压缩机启动方式分析-广州汉正能源科技.doc

压缩机的电动机启动方式分析广州汉正能源科技有限公司 陈海波 压缩机的电动机启动电流过大，会造成电网电压下降，为了避免此问题发生，需要采取降低启动电流措施。常用的降低启动电流的方式有星-三角启动、自耦降压启动、双绕组启动、软启动、闭式星-三角启动等措施。至于采用何种启动方式，与压缩机的电动机接线方式、电动机容量和变压器容量紧密相关。一般来说，设备容量在变压器允许运行容量的10%，就可以采用直接启动。本文只讨论我公司产品中压缩机可能用到的启动方式，至于低高压电动机和绕线式电动机不在讨论范围之内。 一、星-三角启动 对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，在启动时将定子绕组接成星形，此时加在定子绕组上的电压是220V。启动完毕后，星形连接断开，转换成三角形方式运行，此时加在定子上的电压是380V。在断开星形连接的瞬间，定子绕组会存在感应电动势，因此切换成三角形时定子绕组的电压是电网电压（380V）减去感应电动势。这就可以降低启动电流，减轻它对电网的冲击。这样的启动方式称为星三角减压启动，或简称为星三角启动（Y-起动）。 电动机直接启动时启动电流约是其额定电流的47倍；采用星-三角启动时，其星形连接的启动电流是三角形连接的1/3。但是采用星-三角启动后，其启动力矩也直接启动的1/3。由此可见，采用星-三角起动方式时，电流特性很好，是一种比较经济的启动方式；但由于转矩特性较差，所以只适用于无载或者轻载起动的场合。目前我公司的螺杆冷水机组大部分采用星-三角启动方式，涡旋压缩机全部采用直接启动方式。 如果电动机采用星-三角启动方式，在从星形接法切换到三角形接法时，可能会存在较大的冲击电流，这个冲击电流有可能达到其额定电流的15倍，只是持续时间非常短。这是因为星形接触器断开后，电动机存在剩磁，会在三相绕组中产生感应电动势。当角形接触器闭合后，电网电压和感应电动势的相位、频率都不一样，如果相位相差180，则作用在电动机上的电压等于电网电压和电动机的感应电动势之和,其足以在电动机定子绕组上产生尖峰电流，引起空气开关跳闸。因此，欧洲和北美采用双绕组启动方式和闭式星-三角启动方式解决此问题，下面将会进行叙述。二、自耦降压启动自耦降压启动是在启动时将电源电压加在自耦变压器的原边绕组上，电动机的定子绕组与自耦变压器的副边绕组连接，当电动机的转速达到一定值时，将自耦变压器切除，电动机直接与电源相接，在正常电压下运行。由于自耦变压器可以引出几个抽头，可供选择余地大，可以拖动较大负载启动。但是自耦变压器体积大、价格贵，不适合我公司产品使用。3、 软启动器启动软启动器的启动原理是使用晶闸管桥调节逐步增加电动机的三相电源电压。晶闸管桥由一对晶闸管反并联而成，并分别与交流电源的各相连接。改变晶闸管触发角，电动机电压平稳上升，频率不变。如下图所示： 软启动与星-三角启动和自耦变压器启动相比较，优势在于启动力矩大，适用于重载启动场合，而且启动电流与这两种启动方式相当。但是软启动器的价格比较贵，目前使用这种启动方式的不多。我公司只在客户提出此类要求的情况下才使用软启动方式。 软启动器的使用一般需要加一个旁路接触器和一个进线接触器。启动的时候，进线接触器先闭合，软启动器通电带动电动机启动。待运行到正常情况时，进线接触器断开，旁路接触器闭合，电动机的供电完全由旁路接触器提供，软启动只是在启动的过程中通电使用。这样可避免软启动器里的晶闸管长时间通电发热造成使用寿命缩短。四、双绕组启动双绕组启动也叫双Y启动，常用于比泽尔压缩机和部分谷轮半封闭活塞压缩机。这类压缩机的电动机有两套独立绕组，每套绕组都由独立的接触器控制、独立的热继电器保护。启动时先启动其中一套绕组，约1秒后，再启动第二套绕组。由此可见双绕组的启动电流比直接启动的电流小1/2。双绕组启动原理是其中一套绕组先通电启动，在定子绕组里产生感应电动势；然后第二套绕组通电启动。由于两套绕组是接同一电源，并且压缩机还在正常运行中，所以第二套绕组的电压和绕组里的感应电动势同相位、同频率。所以双绕组启动能避免普通星-三角启动在切换的时候可能会产生的冲击电流。5、 闭式星-三角启动对于大功率，并且是三角形接法的压缩机（离心压缩机），采用闭式星-三角启动方式来避免普通星-三角启动切换时导致的较大冲击电流。这种启动方式是比较特殊的星-三角启动。原理跟普通星-三角启动基本一样，不同之处在于多加了一个接触器和三个电阻。三相电阻的作用是：用来降低星/角转换瞬间大电流对接触器和开关的冲击，起到保护和延长接触器、断路器使用寿命的作用，并可降低冲击电流对电网的冲击。电阻的阻值很