電機起動原理

電機起動原理第1頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電機自身的特性對其起動過程有著重要的影響。無論全壓起動還是降壓起動，其性能均與電機特性密切相關。

電機特性直接影響著起動電流和起動轉矩。

電機定子結構影響額定轉速時的性能。

電機轉子的結構影響起動轉矩，

轉子齒槽的外形、材料、以及安裝位置均對起動電流、起動轉矩影響巨大。電機特性第2頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電機的機械特性低滑差段和全部滑差段當使用一個交流電機時，最重要的是電機在低滑差階段的特性。與之相反，當使用軟起動器時，最重要的是電機在全部階段的特性。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700FULLLOADCURRENT(%)InverterSoftStart第3頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月 ne FLC LRC LRT %FL 轉矩 電機 (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電機典型技術數(shù)據(jù)9550xP(kW)ne(rpm)(Nm)電機的主要技術數(shù)據(jù)電機的起動性能，可以通過這個電機典型技術數(shù)據(jù)表查到。額定轉速ne(RPM)

滿載電流FLC(A)

堵轉電流LRC(A)=(6~10)xFLC

堵轉轉矩LRT(Nm)

滿載效率(%)

額定轉矩T(Nm)T=第4頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月 ne FLC LRC LRT %FL 轉矩 電機 (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電機典型技術數(shù)據(jù)電機起動電流全壓起動時的最大電流取決于電機的堵轉電流LRC。

不同的電機，堵轉電流往往差異很大。

在例子中的電機H起動電流比電機E大55％。第5頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月 ne FLC LRC LRT %FL 轉矩 電機 (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電機典型技術數(shù)據(jù)電機起動轉矩電機起動轉矩取決于電機的堵轉轉矩LRT。

不同的電機，堵轉轉矩往往差異很大。

在例子中的電機A起動轉矩比電動機I大兩倍多。第6頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月 ne FLC LRC LRT %FL 轉矩 電機 (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電機典型技術數(shù)據(jù)LRC&LRT堵轉電流LRC和堵轉轉矩LRT共同決定了電機的起動性能。在例子中的這些電機是按照3倍額定電流時的轉矩值排序。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700FULLLOADCURRENT(%)LRCLRT第7頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月 ne FLC LRC LRT %FL 轉矩 電機 (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電機典型技術數(shù)據(jù)降低電壓起動時，電機的不同特性電機的轉矩按電機電流的平方下降。在額定電壓下，電機B和G幾乎有相同的轉矩。但在3倍額定電流時電機B轉矩時要比電機G高出60％以上。第8頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月異步電機的降壓起動降壓起動轉矩

=堵轉轉矩

LRTx(

)2起動電流堵轉電流LRC電流、轉矩0電壓100％100％電壓與電流并非線性關系轉矩與電流的平方成正比降壓起動的電流通常限定在3-4倍的額定電流以內.特點:第9頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電機 LRC LRT 轉矩 (%FLC) (%FLT) @3XFLC A 600

263 65.8 B 600

190 47.5 C 570

150 41.5 D 660

190 39.3起動轉矩=LRTx()起動電流LRC2()2300%600%65.8%=x263%起動轉矩的計算按計算舉例（電機），計算電機乙，丙，丁在第3倍額定電流時的起動轉矩。

小結：實際應用時，選擇低堵轉電流（LRC），高堵轉轉矩（FLT）的電機，將有助于減小起動電流、增加起動轉矩、降低軟起動器成本。第10頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月全電壓起動電流迅速上升為堵轉電流LRC，該電流將對電網(wǎng)形成沖擊。隨著電機轉速的增加，電流將逐漸下降。

電機負荷只影響電機起動時間，而不會影響電機起動電流。轉矩瞬間上升到堵轉轉矩LRT，該轉矩可能會對機械系統(tǒng)形成危害。

轉矩將隨轉速發(fā)生變化。轉矩首先從LRT下降至最小轉矩，隨后增加至最大轉矩。然后轉速達到額定轉速。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)電流曲線轉矩曲線第11頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月全電壓起動的限制1、起動電流

2、最大電流

3、起動轉矩

4、最大轉矩

降低電壓開始試圖克服這些局限性，運用電壓逐漸升高。

降壓起動的目的是通過降低起動電壓方法來避免上述沖擊。0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)1243第12頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)IST=LRTxTSTLRC()2降壓起動降低起動電流。起動轉矩按起動電流的平方下降。電流的減少必須滿足負載轉矩的要求，否則電機將發(fā)生堵轉。負載曲線第13頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)SmallReduction

at50%speedLargeReduction

at95%speed

降壓起動通常，降壓起動設備總是使電機加速到額定轉速的90％時，才給電機提供額定電壓。在該轉速以下時，始終保持起動時的電流。第14頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月降壓起動器機電式裝置耦變壓器

(Autotransformer)定子串電阻起動

(PrimaryResistance)星/三角起動

(Star/Delta)電子式裝置軟起動器

(SoftStarter)第15頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月Thermal過載保護3Phase

自耦變壓器(B)

Start

接觸器(A)

Start

接觸器Run接觸器M自耦變壓器此起動器主要是使用自耦變壓器在起動時降低電壓。第16頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)自耦變壓器60%額定電壓時各參量的變化線存在的問題：

1、有限的電壓抽頭數(shù)

2、有限的起動次數(shù)

3、全轉速范圍內轉矩下降

4、成本高第17頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)自耦變壓器50%抽頭起動電壓由抽頭變比決定，并由計時器控制切除時間。如果預置起動電壓太低，或者起動時間不合適，則向電網(wǎng)過渡時會由于電機轉速低于額定轉速而產(chǎn)生電流沖擊和轉矩沖擊。第18頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月RUN

接觸器電機過載保護START

RESISTORSLINE

接觸器M定子串電阻起動將電阻串于隔離接觸器和電機之間，以達到降低電壓、限制電流和轉矩的目的。第19頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)設定為4xFLC的起動電流時存在的問題：阻值難以改變產(chǎn)生大量熱量不允許頻繁起動不同的電阻溫度會產(chǎn)生不同的起動特性不適于大慣量系統(tǒng)的起動第20頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)

設定3.5xFLC的起動電流時起動電壓取決于所使用的電阻。如果電阻值過大，則無法向電機提供足夠的起動轉矩以達至額定轉速。起動電阻是由計時器控制運行的。如果定時時間太短，則當起動電阻被旁路時，電機仍未達到額定轉速而形成沖擊。

第21頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電機

3~Thermal過載保護Star接觸器Delta接觸器Main接觸器星/三角起動在起動時，電機先接成星形，經(jīng)過預置定時間后，再接成三角形運行。星形連接時，其起動電流和轉矩僅是三角形連接時的1/3。星/三角起動器由于價格低廉而被廣泛使用。第22頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月0501001502002503001009080706050403020100SLIP(%)FULLLOAD轉矩(%)0100200300400500600700CURRENT(%)星/三角起動星形連接時加速轉矩較低。

問題：不可調節(jié)星／三角轉換時會產(chǎn)生沖擊電流和沖擊轉矩.但其起動時產(chǎn)生的電流沖擊和轉矩沖擊會對機械電氣系統(tǒng)造成巨大損害。第23頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月斷開轉換開關星三角起動系統(tǒng)在切換至公平電網(wǎng)時，進過了以下幾個過程：[1]連接到降壓電路;[2]斷開降壓電路;