动。自耦降压起动就是用自耦变压器降压起动,如图1所示。三相自耦变压器接成星形,用一个六刀双掷转换开关来控制变压器接入或脱离电路。起动时将开关拨接规定的位置,待电动机更深工作之后,自耦变压器则与电路脱开。起动用的自耦变压器专用设备称为起动补偿器,通常两至三个抽头输出不同的电压,例如分别为电源电压的80%、60%和40%,可供用户选用。自耦变压器的优点是起动电压可根据需要选择,但设备较笨重,一般只用于功率较大和不能用Y—△换接起动的场合。
③软起动。软起动是近年来随着电子技术的发展而出现的新技术,起动时通过软起动器(一种晶闸管调压装置)使电压从某一较低值逐渐上升到期额定值,起动后再用旁路接触器(一种电磁开关)使电动机投入正常运行。软起动器一般还具有节能和保护功能,可将电动机电压调至与实际负载相适应,使功率因数和效率得到改善;其内部的电子保护器能防止电动机因过载而发热。由于软起动器具有这些功能和优点,所以它虽然出现的时间不长,却已在水泵、鼓风机、压缩机、传送带等设备中得到大量应用,并有取代其他降压起动的趋势。
3)绕组型电动机的起动。对于绕组型电动机可采用转子加电阻的方法起动。这是因为绕组型电动机的起动性能优于笼型电动机,所以在起动频繁、要求有较大起动转矩的生产机械上常采用绕组型电动机。另一种方法是采用频敏变阻器起动。频敏变阻器是用厚钢板做铁心的三相电抗器。3个绕组通常接成星形,接线方式与绕组是对应的,相当于接入了一个阻抗自动变化的变阻器。
当频率变化的转子电流通过频敏变阻器的绕组时,在铁心中产生频率变化的交变磁通,从而在铁心中产生涡流,使铁心发热而消耗掉转子电路的一部分功率,其效果相当于电阻的作用,同时铁心线圈本身具有电感。该电阻值和电感值一起随着起动过程中转子电流频率的降低而自动减小。因此,绕线型电动机接频敏变阻器的机械特性开始部分与转子接起动电阻的特性相似,而后来逐渐接近于自然特性,起动完毕后应把频敏变阻器从转子电路中切除。
(作者单位:山东省潍坊科技学院)
电动机的起动就是电动机的定子绕组与电源接通,使电动机的转子由静止加速到一定的转速稳定的运行过程。
电动机起动电流大,在输电线路上造成的电压降也大,可能会影响同一电网中其他负载的正常工作,例如使电动机的转矩减小,转速降低,甚至造成堵塞,或使日光灯熄灭等等。电动机起动力矩小,则起动的时间就会增长,或不能在满载情况下正常起动。由于异步电动机的起动电流大而起动转矩较小,故常采用一些措施减小起动电流,增大起动转矩。
异步电动机的起动方法通常有以下几种方法。
![](http://img1.qikan.com/qkimages/jjzb/jjzb200811/jjzb20081109-1-l.jpg)
1)直接起动。用开关将额定电压直接加到定子绕组上使电动机起动,就是直接起动,又称全压起动。直接起动的优点是设备简单,操作方便,起动过程短。只要电网的容量允许,应尽量采用直接起动,如容量在4 kW以下的三相异步电动机一般都采用直接起动。
2)降压起动。如果笼型异步电动机的额定功率超出允许直接起动的范围,则应采用降压起动。所谓降压起动,是借助起动设备将电源电压适当降低后加在定子绕组上进行起动,待电动机转速升高到接近稳定时,再使电压恢复到额定值,转入正常的运转。降压起动时,由于电压降低,电动机每极磁通量减小,故转子电动势、电流及定子电流均减小,避免了电网电压的显著下降。但由于电磁转矩与定子电压的平方成正比,因此降压起动时的起动转矩将大大减小,一般只能在电动机空载或轻载的情况下起动,起动完毕后再加上机械负荷。
目前常用的降压起动方法有3种。
①Y—△换接起动。Y—△换接起动就是把正常工作时定子绕组作三角形联结的电动机,在起动时接成星形,待电动机转速上升后,再换接成三角形。Y—△换接起动设备简单,工作可靠,但只适用于正常工作时作△联结的电动机。为此,Y型系列异步电动机额定功率在4 kW及其以上的均设计成△接法。
②自耦降压起动。自耦降压起动就是用自耦变压器降压起动,如图1所示。三相自耦变压器接成星形,用一个六刀双掷转换开关来控制变压器接入或脱离电路。起动时将开关拨接规定的位置,待电动机更深工作之后,自耦变压器则与电路脱开。起动用的自耦变压器专用设备称为起动补偿器,通常两至三个抽头输出不同的电压,例如分别为电源电压的80%、60%和40%,可供用户选用。自耦变压器的优点是起动电压可根据需要选择,但设备较笨重,一般只用于功率较大和不能用Y—△换接起动的场合。
③软起动。软起动是近年来随着电子技术的发展而出现的新技术,起动时通过软起动器(一种晶闸管调压装置)使电压从某一较低值逐渐上升到期额定值,起动后再用旁路接触器(一种电磁开关)使电动机投入正常运行。软起动器一般还具有节能和保护功能,可将电动机电压调至与实际负载相适应,使功率因数和效率得到改善;其内部的电子保护器能防止电动机因过载而发热。由于软起动器具有这些功能和优点,所以它虽然出现的时间不长,却已在水泵、鼓风机、压缩机、传送带等设备中得到大量应用,并有取代其他降压起动的趋势。
3)绕组型电动机的起动。对于绕组型电动机可采用转子加电阻的方法起动。这是因为绕组型电动机的起动性能优于笼型电动机,所以在起动频繁、要求有较大起动转矩的生产机械上常采用绕组型电动机。另一种方法是采用频敏变阻器起动。频敏变阻器是用厚钢板做铁心的三相电抗器。3个绕组通常接成星形,接线方式与绕组是对应的,相当于接入了一个阻抗自动变化的变阻器。
当频率变化的转子电流通过频敏变阻器的绕组时,在铁心中产生频率变化的交变磁通,从而在铁心中产生涡流,使铁心发热而消耗掉转子电路的一部分功率,其效果相当于电阻的作用,同时铁心线圈本身具有电感。该电阻值和电感值一起随着起动过程中转子电流频率的降低而自动减小。因此,绕线型电动机接频敏变阻器的机械特性开始部分与转子接起动电阻的特性相似,而后来逐渐接近于自然特性,起动完毕后应把频敏变阻器从转子电路中切除。
(作者单位:山东省潍坊科技学院)