三相异步电机的起动及起动设备的计算.ppt

三相异步电机的起动及起动设备的计算 三相异步电机的起动 当异步电动机直接投入电网起动时，在t=0时刻，n=0，s=1。异步电动机对电网呈现短路阻抗Zk，流过它的稳态电流称为起动电流。利用简化等效电路，并忽略励磁支路，则异步电动机的起动电流(相电流)为 这就是说，一般笼型异步电动机直接起动时，起动电流很大(k1=4-7)而起动转矩并不大(kst=0.9-1.3 )。起动电流很大，但起动转矩并不大. 由于转子转速等于0，模拟电阻 转子回路的功率因数 虽然起动电流很大，而起动转矩并不大。起动电流大还会造成如下影响： 一方面使电源电压在起动时下降，特别是电源容量较小时电压下降更大； 一方面大的起动电流会在线路和电机内部产生损耗而引起发热。 起动转矩必须大于负载转矩才可能起动，起动转矩越大，加速越快，起动时间越短。 异步电动机在起动时，电网对异步电动机的要求与负载对它的要求往往是矛盾的。电网从减少它所承受的冲击电流出发，要求异步电动机起动电流尽可能小，但太小的起动电流所产生的起动转矩又不足以起动负载；而负载要求起动转矩尽可能大，以缩短起动时间，但大的起动转矩伴随着大的起动电流又可能不为电网所接受。 下面讨论适合于不同电机容量、负载性质而采用的起动方法。 一、直接起动 直接起动适用于小容量电动机带轻载的情况，起动时，将定子绕组直接接到额定电压的电网上。在此工况下电磁转矩、起动电流很容易同时得到满足。什么工况才算“小容量轻载”?这不仅与电动机本身容量、负载有关，还与电网容量、供电线路长短有关。一般规定供电母线电压降占额定电压的百分数。 对于经常起动的电动机，起动时引起的母线电压降不大于10%，对于偶尔起动的电动机，此压降不大于15%。确定这一压降的依据如下。 (1) 假设电网电压降至额定电压的0.85，待起动的电动机的起动转矩 因此这些电动机仍然能拖动额定负载，不致于停转。对于额定电压为380V的电机而言，当 时 ，可以直接起动。 二、降压起动 降压起动适用于容量大于或等于20kW并带轻载的工况。由于轻载，故电动机起动时电磁转矩很容易满足负载要求。主要问题是起动电流大，电网难以承受过大的冲击电流，因此必须降低起动电流。 在电机起动时，可以用短路阻抗Rk + jXK来等效异步电动机。电机的起动电流(即流过Rk + jXK上的电流)与端电压成正比，而起动转矩与电机端电压的平方成正比，这就是说起动转矩比起动电流降得更快。降压之后在起动电流满足要求的情况下，还要校核起动转矩是否满足要求。 常用的降压起动方法有三种：定子串电抗(或电阻)降压起动；Y－△起动器起动；自耦变压器起动。 1. 定子串电抗降压起动 在定子绕组中串联电抗或电阻都能降低起动电流，但串电阻起动能耗较大，只用于小容量电机中。一般都采用定子串电抗降压起动。是定子串电抗XΩ 降压起动的等效电路，图(b)是该电机直接全压起动的等效电路。 令图 (a)、(b)中电机端电压之比为 于是在此两种情况下，电网提供的线电流之比 ，即相应的电动机相电流之比等于电机端电压之比，即 降压起动时起动转矩 与全压直接起动时起动转矩 之比为 上三式说明，在采用电抗降压起动时，若电机端电压降为电网电压的1/a，则起动电流降为直接起动的1/a，起动转矩降为直接起动的(1/a)2，比起动电流降得更厉害。因此在选择a值使起动电流满足要求时，还必须校核起动转矩是否满足要求。 在已知a值情况下，可按下述方法求得 。阻抗远大于电阻是，有下式成立，即 串入的电抗为 2. 用Y-△起动器起动 只有正常运行时定子绕组三角形接法且三相绕组首尾六个端子全部引出来的电动机才能采用Y-△起动器起动。该起动器线路图如图所示。 异步电动机Y△起动接线图 在开始起动时，开关K2投向“起动”位置，定子绕组接成Y形，然后合上开关K1，电动机在低压下起动，转速上升。当转速接近正常运行转速时，将开关K2投向“运行”位置，电机绕组接成△形，在全压下运行。由于切换时转速已接近正常运行转速，冲击电流就不大了。 图(a)是采用Y-△起动器在接成Y接时的等效电路； 图(b) 是电动机△接全压直接起动时的等效电路。 Y-△换接起动等效电路 　 (a) 定子Y接起动 (b) 定子△接直接起动 电网提供的线电流反映了电网受到冲击的大小，用Y－△起动器起动时，电网提供的线电流与电机相电流相等；而采用△接直接起动时，电网提供的线电流等于电机相电流的3倍。 由上面三式可以看出，采用Y－△起动器起动时，起动电流降为直接起动的1/3，起动转矩亦降为直接起动时的1