三相异步电动机的启动特性

1.1.3三相异步电动机的启动特性

接受电动机拖动生产机械，对电动机启动的主要要求如下。（1）有足够大的启动转矩，保证生产机械能正常启动。一般场合下希望启动越快越好，以提高生产效率。即要求电动机的启动转矩大于负载转矩，否则电动机不能启动。（2）在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好。因为过大启动电流的冲击，对于电网和电动机本身都是不利的。（3）要求启动平滑，即要求启动时加速平滑，以减小对生产机械的冲击。（4）启动设备平安牢靠，力求结构简洁，操作便利。（5）启动过程中的功率损耗越小越好。其中，（1）和（2）两条是衡量电动机启动性能的主要技术指标。异步电动机本身的启动特性为：a.定子电流大，Ist=(5~7)IN异步电动机在接入电网启动的瞬时，由于转子处于静止状态，定子旋转磁场以最快的相对速度（即同步转速）切割转子导体，在转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电流，从而引起很大的定子电流b.启动转矩较小

启动时，转子功率因数很低，因而启动转矩却不大。异步电动机的固有启动特性如图所示：明显，异步电动机的这种启动性能和生产机械的要求是相冲突的，为了解决这些冲突，必需依据具体状况，实行不同的启动方法。一、鼠笼式异步电动机的启动方法鼠笼式异步电动机有干脆启动和降压启动两种方法，接受什么启动方法，要依据实际状况而定。1．干脆启动（全压启动）干脆启动就是将电动机的定子绕组通过闸刀开关或接触器干脆接入电源，在额定电压下进行启动。

•特点：电动机定子绕组的工作电压和启动电压相等。

•干脆启动的条件：由于干脆启动的启动电流很大，因此，在什么状况下接受干脆启动，有关供电、动力部门都有规定，主要取决于电动机的功率与供电变压器的容量之比值。一般在有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的状况下：1：若电动机启动频繁时，电动机功率小于变压器容量的20%时允许干脆启动；2：若电动机不常常启动，电动机功率小于变压器容量的30%时也允许干脆启动。假如没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）的状况下，电动机启动比较频繁，则常按阅历公式来估算，满足下列关系则可干脆启动。例：有一台要求常常启动的鼠笼式异步电动机，其PN=20kW,Ist/IN=6.5，假如供电变压器（电源）容量为560kVA，且有照明负载，问可否干脆启动？同样的Ist/IN比值，功率为多大的电动机则不允许干脆启动？解：依据阅历公式算出满足上述关系，故允许干脆启动。可算出，额定功率大于24kW的电动机不允许干脆启动。2．电阻或电抗器降压启动

异步电动机接受定子串电阻或电抗器的降压启动原理接线图如图所示。启动时，接触器1KM断开，KM闭合，将启动电阻串入定子电路，使启动电流减小；

待转速上升到确定程度后再将1KM闭合，Rst被短接，电动机接上全部电压而趋于稳定运行。•启动转矩随定子电压的平方下降，故它只适用于空载或轻载启动的场合；•不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大，不适用于常常启动的电动机，若接受电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。特点：

3．Y-降压启动

Y-降压启动的接线图如图所示:启动时，定子绕组接成星形；待转速上升到确定程度后再将定子绕组接成三角形，电动机启动过程完成而转入正常运行。设U1为电源线电压，IstY及Ist为定子绕组分别接成星形及三角形的启动电流（线电流），Z为电动机在启动时每相绕组的等效阻抗。则有所以Y-降压启动方法的特点：

•设备简洁、经济、启动电流小；•启动转矩小，且启动电压不能按实际须要调整，故只适用于空载或轻载启动的场合；•只适用于正常运行时定子绕组接线为的异步电动机。二、线绕式异步电动机的启动方法

鼠笼式异步电动机的启动转矩小，启动电流大，因此不能满足某些生产机械须要高启动转矩低启动电流的要求。线绕式异步电动机由于能在转子电路中串电阻，因此具有较大的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。在转子电路中串电阻的启动方法常用的有两种：逐级切除启动电阻法和频敏变阻器启动法。

1．逐级切除启动电阻法

接受逐极切除启动电阻的方法，其目的主要是为了使整个启动过程中电动机能保持较大的加速转矩。启动过程如下如图(a)所示：(a)原理接线图(b)启动特性启动起先时，触点1KM，2KM，3KM均断开，启动电阻全部接入，KM闭合，将电动机接入电网。电动机的机械特性如图4.31(b)中曲线Ⅲ所示，初始启动转矩为TA，加速转矩Ta1=TA−TL，这里TL为负载转矩。在加速转矩的作用下，转速沿曲线Ⅲ上升，轴上输出转矩相应下降.当转矩下降至TB时，加速转矩下降到Ta2=TB−TL，这时，为了使系统保持较大的加速度，让3KM闭合，使各相电阻中的Rst3被短接（或切除），启动电阻由R3减为R2，电动机的机械特性曲线由曲线Ⅲ变更到曲线Ⅱ，只要R2的大小选择合适，并驾驭好切除时间，就能