線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-13 02:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 率因數(shù) cosjN 指電動(dòng) 機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)定子邊的功率因數(shù)。 7 8）接法 指電動(dòng)機(jī)定子三相繞組與交 流電源的聯(lián)接方法。 9）防護(hù)等級(jí) 指電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)的型式 三相異步電動(dòng)機(jī)包括：鼠籠型和繞線型。繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣也是三相繞組，都采用星形聯(lián)結(jié)。它的三個(gè)首端分別與轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)彼此絕緣的銅質(zhì)滑環(huán)相連接。每個(gè)滑環(huán)上都用彈簧壓著一個(gè)固定不動(dòng)的電刷，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滑環(huán)與電刷之間保持滑動(dòng)接觸。轉(zhuǎn)子繞組的三個(gè)首端通過(guò)電刷引到接線盒中，以便在轉(zhuǎn)子電路中串入附加電阻，改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速性能。 起動(dòng)的定義：起動(dòng)是指 電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，直至最后達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。 起動(dòng)要求：（ 1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要足夠大。只有 TstTL時(shí)，電動(dòng)機(jī)才能改變?cè)瓉?lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。一般要求 Tst≥(～ )TL。Tst 越大于 TL，起動(dòng)過(guò)程所需要的時(shí)間就越短。（ 2）起動(dòng)電流不要超過(guò)允許范圍。對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，由于起動(dòng)瞬間 s=1，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度很大，轉(zhuǎn)子電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流都很大，所以起動(dòng)電流遠(yuǎn)大于額定電流。在電源容量與電動(dòng)機(jī)的額定功率相比不是足夠大時(shí)，會(huì)引起輸電線路上電壓降的增加，造成供電電壓的明顯下 降，不僅影響了同一供電系統(tǒng)中其他負(fù)載的工作，而且會(huì)延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)本身的起動(dòng)時(shí)間。此外在起動(dòng)過(guò)于頻繁時(shí)，還會(huì)引起電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。在這兩種情況下，就必須設(shè)法減小起動(dòng)電流。 下面來(lái)完整地?cái)⑹隼@線型異步電動(dòng)機(jī)串電阻起動(dòng)：為了使整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中盡量保持較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩且減小起動(dòng)電流，要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大 8 或起動(dòng)頻繁的繞線型異步電動(dòng)機(jī)可以采用逐級(jí)切除起動(dòng)電阻的轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)。 容量較小的三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)可采用轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)起動(dòng)變阻器的方法起動(dòng)。起動(dòng)變阻器通過(guò)手柄接成星形。起動(dòng)前先把起動(dòng)變阻器調(diào)到最大值，再合上電源開(kāi)關(guān)，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng) 。隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸減小起動(dòng)變阻器的電阻，直至全部切除，使轉(zhuǎn)子繞組短接。 容量較小的繞線型異步電動(dòng)機(jī)一般采用分級(jí)起動(dòng)的方法以保證起動(dòng)過(guò)程中都有較大 的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的起動(dòng)電流。 一、 轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng) 圖 1 圖 2 圖 1，圖 2 所示為繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)的接線圖與機(jī)械特性，起動(dòng)過(guò)程如下： 9 接觸器觸點(diǎn) K1， K2， K3 斷開(kāi)，繞線型異步電動(dòng)機(jī)定子接額定電壓 ，轉(zhuǎn)子每相電路串入起動(dòng)電阻 Rst1,Rst2,Rst3,加上轉(zhuǎn)子每相繞組自身的電阻 r2，轉(zhuǎn)子每相電路總電阻為 R3=r2+Rst1+Rst2+Rst3。電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)，起點(diǎn)為機(jī)械特性曲線 3 上的 a 點(diǎn)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T1〈 TM。 轉(zhuǎn)速上升工作點(diǎn)由 a 點(diǎn)到達(dá) b 點(diǎn)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩 T 等于切換轉(zhuǎn)矩 T2為了加大電磁轉(zhuǎn)矩加速起動(dòng)過(guò)程，接觸器觸點(diǎn) K3 閉合，切除起動(dòng)電阻 Rst3。轉(zhuǎn)子每相電路的總電阻為 R2=r2+Rst1+Rst2，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)樘匦?2。忽略異步電動(dòng)機(jī)的電磁慣性，只計(jì)拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械慣性，由于切除瞬間轉(zhuǎn)速來(lái)不及改 變，則電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從 b 變到機(jī)械特性曲線 2 上的 c 點(diǎn)，該點(diǎn)上電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩 T=T1。 轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，工作點(diǎn)沿特性 2 由 c 到 d 點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩 T 等于切換轉(zhuǎn)矩 T2。接觸器觸點(diǎn) K2 閉合，切除起動(dòng)電阻 Rst2，此時(shí)轉(zhuǎn)子每相電路的總電阻 R2=r2+Rst1。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從 d 平行移到機(jī)械特性曲線 1 上的 e 點(diǎn)，該點(diǎn)上的電磁轉(zhuǎn)矩 T=T1。 轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，工作點(diǎn)沿特性 1 由 e 點(diǎn)移動(dòng)到 f 點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩 T 等于T2，接觸器觸點(diǎn) K1 閉合，切除起動(dòng)電阻 Rst1，此時(shí)轉(zhuǎn)子每相電路總電阻 R1=r2，運(yùn)行點(diǎn)從 f變?yōu)楣逃袡C(jī)械特性曲線上的 g點(diǎn)，該點(diǎn)上 T=T1。 轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，工作點(diǎn)沿特性 0 由 g 點(diǎn)向 h 點(diǎn)移動(dòng)，經(jīng)過(guò) h點(diǎn)，最后穩(wěn)定運(yùn)行在 j 點(diǎn)，整個(gè)起動(dòng)過(guò)程結(jié)束。 上述起動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)子回路外串電阻分三級(jí)切除，故稱為三級(jí)起動(dòng) T1為最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩， T2為最小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩或切換轉(zhuǎn)矩。 二、作圖法計(jì)算起動(dòng)電阻 10 轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)需要定量計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻的大小，由于三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性不是直線，準(zhǔn)確計(jì)算將會(huì)很麻煩。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常把異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性近似看成直線，這對(duì)在 0ssm 范圍的機(jī)械特性來(lái)說(shuō)，誤差不算太大，而 ssm 范圍，沒(méi)有運(yùn)行點(diǎn)，不需要考慮。 作圖法計(jì)算起動(dòng)電阻首 先應(yīng)作出分級(jí)起動(dòng)的機(jī)械特性，然后根據(jù)作圖的結(jié)果，計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻。 當(dāng)起動(dòng)級(jí)數(shù)確定時(shí)，例如 m=6，起動(dòng)機(jī)械特性作圖步驟如下： （ 1） 先畫(huà)固有機(jī)械特性。固有機(jī)械特性為過(guò)理想空載運(yùn)行點(diǎn)和額定工作點(diǎn)的直線。理想空載運(yùn)行點(diǎn)： T=0,n=n1；額定工作點(diǎn)： nN已知， TN=NNnP 。 （ 2） 確定最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T1及切換轉(zhuǎn)矩 T2?？紤]電源電壓可能向下波動(dòng)，取 T1≤（ ～ ） TM；切換轉(zhuǎn)矩 T2≥(～)TL。 （ 3） 作第一級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性。根據(jù) T1，確定起動(dòng)點(diǎn)a(sa=1,Ta=T1)。過(guò) a 點(diǎn)與理想空載運(yùn)行點(diǎn)畫(huà)直線，即為第一級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性曲線 3。 （ 4） 作第二級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性。根據(jù) T2，確定第一級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性上的切換點(diǎn) b，從 b 點(diǎn)平行右移找出第二級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性上的 c 點(diǎn) (sc=s2,Tc=T1)。過(guò) c 點(diǎn)及理想空載點(diǎn)畫(huà)直線，即為第二級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性曲線 2。 （ 5） 作第三級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性。第二級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性上的 11 T=T2的點(diǎn)為切換點(diǎn) d，從 d 平行右移找到第三級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性上的 e 點(diǎn) (se=s1,Te=T1)。過(guò) e 點(diǎn)及理想空載點(diǎn)的直線為第三級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性曲線 1。 （ 6） 完成作圖。第三級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性上 T=T2的點(diǎn)為切換點(diǎn)f。三級(jí)起動(dòng)時(shí)，從 f 點(diǎn)平行右移找出 g 點(diǎn) (ng=gf,Tg=T1)。若 g 點(diǎn)也為固有機(jī)械特
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