大中型電動機(jī)降壓啟動方法的比較和研究-文庫吧
2025-04-17 04:23 本頁面
【正文】 于電動機(jī)經(jīng)過軟啟動來啟動的過程中，電壓降低，因此相應(yīng)的對變壓器的要求電壓和功率也就相應(yīng)變低，也就是說需要的變壓器容量也就相應(yīng)減小。 可減小電動力對電動機(jī)的機(jī)械傷害 采用降壓 起動后起動電流為額定電流的 ～ 3 倍， 電動力的大小與電流的平方成正比。所以，軟起動時的電動力是正常額定運(yùn)行時電動力的 9 倍。而不是直接啟動的 36 倍，可見效果是非常明顯的。 降低電機(jī)的發(fā)熱，延長電機(jī)的壽命 軟起動可以大大降低發(fā)熱量。 提高電機(jī)壽命。高熱量的產(chǎn)生在最大電流處。焦耳熱與電流的平方成正比因此降壓啟動后，焦耳熱降低數(shù)倍。一般軟起動時都是空載或輕載起動，最大電流常在 2IN 左右，這時高熱量僅為直起的。無疑對延長電機(jī)壽命有極大好處。 在額定電壓下直接啟動三相交流感應(yīng)電動機(jī) ,由于最初啟動瞬間 , 主磁通減少到額定值的一半以下 , 功率因素也降低到 左右 , 造成了的結(jié)果是電動機(jī)啟動電流相當(dāng)大 , 而啟動轉(zhuǎn)矩又相當(dāng)?shù)?。一般情況下 , 對于大型或超大型電動機(jī)而言 , 啟動電流在 4~ 倍額定電流 , 而啟動轉(zhuǎn) 矩在 ~ 倍額定轉(zhuǎn)矩之間。大啟動電流和低功率因素是電動機(jī)啟動時對電網(wǎng)電壓造成影響的根源。大型電動機(jī)的啟動可能把電網(wǎng)電壓拉底很多 , 以至于影響相鄰的用電設(shè)備的正常運(yùn)行 , 使其保護(hù)動作或停轉(zhuǎn)。因此 , 大型電動機(jī) 一般是不允許直接啟動的 , 總是要采取一些措施以減少或全部消除啟動對電網(wǎng)的沖擊 , 降低電動機(jī)啟動 第 5 頁，共 17 頁 時的沖擊電流對電網(wǎng)的安全風(fēng)險。 一般容量在 1 0 k W 以下的小型電動機(jī) ,可以直接起動 ,但 10kW以上的電動機(jī)則應(yīng)考慮采用降壓起動。有時為了限制和減少起動轉(zhuǎn)矩對機(jī)械設(shè)備的沖擊作用 ,允許全壓起動的電動機(jī) 也多采用降壓起動方式。三相異步電動機(jī)降壓起動的方法有以下幾種 :定子電路串電阻 (或電抗 )降壓起動、自耦變壓器降壓起動、 Y△降壓起動、 軟起動 等。使用這些方法都是為了限制起動電流 ,(一般降低電壓后的起動電流為電動機(jī)額定電流的 2～ 3 倍 ),減小供電干線的電壓降落 ,保障各個用戶的電氣設(shè)備正常運(yùn)行。 電阻（電抗器）降壓啟動 在電動機(jī)起動過程中 ,常在三相定子電路中串接電阻 (或電抗 )(圖 1)來降低定子繞組上的電壓 ,使電動 機(jī)在降低的電壓下起動 ,以達(dá)到限制起動電流的目的。一旦電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時 ,切除串聯(lián)電阻 (或電抗 ),使電動機(jī)進(jìn)入全壓正常運(yùn)行。由于定子串電阻降壓起動的起動電流隨定子電壓成正比下降 ,而起動轉(zhuǎn)矩則按電壓下降比例的平方倍下降。顯然 ,這種方法會消耗大量的電能且裝置成本較高 ,三相異步電動機(jī)采用這種起動方法 ,適用于要求起動平穩(wěn)小的容量電動機(jī)及起動不頻繁的場合。 第 6 頁，共 17 頁 圖 1 電子串電阻降壓啟動控制線路 自耦變壓器降壓起動 （ 1）工作原理 傳統(tǒng)的定子串電阻或電抗器起動時，起動轉(zhuǎn)矩減小過多，只可用于輕載起動。而大型的高壓電動機(jī)所帶的負(fù)載都較重。如果所帶負(fù)載較重時，就可以采用自耦變壓器降壓起動。使用的是一個三相 Y 接的自耦變壓器。在起動時，自耦變壓器三相線圈接電源，其副邊抽 頭接電動機(jī)，使電動機(jī)降壓起動。待轉(zhuǎn)速上升到接近穩(wěn)態(tài)值時，切換到正常運(yùn)行位置，電動機(jī)接上全壓運(yùn)行。切換過程由接觸器來完成。 （ 2）起動優(yōu)點 與定子串電阻 (或電抗器 )的起動方法相比，在獲得相同起動轉(zhuǎn)矩的條件下，自耦變壓器的限流效果 第 7 頁，共 17 頁 好；在限流效果相同時，它可以獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩。因此，用自耦變壓器降壓起動，可帶較大的負(fù)載。自耦變壓器降壓起動方法適于起動較大容量的 電動機(jī)，起動轉(zhuǎn)矩可以通過改變抽頭的連接位置得到改變，以適合不同的負(fù)載起動時電機(jī)接于自藕變壓器低壓側(cè)。因此自藕變一次電流較小，能在一定程度上減小線路壓降，減小對其它設(shè)備的影響。 （ 3）缺點： ① 沖擊方面：在起動過程中，電壓有 2～ 3次切換，所以轉(zhuǎn)矩會有 2～ 3 次突變，這對較精密的機(jī)械設(shè)備是非常不利的 。在電氣方面，如果自藕變變比較高對電網(wǎng)的沖擊也較大。 ② 可靠性方面：在切換時由于電流還比較大，因而在自耦變壓器繞組上會產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，有時會傷及繞組絕緣，降低使用壽命。 （ 3）由于自耦變壓器副邊一般有三個抽頭，可根據(jù)允 許的起動電流和所需的起動轉(zhuǎn)矩任選抽頭電壓，因此起動設(shè)備體積較大。此外，自耦變壓器價格較貴，而且不允許頻繁起動 。 圖 2 自藕變壓器降壓啟動控制線路 第 8 頁，共 17 頁 星三角形降壓啟動 三相異步電動機(jī)的 Y— △降壓起動 (圖 3)是在起動時將電動機(jī)定子繞組接成星形 , 每相繞組承受的電壓為電源的相電壓 (2 2 0 V),減小了起動電流對電網(wǎng)的影響。而在起動后期則按預(yù)定的時間換接成三角形接法 ,每相繞組承受的電壓為電源的線電壓 (3 8 0 V),電動機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。凡是正常運(yùn)行時定子繞組接成三角形的三相異步電動機(jī) ,均可采用 這種起動方式。 但是 星三角形 降壓啟動方法只適用于 星形 接線的電動機(jī) , 而且啟動時接成星形 , 其啟動電流數(shù)值是三角形接線直接全電壓啟動時啟動電流的三分之一 , 所以電動機(jī)容量不能大 , 否則會啟動困難。 圖 3 Y— △降壓啟動控制線路 第 9 頁，共 17 頁 電動機(jī)軟啟動 對于大型或超大型電動機(jī)的軟啟動 , 特別是對于高壓電機(jī) , 單從技術(shù)角度來說 , 高壓變頻軟啟動裝置可以將電機(jī)啟動對電網(wǎng)的要去降低到最低 , 啟動特性也非常好 , 它代表著軟啟動技術(shù)的發(fā)展方向 。 但是從經(jīng)濟(jì)性角度來說 , 一次性投資大 , 技術(shù)難度大 , 維護(hù)和使用費(fèi) 用高 , 折合每一次的成本相當(dāng)?shù)母摺Ｋ?, 大型或超大型電動機(jī)的軟啟動也可選擇其他合理的電動機(jī)啟動方式來作為高壓變頻軟啟動技術(shù)國內(nèi)發(fā)展階段的過渡替代產(chǎn)品 , 如結(jié)構(gòu)相對簡單 , 投資和使用成本低的降壓啟動技術(shù)。通過上面的對比分析
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