电机起动原理

电机起动原理第1页，课件共28页，创作于2023年2月电机自身的特性对其起动过程有着重要的影响。无论全压起动还是降压起动，其性能均与电机特性密切相关。

电机特性直接影响着起动电流和起动转矩。

电机定子结构影响额定转速时的性能。

电机转子的结构影响起动转矩，

转子齿槽的外形、材料、以及安装位置均对起动电流、起动转矩影响巨大。电机特性第2页，课件共28页，创作于2023年2月电机的机械特性低滑差段和全部滑差段当使用一个交流电机时，最重要的是电机在低滑差阶段的特性。与之相反，当使用软起动器时，最重要的是电机在全部阶段的特性。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700FULLLOADCURRENT(%)InverterSoftStart第3页，课件共28页，创作于2023年2月 ne FLC LRC LRT %FL 转矩 电机 (rpm) (A) (%FLC) (%FLT) Eff,

@3xFLC A 1470 191 600 263 93 65.8 B 1475 184 600 190 93.5 47.5 C 1475 191 570 150 92 41.6 D 1480 187 660 190 94.5 39.2 E 1470 185 550 120 92 36 F 1470 191 670 150 93 30.1 G 1480 190 780 200 94 29.6 H 1475 182 850 220 93.5 27.4 I 1480 190 670 120 94 24110kW电机典型技术数据9550xP(kW)ne(rpm)(Nm)电机的主要技术数据电机的起动性能，可以通过这个电机典型技术数据表查到。额定转速ne(RPM)

满载电流FLC(A)

堵转电流LRC(A)=(6~10)xFLC

堵转转矩LRT(Nm)

满载效率(%)

额定转矩T(Nm)T=第4页，课件共28页，创作于2023年2月 ne FLC LRC LRT %FL 转矩 电机 (rpm) (A) (%FLC) (%FLT) Eff,

@3xFLC A 1470 191 600 263 93 65.8 B 1475 184 600 190 93.5 47.5 C 1475 191 570 150 92 41.6 D 1480 187 660 190 94.5 39.2 E 1470 185 550 120 92 36 F 1470 191 670 150 93 30.1 G 1480 190 780 200 94 29.6 H 1475 182 850 220 93.5 27.4 I 1480 190 670 120 94 24110kW电机典型技术数据电机起动电流全压起动时的最大电流取决于电机的堵转电流LRC。

不同的电机，堵转电流往往差异很大。

在例子中的电机H起动电流比电机E大55％。第5页，课件共28页，创作于2023年2月 ne FLC LRC LRT %FL 转矩 电机 (rpm) (A) (%FLC) (%FLT) Eff,

@3xFLC A 1470 191 600 263 93 65.8 B 1475 184 600 190 93.5 47.5 C 1475 191 570 150 92 41.6 D 1480 187 660 190 94.5 39.2 E 1470 185 550 120 92 36 F 1470 191 670 150 93 30.1 G 1480 190 780 200 94 29.6 H 1475 182 850 220 93.5 27.4 I 1480 190 670 120 94 24110kW电机典型技术数据电机起动转矩电机起动转矩取决于电机的堵转转矩LRT。

不同的电机，堵转转矩往往差异很大。

在例子中的电机A起动转矩比电动机I大两倍多。第6页，课件共28页，创作于2023年2月 ne FLC LRC LRT %FL 转矩 电机 (rpm) (A) (%FLC) (%FLT) Eff,

@3xFLC A 1470 191 600 263 93 65.8 B 1475 184 600 190 93.5 47.5 C 1475 191 570 150 92 41.6 D 1480 187 660 190 94.5 39.2 E 1470 185 550 120 92 36 F 1470 191 670 150 93 30.1 G 1480 190 780 200 94 29.6 H 1475 182 850 220 93.5 27.4 I 1480 190 670 120 94 24110kW电机典型技术数据LRC&LRT堵转电流LRC和堵转转矩LRT共同决定了电机的起动性能。在例子中的这些电机是按照3倍额定电流时的转矩值排序。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700FULLLOADCURRENT(%)LRCLRT第7页，课件共28页，创作于2023年2月 ne FLC LRC LRT %FL 转矩 电机 (rpm) (A) (%FLC) (%FLT) Eff,

@3xFLC A 1470 191 600 263 93 65.8 B 1475 184 600 190 93.5 47.5 C 1475 191 570 150 92 41.6 D 1480 187 660 190 94.5 39.2 E 1470 185 550 120 92 36 F 1470 191 670 150 93 30.1 G 1480 190 780 200 94 29.6 H 1475 182 850 220 93.5 27.4 I 1480 190 670 120 94 24110kW电机典型技术数据降低电压起动时，电机的不同特性电机的转矩按电机电流的平方下降。在额定电压下，电机B和G几乎有相同的转矩。但在3倍额定电流时电机B转矩时要比电机G高出60％以上。第8页，课件共28页，创作于2023年2月异步电机的降压起动降压起动转矩

=堵转转矩

LRTx(

)2起动电流堵转电流LRC电流、转矩0电压100％100％电压与电流并非线性关系转矩与电流的平方成正比降压起动的电流通常限定在3-4倍的额定电流以內.特点:第9页，课件共28页，创作于2023年2月电机 LRC LRT 转矩 (%FLC) (%FLT) @3XFLC A 600

263 65.8 B 600

190 47.5 C 570

150 41.5 D 660

190 39.3起动转矩=LRTx()起动电流LRC2()2300%600%65.8%=x263%起动转矩的计算按计算举例（电机），计算电机乙，丙，丁在第3倍额定电流时的起动转矩。

小结：实际应用时，选择低堵转电流（LRC），高堵转转矩（FLT）的电机，将有助于减小起动电流、增加起动转矩、降低软起动器成本。第10页，课件共28页，创作于2023年2月全电压起动电流迅速上升为堵转电流LRC，该电流将对电网形成冲击。随着电机转速的增加，电流将逐渐下降。

电机负荷只影响电机起动时间，而不会影响电机起动电流。转矩瞬间上升到堵转转矩LRT，该转矩可能会对机械系统形成危害。

转矩将随转速发生变化。转矩首先从LRT下降至最小转矩，随后增加至最大转矩。然后转速达到额定转速。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)電流曲線轉矩曲線第11页，课件共28页，创作于2023年2月全电压起动的限制1、起动电流

2、最大电流

3、起动转矩

4、最大转矩

降低电压开始试图克服这些局限性，运用电压逐渐升高。

降压起动的目的是通过降低起动电压方法来避免上述冲击。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)1243第12页，课件共28页，创作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)IST=LRTxTSTLRC()2降压起动降低起动电流。起动转矩按起动电流的平方下降。电流的减少必须满足负载转矩的要求，否则电机将发生堵转。負載曲線第13页，课件共28页，创作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)SmallReduction

at50%speedLargeReduction

at95%speed

降压起动通常，降压起动设备总是使电机加速到额定转速的90％时，才给电机提供额定电压。在该转速以下时，始终保持起动时的电流。第14页，课件共28页，创作于2023年2月降压起动器机电式装置耦变压器

(Autotransformer)定子串电阻起动

(PrimaryResistance)星/三角起动

(Star/Delta)电子式装置软起动器

(SoftStarter)第15页，课件共28页，创作于2023年2月Thermal过载保护3Phase

自耦变压器(B)

Start

接触器(A)

Start

接触器Run接触器M自耦变压器此起动器主要是使用自耦变压器在起动时降低电压。第16页，课件共28页，创作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)自耦变压器60%额定电压时各参量的变化线存在的问题：

1、有限的电压抽头数

2、有限的起动次数

3、全转速范围内转矩下降

4、成本高第17页，课件共28页，创作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)自耦变压器50%抽头起动电压由抽头变比决定，并由计时器控制切除时间。如果预置起动电压太低，或者起动时间不合适，则向电网过渡时会由于电机转速低于额定转速而产生电流冲击和转矩冲击。第18页，课件共28页，创作于2023年2月RUN

接触器电机过载保护START

RESISTORSLINE

接触器M定子串电阻起动将电阻串于隔离接触器和电机之间，以达到降低电压、限制电流和转矩的目的。第19页，课件共28页，创作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)设定为4xFLC的起动电流时存在的问题：阻值难以改变产生大量热量不允许频繁起动不同的电阻温度会产生不同的起动特性不适于大惯量系统的起动第20页，课件共28页，创作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)

设定3.5xFLC的起动电流时起动电压取决于所使用的电阻。如果电阻值过大，则无法向电机提供足够的起动转矩以达至额定转速。起动电阻是由计时器控制运行的。如果定时时间太短，则当起动电阻被旁路时，电机仍未达到额定转速而形成冲击。

第21页，课件共28页，创作于2023年2月电机

3~Thermal过载保护Star接触器Delta接触器Main接触器星/三角起动在起动时，电机先接成星形，经过预置定时间后，再接成三角形运行。星形连接时，其起动电流和转矩仅是三角形连接时的1/3。星/三角起动器由于价格低廉而被广泛使用。第22页，课件共28页，创作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD转矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)星/三角起动星形连接时加速转矩较低。

问题：不可调节星／三角转换时会产生冲击电流和冲击转矩.但其起动时产生的电流冲击和转矩冲击会对机械电气系统造成巨大损害。第23页，课件共28页，创作于2023年2月断开转换开关星三角起动系统在切换至公平电网时，进过了以下几个过程：[1]连接到降压电路;[2]断开降压电路;