聊城大学机械与汽车工程学院机电传动第4章3.ppt

例：一台要求经常启动的鼠笼型异步电动机，其PN=20kW，Ist/IN=6.5。如果供电变压器（电源）容量为560kV·A，且有照明负载，问：电动机可否直接启动？同样的Ist/IN值，功率为多大的电动机不允许直接启动？ 例：有台拖动空气压缩机的鼠笼型异步电动机，PN=40kW，nN=1465r/min，启动电流Ist=5.5IN，启动转矩Tst=1.6TN，运行条件要求启动转矩必须大于0.9TN，电网允许电动机的启动电流不得超过3.5IN。试问应选用何种启动方法？ 变频调速的优点： （1）调速范围广； （2）调速平滑性好； （3）工作特性（静态与动态特性）都能达到和直流调速不相上下的程度； （4）经济效益高。 优点：结构简单、成本低、运行可靠。 4.7 单相异步电动机 用途：电风扇、洗衣机、电唱机、吸尘器、医疗器械及自动控制装置。 4.7.1 单相异步电动机的磁场 转子为鼠笼式，定子绕组为单相， 接入单相交流电源，空气隙中产生固定脉动磁场，磁通或磁感应强度大小随时间作正弦变化： B=Bmsinωt 按正弦变化的脉动磁场，可以分解成两个在空间按余弦分布，转速相等而方向相反的旋转磁场 和 Bm1＝Bm2＝Bm／2 ，其幅值为 和 的同步转速为 n0＝±60f／p * * 4.4 三相异步电动机的启动特性 ●启动要求： ▲足够大的启动转矩，Tst≥(1.1～1.2)TL； ▲启动平滑，减少对生产机械的冲击； ▲启动电流越小越好，否则，→电网电压下降较大，影响其它电机和设备正常工作；→电机本身绕组发热，绝缘老化；→冲击力，绕组端部位移、变形、短路； ▲启动过程中的功率损耗越小越好。 ▲启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便； ●异步电动机的固有启动特性 启动时，n=0，S=1，E2和I2(即I2st)很大，→很大的I1[即Ist≈(5~7)IN]；而cosφ2很低，Φ也只有正常运行时的一半 因为在启动时： 因为I1很大，所以R1和X1上的压降很大，E1 ≈1/2U1 由E1=4.44Kf1N1Φ 知， Φ也只有正常运行时的一半。 ∴Tst=KmΦI2stcosφ2st却不大，一般，Tst=(0.8～1.5)TN 4.4.1 鼠笼式异步电动机的启动方法 ●直接启动(全压启动) 当变压器容量足够大，电动机容量(中小型)又不太大时，闸刀开关或接触器直接接入电源，额定电压下启动。 满足下列关系可直接启动： 解：根据 故可以直接启动 可算出，额定功率大于24kW的电动机不能直接启动。 经验数据 ●电阻或电抗器降压启动 启动时，接触器1KM断开，KM闭合，串入Rst，转速上升到一定程度，闭合1KM，切除Rst。 缺点：Tst随定子电压的平方关系下降，适于空载或轻载启动；不经济，电阻器上消耗能量大，若串电抗器，所需设备费较贵，且体积大。 ●Ｙ－△降压启动 设Z为电动机在启动时每相绕组的等效阻抗，则启动电流： KM和1KM闭合，2KM断开，星形启动；转速上升到一定程度后，1KM断开，2KM闭合，定子接成三角形，转入正常运行。 ∵ ∴IstY=IstΔ/3，即Y启动电流是△直接启动的1/3 又∵ ∴TstY=TstΔ/3，即Y启动转矩是△直接启动的1/3。 Ｙ－△换接可采用接触器控制，也有专用的Ｙ－△启动器。 缺点：启动电压不能按实际需要调节，故只适于空载或轻载启动的场合，并只适用于正常运行时定子绕组按△接线的异步电动机。 优点：设备简单，经济，启动电流小。 ●自耦变压器降压启动 (自学) ●软启动器 (自学) 解：按要求，启动转矩的相对值应保证为： 启动电流的相对值应保证为 查表可知，只有当自耦变压器降压比为0.8时，才满足KT≧0.56和KI≦0.64的条件。故选用自耦变压器降压启动方法，降压比为0.8。 4.4.2 绕线式异步电动机的启动方法 ∵可在转子电路中串电阻，∴具有较大启动转矩和较小启动电流。 ●逐级切除启动电阻法 开始，1KM、2KM、3KM均断开，启动电阻R3最大，机械特性为曲线Ⅲ，T＞TL，系统加速； 当T=TB时，3KM闭合，电阻减小为R2，机械特性曲线为Ⅱ，……，直到外串电阻全部切除，最后稳速运行于固有特性的9点。 ●频敏变阻器启动法 可自动无级切除电阻，不需要 控制电器。 实际是副边开路的三相变压器，只不过铁心由几块厚铁板或钢板叠成，线圈中流过转子电流时，铁心中产生交变磁通，铁心中产生涡流，使铁心发热，相当于串了一个电阻R，另外，还有电抗X存在。 启动时，n=0，S=1，f2(