電機(jī)起動(dòng)原理

異步電機(jī)起動(dòng)原理電機(jī)自身的特性對其起動(dòng)過程有著重要的影響。無論全壓起動(dòng)還是降壓起動(dòng)，其性能均與電機(jī)特性密切相關(guān)。

電機(jī)特性直接影響著起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

電機(jī)定子結(jié)構(gòu)影響額定轉(zhuǎn)速時(shí)的性能。

電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)影響起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，

轉(zhuǎn)子齒槽的外形、材料、以及安裝位置均對起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩影響巨大。電機(jī)特性電機(jī)的機(jī)械特性低滑差段和全部滑差段當(dāng)使用一個(gè)交流電機(jī)時(shí)，最重要的是電機(jī)在低滑差階段的特性。與之相反，當(dāng)使用軟起動(dòng)器時(shí)，最重要的是電機(jī)在全部階段的特性。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700FULLLOADCURRENT(%)InverterSoftStart ne FLC LRC LRT %FL 轉(zhuǎn)矩

電機(jī) (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電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)9550xP(kW)ne(rpm)(Nm)電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)電機(jī)的起動(dòng)性能，可以通過這個(gè)電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)表查到。額定轉(zhuǎn)速ne(RPM)

滿載電流FLC(A)

堵轉(zhuǎn)電流LRC(A)=(6~10)xFLC

堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩LRT(Nm)

滿載效率(%)

額定轉(zhuǎn)矩T(Nm)T= ne FLC LRC LRT %FL 轉(zhuǎn)矩

電機(jī) (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電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)電機(jī)起動(dòng)電流全壓起動(dòng)時(shí)的最大電流取決于電機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流LRC。

不同的電機(jī)，堵轉(zhuǎn)電流往往差異很大。

在例子中的電機(jī)H起動(dòng)電流比電機(jī)E大55％。 ne FLC LRC LRT %FL 轉(zhuǎn)矩

電機(jī) (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電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩取決于電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩LRT。

不同的電機(jī)，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩往往差異很大。

在例子中的電機(jī)A起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比電動(dòng)機(jī)I大兩倍多。 ne FLC LRC LRT %FL 轉(zhuǎn)矩

電機(jī) (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電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)LRC&LRT堵轉(zhuǎn)電流LRC和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩LRT共同決定了電機(jī)的起動(dòng)性能。在例子中的這些電機(jī)是按照3倍額定電流時(shí)的轉(zhuǎn)矩值排序。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700FULLLOADCURRENT(%)LRCLRT ne FLC LRC LRT %FL 轉(zhuǎn)矩

電機(jī) (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電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)降低電壓起動(dòng)時(shí)，電機(jī)的不同特性電機(jī)的轉(zhuǎn)矩按電機(jī)電流的平方下降。在額定電壓下，電機(jī)B和G幾乎有相同的轉(zhuǎn)矩。但在3倍額定電流時(shí)電機(jī)B轉(zhuǎn)矩時(shí)要比電機(jī)G高出60％以上。異步電機(jī)的降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

=堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩

LRTx(

)2起動(dòng)電流堵轉(zhuǎn)電流LRC電流、轉(zhuǎn)矩0電壓100％100％電壓與電流并非線性關(guān)系轉(zhuǎn)矩與電流的平方成正比降壓起動(dòng)的電流通常限定在3-4倍的額定電流以內(nèi).特點(diǎn):

電機(jī) LRC LRT 轉(zhuǎn)矩 (%FLC) (%FLT) @3XFLC A 600

263 65.8 B 600

190

47.5 C 570

150

41.5 D 660

190

39.3起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

=LRTx()起動(dòng)電流LRC2()2300%600%65.8%=x263%起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算按計(jì)算舉例（電機(jī)），計(jì)算電機(jī)乙，丙，丁在第3倍額定電流時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

小結(jié)：實(shí)際應(yīng)用時(shí)，選擇低堵轉(zhuǎn)電流（LRC），高堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩（FLT）的電機(jī)，將有助于減小起動(dòng)電流、增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、降低軟起動(dòng)器成本。全電壓起動(dòng)電流迅速上升為堵轉(zhuǎn)電流LRC，該電流將對電網(wǎng)形成沖擊。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，電流將逐漸下降。

電機(jī)負(fù)荷只影響電機(jī)起動(dòng)時(shí)間，而不會(huì)影響電機(jī)起動(dòng)電流。轉(zhuǎn)矩瞬間上升到堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩LRT，該轉(zhuǎn)矩可能會(huì)對機(jī)械系統(tǒng)形成危害。

轉(zhuǎn)矩將隨轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。轉(zhuǎn)矩首先從LRT下降至最小轉(zhuǎn)矩，隨后增加至最大轉(zhuǎn)矩。然后轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)電流曲線轉(zhuǎn)矩曲線全電壓起動(dòng)的限制1、起動(dòng)電流

2、最大電流

3、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

4、最大轉(zhuǎn)矩

降低電壓開始試圖克服這些局限性，運(yùn)用電壓逐漸升高。

降壓起動(dòng)的目的是通過降低起動(dòng)電壓方法來避免上述沖擊。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)12430501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)IST=LRTxTSTLRC()2降壓起動(dòng)降低起動(dòng)電流。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩按起動(dòng)電流的平方下降。電流的減少必須滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求，否則電機(jī)將發(fā)生堵轉(zhuǎn)。負(fù)載曲線0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)SmallReduction

at50%speedLargeReduction

at95%speed

降壓起動(dòng)通常，降壓起動(dòng)設(shè)備總是使電機(jī)加速到額定轉(zhuǎn)速的90％時(shí)，才給電機(jī)提供額定電壓。在該轉(zhuǎn)速以下時(shí)，始終保持起動(dòng)時(shí)的電流。降壓起動(dòng)器機(jī)電式裝置耦變壓器

(Autotransformer)定子串電阻起動(dòng)

(PrimaryResistance)星/三角起動(dòng)

(Star/Delta)電子式裝置軟起動(dòng)器

(SoftStarter)Thermal過載保護(hù)3Phase

自耦變壓器(B)

Start

接觸器(A)

Start

接觸器Run接觸器M自耦變壓器此起動(dòng)器主要是使用自耦變壓器在起動(dòng)時(shí)降低電壓。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)自耦變壓器60%額定電壓時(shí)各參量的變化線存在的問題：

1、有限的電壓抽頭數(shù)

2、有限的起動(dòng)次數(shù)

3、全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩下降

4、成本高0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)自耦變壓器50%抽頭起動(dòng)電壓由抽頭變比決定，并由計(jì)時(shí)器控制切除時(shí)間。如果預(yù)置起動(dòng)電壓太低，或者起動(dòng)時(shí)間不合適，則向電網(wǎng)過渡時(shí)會(huì)由于電機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊。RUN

接觸器電機(jī)過載保護(hù)START

RESISTORSLINE

接觸器M定子串電阻起動(dòng)將電阻串于隔離接觸器和電機(jī)之間，以達(dá)到降低電壓、限制電流和轉(zhuǎn)矩的目的。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)設(shè)定為4xFLC的起動(dòng)電流時(shí)存在的問題：阻值難以改變產(chǎn)生大量熱量不允許頻繁起動(dòng)不同的電阻溫度會(huì)產(chǎn)生不同的起動(dòng)特性不適于大慣量系統(tǒng)的起動(dòng)0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)

設(shè)定3.5xFLC的起動(dòng)電流時(shí)起動(dòng)電壓取決于所使用的電阻。如果電阻值過大，則無法向電機(jī)提供足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩以達(dá)至額定轉(zhuǎn)速。起動(dòng)電阻是由計(jì)時(shí)器控制運(yùn)行的。如果定時(shí)時(shí)間太短，則當(dāng)起動(dòng)電阻被旁路時(shí)，電機(jī)仍未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速而形成沖擊。

電機(jī)

3~Thermal過載保護(hù)Star接觸器Delta接觸器Main接觸器星/三角起動(dòng)在起動(dòng)時(shí)，電機(jī)先接成星形，經(jīng)過預(yù)置定時(shí)間后，再接成三角形運(yùn)行。星形連接時(shí)，其起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩僅是三角形連接時(shí)的1/3。星/三角起動(dòng)器由于價(jià)格低廉而被廣泛使用。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉(zhuǎn)矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)星/三角起動(dòng)星形連接時(shí)加速轉(zhuǎn)矩較低。

問題：不可調(diào)節(jié)星／三角轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩.但其起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊會(huì)對機(jī)械電氣系統(tǒng)造成巨大損害。斷開轉(zhuǎn)換開關(guān)星三角起動(dòng)系統(tǒng)在切換至公平電