《電機技術(shù)》2.4.1 三相異步電動機的起動任務(wù)手冊

3.4.1三相異步電動機的起動【任務(wù)要求】知識點技能點起動要求、直接起動鼠籠式電動機的降壓啟動繞線型異步電動機的起動能根據(jù)實際情況正確選擇起動方式鼠籠式電動機降壓啟動的分析與應(yīng)用繞線型異步電動機起動的分析與應(yīng)用【任務(wù)清單】任務(wù)1：起動要求電動機從靜止?fàn)顟B(tài)一直加速到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程，稱為起動過程。對三相異步電動機起動的要求是：(1)起動轉(zhuǎn)矩要大，以便加快起動過程，保證其能在一定負載下起動；(2)起動電流要小，以避免起動電流在電網(wǎng)上引起較大的電壓降落，影響其他電器設(shè)備的正常工作；(3)起動時所需的控制設(shè)備應(yīng)盡量簡單，力求操作和維護方便；(4)起動過程中的能量損耗盡量小。任務(wù)2：直接起動直接起動是指在額定電壓下，將電動機三相定子繞組直接接到額定電壓的電網(wǎng)上來起動電動機，因此又稱全壓起動。操作：直接合閘，把全部電源電壓（即全壓）直接加到電動機的定子繞組優(yōu)點：操作簡單，所需設(shè)備少，成本低缺點：起動轉(zhuǎn)矩Tst不大，起動電流大，對電機和電網(wǎng)的沖擊大。一般籠型異步電動機的直接起動電流為(4～7)IN，直接起動轉(zhuǎn)矩為(1.5～2)TN。適用范圍：（1）異步電動機的功率在7.5kW以下的小型籠形異步電動機，是小型籠形異步電動機主要采用的啟動方法。（2）如電動機功率大于7.5kW，而電源總?cè)萘枯^大，能符合下式要求，電動機也可允許直接起動。減小起動電流的方法：(1)降低異步電動機電源電壓U1。(2)增加異步電動機定、轉(zhuǎn)子阻抗。對鼠籠式和繞線式異步電動機，可采用不同的方法來改善起動性能。結(jié)論：直接起動時的起動性能是不理想的，過大的起動電流對電網(wǎng)電壓的波動及電動機本身均會帶來不利的影響，因此直接起動一般只在小容量電動機中使用。?任務(wù)3：定子回路串電阻或電抗器起動操作：起動時Q2投向“起動”位置，轉(zhuǎn)速接近于穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時，Q2換接到“運行”位置。采用定子串電抗器降壓起動時，雖然降低了起動電流，但也使起動轉(zhuǎn)矩大大減小。當(dāng)電動機的起動電壓減少到1/K時，由電網(wǎng)所供給的起動電流也減少到1/K。由于起動轉(zhuǎn)矩正比于電壓平方，故起動轉(zhuǎn)矩也減少到1/K2。優(yōu)點：起動較平穩(wěn)，運行可靠，設(shè)備簡單。缺點：定子串電阻起動時電能損耗較大；起動轉(zhuǎn)矩隨電壓成平方降低，只適合輕載或空載起動。適用范圍：三相籠型異步電動機，只適用于輕載起動的場合。任務(wù)4：星—三角(Y-△)轉(zhuǎn)換降壓起動操作：三角形連接的定子繞組，起動時Y接線，運行時Δ接線。優(yōu)點：操作、設(shè)備簡單，體積小，重量輕，且檢修方便，可謂物美價廉，所以Y系列容量等級在4KW以上的小型三相籠型異步電動機都設(shè)計成三角形聯(lián)結(jié)，以便采用星/三角降壓起動。缺點：起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)同時減小，只適合輕載起動。適用范圍：三相籠型異步電動機，正常運行時定子繞組為Δ接線的電動機，并且只有一種固定的降壓比，起動轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方降低，只適合輕載或空載起動。起動電流減小的倍數(shù)為，即。任務(wù):5：自耦變壓器降壓起動操作：異步電動機的定子繞組，在起動時通過自耦變壓器與電源相連。起動時開關(guān)投向起動位置，這時自耦變壓器的一次繞組加全電壓，降壓后的二次電壓加在定子繞組上，電動機降壓起動。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速接近額定值時，把開關(guān)迅速投向運行位置，自耦變壓器被切除，電動機全壓運行，起動過程結(jié)束。優(yōu)點：降壓靈活，不受繞組連接方式的限制。缺點：需專用自耦變壓器，體積大、設(shè)備復(fù)雜、價格高。適用范圍：三相籠型異步電動機，容量較大的低壓電動機起動。起動電流I1降低為：起動轉(zhuǎn)矩T1降低為：任務(wù)6：轉(zhuǎn)子回路串電阻起動操作：在轉(zhuǎn)子回路中串入多級對稱電阻，隨著電動機轉(zhuǎn)速的增加，逐漸切除起動電阻。優(yōu)點：可限制起動時的定、轉(zhuǎn)子電流，可得到最大的起動轉(zhuǎn)矩，減少起動時間，提高功率因數(shù)缺點：起動設(shè)備復(fù)雜，操作維修不便，特別是大容量電動機，轉(zhuǎn)子電流大，切除電阻時，轉(zhuǎn)矩變化大，對機械傳動機構(gòu)沖擊大；同時，需要較多的電阻器、開關(guān)元件等，設(shè)備的投資大。適用范圍：三相繞線型異步電動機，大、中容量異步電動機重載起動。任務(wù)7：轉(zhuǎn)子回路串敏頻電阻器起動操作：(1)起動時，調(diào)在最大電阻位置；(2)隨著轉(zhuǎn)速的上升，均勻地減小電阻，直到完全切除；(3)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后將集電環(huán)短接，同時舉起電刷。優(yōu)點：減小起動電流、增大起動轉(zhuǎn)矩；等效起動電阻隨轉(zhuǎn)速升高自動連續(xù)減??；結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、運行可靠、維護方便,目前被大量地推廣與應(yīng)用。缺點：電感存在，cosφ較低，啟動轉(zhuǎn)矩并不很大，適于繞線式電動機輕載啟動。適用范圍：三相繞線型異步電動機，繞線式電動機的輕載起動。【任務(wù)拓展】請認真思考并回答下列問題某三相異步電動機Tst＝1.4TN，采用Ｙ－△起動，問在下述情況下電動機能否起動？(1)負載轉(zhuǎn)矩為0.5ＴN，(2)負載轉(zhuǎn)矩為0.25ＴN。2、一臺Y132-52-4型三相異步電動機，額定數(shù)據(jù)如下：nN=1450r/min，PN=10kW，△聯(lián)接，UN=380V，ηN=87.5％，cosφN=0.87，Tst/TN＝1.4，Tmax/TN＝2.0。試求:(1)接380V電壓直接起動時的Tst；(2)采用Ｙ－△降壓起動時的Tst’。3、普通籠型異步電動機在額定電壓下起動時，為什么起動電流很大而起動轉(zhuǎn)矩并不大？4、某三相異步電機，△連接，以200KV.A的三相變壓器供電。已知：，試分析能否：直接起動？星-三角起動？選用變比為0.73的自耦變壓器起動？5、繞線式感應(yīng)電動機在轉(zhuǎn)子回路串電阻起動時，為什么既能降低起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩？所串電阻是否越大越好？6、某三相異步電動機，其起動能力為1.3，當(dāng)電源電壓下降30％時（即電源電壓只有額定電壓的70％）時，電動機軸上的負載為額定負載的一半。問電動機能否起動起來？(通過計算說明)7