【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 步機(jī)在額定電壓下的起動(dòng)電流常大于額定電流好幾倍。起動(dòng)電流太大的影響是：一方面將影響電源的電壓 ，太大的起動(dòng)電流將產(chǎn)生較大的線路壓降，使得電源電壓在起動(dòng)時(shí)下降，特別當(dāng)電源容量較小時(shí)電壓降更多，可能影響電源上其它電機(jī)的運(yùn)行。另一個(gè)方面，大的起動(dòng)電流將在線路及電機(jī)中產(chǎn)生損耗引起發(fā)熱，特別是當(dāng)加速力矩較小，機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J 較大，起動(dòng)很慢的情況下，損耗將很多而發(fā)熱也更嚴(yán)重。由上面可以看出，對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的要求是不同的，須看負(fù)載的特性，電網(wǎng)的情況等因素而定。有時(shí)要求有大的起動(dòng)力矩，有時(shí)要求限制 啟動(dòng) 電流的大小，有時(shí)兩個(gè)要求須同時(shí)滿足?？偟膩?lái)說(shuō)，要考慮下列各問(wèn)題： 啟 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩，適當(dāng)?shù)臋C(jī)械特性曲線； 啟 動(dòng)電流； 動(dòng)的操作應(yīng)該很方便；所用的 啟 動(dòng)設(shè)備應(yīng)該盡可能簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)； 啟 動(dòng)過(guò)程中的功率損耗應(yīng)盡可能的少。 工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械不同的 啟動(dòng) 條件 用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械有不同的起動(dòng)條件，有些機(jī)械在起動(dòng)時(shí)負(fù)載力矩很小，隨著速度的增大力矩漸增大到額定值，這些負(fù)載的例子如鼓風(fēng)機(jī)，它的負(fù)載力矩差不多和轉(zhuǎn)速的平方成正比，起動(dòng)時(shí)只需克服一些靜摩擦力矩。有些機(jī)械在起動(dòng)時(shí)負(fù)載力矩就和額定轉(zhuǎn)速時(shí)一樣大，這類的例子象卷?yè)P(yáng)機(jī)等起重設(shè)備。有些機(jī)械則在起動(dòng)過(guò)程中負(fù)載較輕，等速度高起來(lái)以后再加上負(fù)載，例如機(jī)床等。此外，起動(dòng) 的頻繁程度也是需要考慮的因素。有些機(jī)械起動(dòng)次數(shù)少，有些則不斷地停而又再起動(dòng)。這一切因素都將電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能提出不同的要求。 三相交流異步電機(jī)啟動(dòng)方法介紹 直接啟動(dòng) 直接啟動(dòng)就是用閘刀開(kāi)關(guān)或接觸器把電機(jī)直接接到具有額定電壓的電源上。 在變壓器容量允許的情況下， 三相 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)該盡可能采用全電壓直接起動(dòng)，既可以提高控制線路的可靠性，又可以減少電器的維修工作量。 三相交流異步 電動(dòng)機(jī)單向 啟 動(dòng)控制線路常用于只需要單方向運(yùn)轉(zhuǎn)的小功率電動(dòng)機(jī)的控制。例如小型通風(fēng)機(jī)、水泵以及皮帶運(yùn)輸機(jī)等機(jī)械設(shè)備。 直接 啟動(dòng)方 法 主要受電網(wǎng)配電變壓器的容量限制，過(guò)大啟動(dòng)電流可能會(huì)使電壓下降，影響在同一電網(wǎng)上其他設(shè)備的正常運(yùn)行。一般異步 共 頁(yè) 第 12 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 電機(jī)的功率小于 ，對(duì)于更大容量的電機(jī)能否使用要視配電變壓器的容量和各地電網(wǎng)部門而定。 軟啟動(dòng) 以上幾種降壓?jiǎn)?dòng)的方法是有級(jí)啟動(dòng)，啟動(dòng)的平滑性不高，應(yīng)用一些自動(dòng)控制線路組成的軟啟動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)鼠籠式異步電機(jī)的無(wú)級(jí)平滑運(yùn)動(dòng)，這種方法稱為軟啟動(dòng)。軟啟動(dòng)分為磁控式和電子式兩種。磁控式故障率高，已被電子式取代。啟動(dòng)過(guò)程電機(jī)所加的電壓不是一個(gè)固定值，軟啟動(dòng)裝置輸出電壓安指定要求上升，被 控電機(jī)電壓由零安指定斜率上升至全電壓，轉(zhuǎn)速相應(yīng)由零上升到規(guī)定轉(zhuǎn)速。軟啟動(dòng)能保證電機(jī)在不同負(fù)載下平滑啟動(dòng)，減少電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)沖擊，又降低對(duì)自身承受的較大結(jié)構(gòu)沖擊力。 軟啟動(dòng)可以設(shè)定起始電壓、 上升方式、啟動(dòng)電流倍數(shù)等參數(shù)，以適用重載、輕載啟動(dòng)不同情況。 串電阻（或電抗）降壓?jiǎn)?dòng) 在 三相交流異步 電動(dòng)機(jī) 啟動(dòng) 過(guò)程中，常在三相定子電路中串接電阻（或電抗）來(lái)降低定子繞組上的電壓，使電動(dòng)機(jī)在降低了的電壓下起動(dòng)，以達(dá)到限制起動(dòng)電流的目的。一旦電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，切除串聯(lián)電阻（或電抗），使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全電壓正常運(yùn) 行。這種線路的設(shè)計(jì)思想，通常都是采用時(shí)間原則按時(shí)切除起動(dòng)時(shí)串入的電阻（或電抗）以完成起動(dòng)過(guò)程。在具體線路中可采用人工手動(dòng)控制或時(shí)間繼電器自動(dòng)控制來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。 電動(dòng)機(jī) 啟動(dòng) 時(shí)在三相定子電路中串接電阻，使電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓降低，起動(dòng)后再將電阻短路，電動(dòng)機(jī)仍然在正常電壓下運(yùn)行。這種起動(dòng)方式由于不受電動(dòng)機(jī)接線形式的限制，設(shè)備簡(jiǎn)單，因而在中小型機(jī)床中也有應(yīng)用。機(jī)床中也常用這種串接電阻的方法限制點(diǎn)動(dòng)調(diào)整時(shí)的起動(dòng)電流。 串電阻起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是控制線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，動(dòng)作可靠，提高了功率因數(shù)，有利于保證電網(wǎng)質(zhì)量。但是，由于定子 串電阻降壓 啟 動(dòng)， 啟 動(dòng)電流隨定子電壓成正比下降，而 啟 動(dòng)轉(zhuǎn)矩則按電壓下降比例的平方倍下降。同時(shí)，每次 啟 動(dòng)都要消耗大量的電能。因此，三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)采用電阻降壓的 啟 動(dòng)方法，僅適用于要求 啟 動(dòng)平穩(wěn)的中小容量電動(dòng)機(jī)以及 啟 動(dòng)不頻繁的場(chǎng)合。大容量電動(dòng)機(jī)多采用串電抗降壓 啟 動(dòng)。 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng) 在自耦變壓器降壓 啟 動(dòng)的控制線路中，限制電動(dòng)機(jī) 啟 動(dòng)電流是依靠自耦變壓器的降壓作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。自耦變壓器的初級(jí)和電源相接，自耦變壓器的次級(jí)與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)。自耦變壓器的次級(jí)一般有 3個(gè)抽頭，可得到 3 種數(shù)值不等的電壓。使用時(shí)，可根據(jù) 啟 共 頁(yè) 第 13 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求靈活選擇。電動(dòng)機(jī) 啟 動(dòng)時(shí)，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次電壓，一旦起動(dòng)完畢，自耦變壓器便被切除，電動(dòng)機(jī)直接接至電源，即得到自耦變壓器的一次電壓，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全電壓運(yùn)行。通常稱這種自耦變壓器為 啟 動(dòng)補(bǔ)償器。這一線路的設(shè)計(jì)思想和串電阻起動(dòng)線路基本相同，都是按時(shí)間原則來(lái)完成電動(dòng)機(jī)啟 動(dòng)過(guò)程的。 在自耦變壓器降壓 啟 動(dòng)過(guò)程中， 啟 動(dòng)電流與 啟 動(dòng)轉(zhuǎn)矩的比值按變比平方倍降低。在獲得同樣 啟 動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下，采用自耦變壓器降壓 啟 動(dòng)從電網(wǎng)獲取的電流，比采用電阻降壓 啟 動(dòng)要小得多，對(duì)電網(wǎng)電流沖擊小，功率損耗小。所以 自耦變壓器被稱之為啟 動(dòng)補(bǔ)償器。換句話說(shuō)，若從電網(wǎng)取得同樣大小的 啟 動(dòng)電流，采用自耦變壓器降壓 啟動(dòng)會(huì)產(chǎn)生較大的 啟 動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這種起動(dòng)方法常用于容量較大、正常運(yùn)行為星形接法的電動(dòng)機(jī)。其缺點(diǎn)是自耦變壓器價(jià)格較貴，相對(duì)電阻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，且是按照非連續(xù)工作制設(shè)計(jì)制造的，故不允許頻繁操作。 第三章 三相異步交流電機(jī)的星 三角 啟動(dòng) 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)采用全壓直接 啟 動(dòng)時(shí)，控制線路簡(jiǎn)單，維修工作量較少。但是，并不是所有異步電動(dòng)機(jī)在任何情況下都可以采用全壓 啟 動(dòng)。這是因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的全壓 啟 動(dòng)電流一般可達(dá)額定電流的 47 倍。過(guò)大的 啟 動(dòng)電流會(huì)降低電動(dòng)機(jī)壽命，致使變壓器二次電壓大幅度下降，減少電動(dòng)機(jī)本身的 啟 動(dòng)轉(zhuǎn)矩，甚至使電動(dòng)機(jī)根本無(wú)法 啟 動(dòng)，還要影響同一供電網(wǎng)路中其它設(shè)備的正常工作。 判斷一臺(tái) 三相異步 電動(dòng)機(jī)能否全壓 啟 動(dòng) ， 一般 容量在 10kW 以下 的三相異步 電動(dòng)機(jī)可直接 啟 動(dòng)。 10kW 以上的 三相異步電動(dòng)機(jī) 是否允許直接 啟 動(dòng)，要根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量和電源變壓器容量的比值來(lái)確定。 對(duì)于給定容量的 三相異步 電動(dòng)機(jī)，一般用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估計(jì) ： Ist/IN≤（ 3/4 電源變壓器容量 ） /（ 4 電動(dòng)機(jī)容量 ） 式中 Ist:電動(dòng)機(jī)全電壓起動(dòng)電流； IN:電動(dòng)機(jī)額定電流。 若計(jì)算結(jié)果滿足上述經(jīng)驗(yàn)公式，一般可以全壓 啟 動(dòng)，否則不予全壓 啟 動(dòng) ,應(yīng)考慮采用降壓 啟 動(dòng)。有時(shí)，為了限制和減少 啟 動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)機(jī)械設(shè)備的沖擊作用，允許全壓 啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，也多采用降壓 啟 動(dòng)方式。 下面分析三相異步電動(dòng)機(jī)的星 三角降壓?jiǎn)?dòng)。 共 頁(yè) 第 14 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 星 三角啟動(dòng)時(shí)的電流及電壓 圖 星三角啟動(dòng)時(shí)的電流及電壓 圖 中啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)供給電動(dòng)機(jī)的初始啟動(dòng)電流為 三角形接法直接啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)供給的電流為 因此有 ,星 三角啟動(dòng)時(shí)的減壓系數(shù) 由于電磁轉(zhuǎn)矩 T=f(a2)所以星三角啟動(dòng)時(shí)，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 TK、最小轉(zhuǎn)矩 Tmin都降低為額定電壓時(shí)的 1/3，與定子串電阻或電抗減壓?jiǎn)?dòng)相比，在減壓系數(shù)相同 且 電動(dòng)機(jī)初始轉(zhuǎn)矩相同的情況下，星三角啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)供給的電流較小。 星三角啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)電流小、啟動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、操作方便，缺 點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小， 適合于 小功率電動(dòng)機(jī) 空載或輕載啟動(dòng)。 共 頁(yè) 第 15 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Y△降壓 啟 動(dòng) 主電路及控制電 路 圖 星三角啟動(dòng)的接線圖 線路設(shè)計(jì)思想 ： Y△ 降壓起動(dòng)也稱為星形 三角形降壓 啟 動(dòng)，簡(jiǎn)稱星三角降壓 啟動(dòng)。這一線路的設(shè)計(jì) 思想仍是按時(shí)間原則控制 啟 動(dòng)過(guò)程。所不同的是，在 啟 動(dòng)時(shí)將電動(dòng)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 220V，減小了 啟 動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響。而在其 啟 動(dòng)后期則按預(yù)先整定的時(shí)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 380V，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。凡是正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，均可采用這種線路。定子繞組接成 Y△ 降壓起動(dòng)的自動(dòng)控制線路 附錄 所示。 可以看到主電路中有三組主觸點(diǎn)，其中接觸器 KM2 和 KM3主觸點(diǎn)一定不能同時(shí)閉合，意味著電源將被短路。所以，控制線路的設(shè)計(jì)必須保證一個(gè)接 觸器吸和時(shí)，另一個(gè)接觸器不能吸和，這就叫做互鎖。也就是說(shuō) KM2和 KM3 兩個(gè)接觸器需要互鎖。通常的方法是在控制線路中解除其 KM2 與 KM3 線圈的支路里分別串聯(lián)對(duì)方的一個(gè)動(dòng)斷輔助觸電。這樣，每個(gè)接觸器線圈能否被接通，將取決于另一個(gè)接觸器是否處于釋放狀態(tài)，如解除其 KM2 已接通，它的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)八 KM3線圈的電路斷開(kāi)，從而保證 KM2 和 KM3 兩個(gè)接觸器不會(huì)同時(shí)吸合。這一對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)叫做互鎖觸點(diǎn)。 YΔ降壓?jiǎn)?dòng)控制線路的工作原理如下：合上電源開(kāi)關(guān) QS，按下起動(dòng)按鈕 SB2，這時(shí)，接觸器 KM KM2 時(shí)間繼電器 KT 線圈通電， 解除其 KM1 主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)閉合。KM2 主觸點(diǎn)閉合與 KM2 互鎖觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)按 Y 形接法啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)所整定延時(shí)時(shí)間后，時(shí)間繼電器 KT 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合和動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，使接觸器 KM2 線圈斷電，接觸器 KM2 主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)暫時(shí)斷電，同時(shí)接觸器 KM2 互鎖觸點(diǎn)閉合，使得接觸器 共 頁(yè) 第 16 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ KM3 線圈通電，接觸器 KM3 主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)改為三角形連接，然后進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)接觸器 KM3互鎖觸點(diǎn)斷開(kāi)，使時(shí)間繼電器 KT線圈斷電。 Y 接法的 啟動(dòng) 的電流僅為Δ接法的三分之一，從而限制了啟動(dòng)電流，但是 Y接法的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為Δ接法的三分之一， 所以 YΔ起動(dòng)只適用空載或輕載 啟動(dòng) 。這種方法適用在正常運(yùn)行時(shí)繞組是三角接法的電機(jī)。電機(jī)定子的六個(gè)線頭都引出來(lái)，接到換接開(kāi)關(guān)上。在啟動(dòng)時(shí)先將定子接成星型，這時(shí)加在每相繞組上的電壓將為額定電壓的倍，待啟動(dòng)完成后再改接到三角接法，加上額定電壓。 電機(jī)的參數(shù) Y 系列（ IP44） 基本簡(jiǎn)介 Y 系列（ IP44）是供一般用途的籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，它是總結(jié)多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的系列電動(dòng)機(jī)。具有效率高、耗電少、性能好、噪聲低、振動(dòng)小、體積小、重量輕、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 該 種三相異步 電動(dòng)機(jī)廣泛 應(yīng) 用 于農(nóng)業(yè)和工礦企業(yè)驅(qū)動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)差率及其它性能無(wú)特殊要求的機(jī)械，如水泵。鼓風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、金屬切削機(jī)床、攪拌機(jī)、碾米機(jī)、磨粉機(jī)等。由于電動(dòng)機(jī)具有較好的 啟 動(dòng)性能，因此，也適用于某些對(duì) 啟 動(dòng)轉(zhuǎn)矩有較高要求的機(jī)械，如某些壓縮機(jī)等。 電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)采用 B 級(jí)絕緣，外殼防護(hù)等級(jí)為 IP44，冷卻方式為 IC0141。該電