相异步电动机的启动.pptxVIP

4.2 三相异步电动机的启动 所谓三相异步电动机的启动过程是指三相异步电动机从接入电网开始转动时起，到达额定转速为止这一段过程。 根据上一节的分析知，三相异步电动机在启动时启动转矩 并不大，但转子绕组中的电流I很大，通常可达额定电流的4～7倍，从而使得定子绕组中的电流相应增大为额定电流的4～7倍。这么大的启动电流将带来下述不良后果。 （1）启动电流过大使电压损失过大，启动转矩不够使电动机根本无法启动。 （2）使电动机绕组发热，绝缘老化，从而缩短了电动机的使用寿命。 （3）造成过流保护装置误动作、跳闸。 （4）使电网电压产生波动，进而形成影响连接在电网上的其他设备的正常运行。 因此，电动机启动时，在保证一定大小的启动转矩的前提下，还要求限制启动电流在允许的范围内。 第一页，共十四页。4.2.1 笼形异步电动机的启动 三相笼形异步电动机的启动有两种方式，第一种是直接启动，即将额定电压直接加在电动机定子绕组端。第二种是降压启动，即在电动机启动时降低定子绕组上的外加电压，从而降低启动电流。启动结束后，将外加电压升高为额定电压，进入额定运行。两种方法各有优点，应视具体情况具体确定。从电动机容量的角度讲，通常认为满足下列条件之一的即可直接启动，否则应采用降压启动的方法。 （1）容量在10kW以下 （2）符合下列经验公式第二页，共十四页。1．三相笼形异步电动机的直接启动 直接启动的优点是所需设备少，启动方式简单，成本低，是小型笼形异步电动机主要采用的启动方法，如图4.5所示。 图4.5 三相笼形异步电动机的直接启动第三页，共十四页。2．三相笼形异步电动机的降压启动 降压启动方式是指在启动过程中降低其定子绕组端的外施电压，启动结束后，再将定子绕组的两端电压恢复到额定值。这种方法虽然能达到降低启动电流的目的，但启动转矩也减小很多，故此法一般只适用于电动机的空载或轻载启动，具体方法包括： 第四页，共十四页。（1）定子串电阻或电抗器降压启动 三相笼形异步电动机启动时，在电动机定子电路串入电阻或电抗器，使加到电动机定子绕组端电压降低，减少了电动机上的启动电流。图4.6是三相笼形电动机定子绕组串电阻降压启动的原理图，其工作情况为：合上刀开关Q，在开始起动时，KM1主触点闭合，KM2主触点断开，电动机经电阻接入电源，电动机在低压状态下开始启动。当电动机的转速接近额定值时，使KM1断开、KM2接通，切除了电阻，电源电压直接加在电动机上，启动过程结束。 这种启动方法不受电动机定子绕组接法形式的限制，但由于启动电阻的存在，将使设备体积增大，电能损耗大，目前已较少采用。 图4.6 三相异步电动机定子方串电阻降压启动 第五页，共十四页。（2）Y/△降压启动 对于正常运行为△形接法的三相交流异步电动机，若在启动时将其定子绕组接为Y形，则启动时其定子绕组上所加的电压仅为正常运行的 ， 降低了启动电压。目前生产的Y系列功率在4kV以上的中小型三相异步电动机，其定子绕组的规定接法一般为△形接法，所以在启动时，可以对其采用Y/△降压启动方法，即在电动机启动过程中，将定子绕组接成Y形接法，启动过程结束后，再接成△形接法。图4.7是Y/△降压启动的原理图，其工作情况如下。 第六页，共十四页。 合上开关QF后，若要启动电动机，则交流接触器KM1和KM2的主触点同时闭合，KM1将电动机的定子绕组接成Y形，KM2将电源引到电动机定子绕组端，电动机降压启动。当电动机的转速接近于稳定值时，KM1先断开而后KM3立即闭合，将电动机定子绕组的Y形接法解除而接成△形，进入额定运行状态。 三相笼形异步电动机的Y/△降压启动简单，运行可靠，应用较广泛。但它只适用于正常运转时定子绕组为△接的电动机。 图4.7 Y/△降压启动原理图 第七页，共十四页。（3）定子串自耦变压器降压启动 这种方法是利用自耦变压器将电源电压降低后再加到电动机定子绕组端，达到减小启动电流的目的，如图4.8所示。 设自耦变压器的一次侧电压U1（即电源电压），电流为I1，二次侧电压为U2，电流为I2，变压比为k，则 ; 图4.8 自耦变压器降压启动 第八页，共十四页。 启动时，经自耦变压器后，加在三相笼形异步电动机定子绕组端的线电压为U1/k，此时电动机定子绕组上的启动电压为全压启动时的1/k，即 式中 ——电动机电压为U1/k时的启动电流，即自耦变压器二次侧电流。 ——电动机全压启动时的电流。 ——电动机电压为U1/k时电网上流经的电流，即自耦变压器一次侧电流，所以电动机从电网吸取的电流 。由于自耦变压器一次侧的电流小于二次侧的电流，故在相同的启动电压下，自耦变压器降压启动比Y/△降压启动向电源吸取的电流要小。 图5.8的控制原理是合上Q后，令 KM