电动机的起动与调速5.ppt

异步电动机的启动 启动：从禁止不动到加速到工作转速的过程 要求：要求在启动时有较大的启动转矩（倍数），较小的启动电流（倍数）。 电动机的启动电流 当感应电动机处在停止状态时，从电磁的角度看，就象变压器，接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈，成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈；定子绕组和转子绕组间无电的的联系，只有磁的联系，磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。 启动后为什么小：随着电动机转速增高，定子磁场切割转子导体的速度减小，转子导体中感应电势减小，转子导体中的电流也减小，于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小，所以定子电流就从大到小，直到正常。 电动机直接启动影响 异步电动机直接启动，其启动电流可达额定电流的4-7倍，这样大的启动电流对电动机是有很大影响的。首先，使供电线路产生线路压降，影响电源电压。特别是大功率电动机，电压下降更为明显。 电动机的转矩与电压平方成正比，如果电压下降严重时，不仅该台电动机启动困难，而且将使线路上所带的其他电动机因电压过低而转矩过小，影响电动机的出力，甚至使电动机自行停了下来。 过大的启动电流，将使电动机以及线路产生能量损耗。当然，电动机一经启动后，电流也就随之减小。但在一些特殊情况下，如频繁启动的电动机，因启动电流而引起的发热就需要考虑。特别是在一些启动较慢和启动过程较长的情况下，能量损耗较大，发热更为严重。 启动电流过大对电动机及线路都是不利的。为了限制启动电流，提高启动转矩，应根据具体情况采取相应的启动方法。 三相异步电动机降压时(0.8UN)的人为机械特性 异步电动机的起动 一、起动性能 电动机常用起动电流的倍数 起动转矩倍数 来衡量起动性能。 对一般鼠笼式电动机，起动电流倍数一般为4～7倍，起动转矩倍数一般为0.9～1.3倍。 可见鼠笼电动机起动电流较大，起动转矩较小，起动性能差。 鼠笼式电动机的起动 三相鼠笼式异步电动机的起动 1、直接起动 直接起动，受供电容量的限制，供电容量越大，起动电流在供电回路中引起的电压降愈小。一般来说，只要直接起动电流在电力系统中引起的电压降不超过10%～15%UN（对于经常起动的电动机取10%），就可以采用直接起动。 2、 降压起动 绕线式电动机启动性能 电动机起动时为了增大起动转矩，减小起动电流，要求转子电阻大一些，运行时为了减小转子铜耗以提高电机效率，要求转子电阻小一些。对绕线式电动机，由于可以在起动时串入电阻，而在运行时把它切除，因此很好地满足了上述要求。 但绕线式异步电动机结构复杂，成本较高，维护不便，使其应用受到一定限制。 大容量鼠笼式电动机改善启动性能 促使人们从鼠笼式异步电动机的转子槽形着手，设法利用“集肤效应”（也称挤流效应）来达到起动时转子电阻较大而正常运行时转子电阻自动变小的要求。 具有这种起动性能的鼠笼式异步电动机就是深槽式异步电动机和双鼠笼异步电动机。 双鼠笼深槽式电动机 双鼠笼深槽式转子，在起动时，由于集肤效应，使起动电流集中于上部，相当于有效截面小，有效电阻大，功率因数增大，结果是电机的起动电流减小，起动转矩增大。 正常工作时，由于转子回路频率低，集肤效应极小，双鼠笼都发挥作用，相当于有效截面增大，有效电阻减小。 所以深槽式双鼠笼转子，改善了起动性能，和工作性能，这对于大型异步电动机由为重要，所以大型异步电动机常采用双鼠笼深槽式转子。 调速 一、异步电动机调速方法 * 启动过渡过程短 对电网的冲击电流小 当合闸瞬间，转子因惯性还未转起来，旋转磁场以最大的切割速度---同步转速切割转子绕组，使转子绕组感应起可能达到的最高的电势，因而，在转子导体中流过很大的电流，这个电流产生抵消定子磁场的磁能，就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样。 定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通，遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大，故定子电流也增得很大，甚至高达额定电流的4-7倍，这就是启动电流大的缘由。 s n sm 1 0 TL UN 0 Tst Tmax Tem n1 A 0.8UN 0.64Tst 0.64Tmax 1、降低异步电动机电源电压U1; 2、增加异步电动机定子、转子阻抗。 对鼠笼式或绕线式电动机，可以采用不同的方法来改善起动性能。 鼠笼式异步电动机定子串电阻降压 鼠笼式异步电动机定子串电抗降压起动原理图 (1)定子串电阻或电抗降压起动 异步电动机用自耦变压器降压起动原理图 自耦变压器的一相绕组 (2)自耦变压器降压起动 图6.12 Y形和△形接法时的电压和电流 (a)△接(运行)；(b) Y接(降压起动) 异步电动机星，三角起动原理图 (3)星-三角(Y-△)起动 正常情况下，KM2合上，电动机接成三角形 启动时接成星形， 绕线式异步电动机转子