鼠笼式交流异步电动机起动技术.doc

鼠笼式交流异步电动机起动技术1 引言三相鼠笼式交流异步电动机因其结构简单，性能稳定及无需维护等特点，在各个行业中得到了广泛的应用，但由于其在起动过程中会产生过大的起动电流，会对电网和其他用电设备造成冲击，受电网容量限制和保护其他用电设备正常工作的需要，要在电机起动过程中采取必要的措施。总的来说，在不需要调速的场合，考虑经济的因素，异步电动机的起动可以有两种方法:直接起动和降压起动。 2 直接起动直接起动也就是全压起动，起动方法简单，但交流异步电动机的起动电流大，可达到额定电流的47倍，对于国产电动机的实际测量，某些笼形异步电动机甚至可达到812倍。过大的起动电流会造成电动机发热，影响电动机寿命;电动机绕组(特别是端部)在电动力作用下，会发生变形造成短路而烧坏电动机;过大电流会使线路压降增大，造成电网电压下降而影响到同一电网的其他用电设备的工作。所以，一般情况下规定，异步电动机的功率低于7.5kw时允许直接起动，如果功率大于7.5kw，在条件不允许的情况下，就需要采用其他方法进行起动。3 降压起动3.1 电阻降压起动(1) 简介电阻降压起动就是通常所说的定子串电阻起动。在定子电路串联电阻，起动时电流会在电阻上产生压降，降低了电动机定子绕组上的电压，起动电流也从而得到减小。起动时，q1闭合，q2断开，起动完成后，闭合q2。(2) 优点起动平稳，运行可靠，结构简单，如果采用电阻降压起动，在起动阶段功率因数较高。(3) 缺点由于起动转矩和定子电压的平方成正比，所以起动时电压降低将造成起动转矩减小，适用于轻载和不频繁起动的场合;起动时电能损耗大，起动成本高。3.2 自耦变压器降压起动(1) 简介自耦变压器降压起动利用自耦变压器降低加到电动机定子绕组的电压，以减小起动电流。自耦降压起动的起动电流参照式(1)，起动电压参照式(2)，起动转矩参照式(3)。式中，i1为自耦变压器原边电流，即使用自耦变压器时的电机起动电流;ist为电机直起时的起动电流;ux为自耦变压器起动时的起动电压;t为自耦变压器起动时的起动转矩;tst为电机直起时的起动转矩;w2、w1分别为自耦变压器副边和原边匝数。为满足不同负载要求，自耦变压器的二次绕组一般有三个抽头分别为电源电压的40%、60%、80%(55%、64%、73%)。(2) 优点三个电压抽头适合不同负载起动时选择;可以适用于较大容量电动机;(3) 缺点体积大，质量大，价格高，需要维护检修。3.3 星-三角起动(1) 简介星-三角起动要求电机每个绕组有两个出线端，共6个出线端。起动时接成星形，起动完成后必须为三角形。起动时连接成星形的定子绕组电压与电流只有三角形连接时的1/1.732。连接成星形起动时的线电流只有连接成三角形直接起动线电流的1/3; 起动转矩和电压平方成正比，因此也是直接起动转矩的1/3。(2) 优点体积小，重量轻，运行可靠，检修方便。(3) 缺点只适用于正常运行时接成三角形的电动机;只适用于轻载或空载起动;起动电压是定值，不能根据负载调整。3.4 延边三角形起动(1) 简介起动时将1、2、3三个出线端接电源;4、5、6分别与8、9、7相连，就构成了延边三角形连接法。此时相电压有所降低，起动电流也随之下降，相电压是随着电动机绕组不同的抽头比例而变化的。根据实测，当抽头比例为1:1时，电动机堵转状态下测得的相电压为264v左右。采用不同的抽头比例，就可以获得不同的起动转矩。(2) 优点体积小，质量小，允许经常起动，适用于重载起动。(3) 缺点接线复杂。3.5 饱和电抗器起动饱和电抗器是带有直流励磁绕组的交流电抗器。改变直流励磁电流就可控制铁心的饱和程度，从而改变交流电抗值。铁心饱和时交流电抗很小，因而电动机所得电压高;铁心不饱和，交流电抗大，因而定子电压降低，实现降压起动。设备庞大笨重。3.6 晶闸管交流调压器起动(交流软起动器起动)(1) 软起动器的性能特点a) 限制线路电压降，降低电流峰值;采用不同的起动方式，软起动可以避免起动时的电流冲击，不会造成大的电压降落。如果对于电源容量不够的场合，直接起动会造成线路上大的电压降落和损耗。可以保证电网电压的稳定，提高供电设备的使用寿命，减小对负载的冲击;b) 根据负载不同可以灵活选择多种起动和停止方式;c) 晶闸管是一个无触点开关，对于接旁路接触器的软起动，其使用寿命长，且免维修;d) 单个软起动可带多台负载，从而比较经济实用，这是其他降压起动方式不能实现的;e) 可以实现运行中设备的监控保护和快速故障检测，实现软停车，泵停车，制动停车以及准确停车功能;f) 采用微处理器控制，性能可靠，易于实现网络化和智能化;g) 接线简单，维护方便，体积小。(2) 起动方式、运行方式、停车方式介绍(参见图8)a) 起动方式电压斜坡从初始电压开始以线性斜坡的方式增加电动机上的电压，直到额定电压。限流起动使电动机在起动时的电流最大不超过预先设定的电流值。脉冲突跳起动如皮带传送机、挤压机和搅拌机等的静阻力矩比较大，通过脉冲突跳可以施加一个短时的大起动力矩，以克服大的静摩擦力。斜坡+限流起动电压斜坡起动和限流起动的两种组合。b) 运行方式接旁路接触器运行软起动器起动完成后用旁路接触器代替工作，以降低晶闸管的热损耗，提高系统的工作效率。轻载节能运行电动机负荷较轻时，软起动器自动降低施加与电机定子上的电压，可以减小电动机的铜损和铁损，节约能量。c) 停车方式软停车晶闸管接收到停机信号后，由导通角控制电机侧电压由全压经过一定时间减小，从而实现软停车的目的。适用于皮带机、升降机等。快速停车停车后，向电动机输入直流电源，使电动机工作于能耗制动状态，适用于快速停车的场合。而且不需要其他附加接触器和电源设备。准确停车包括了从全速到慢速再到制动定位的过程。适用于球蘑机的加料定位。泵停车为了避免水泵的“水锤效应”，电动机的速度必须平滑下降，通过控制软起动导通角来控制电压，使其能够满足泵停车时的曲线，达到最佳停车效果。4 结束语随着电力电子技术和微处理器技术的