《电机技术》2.4.1 三相异步电动机的起动任务手册.docxVIP

3.4.1三相异步电动机的起动

【任务要求】

知识点

技能点

起动要求、直接起动

鼠笼式电动机的降压启动

绕线型异步电动机的起动

能根据实际情况正确选择起动方式

鼠笼式电动机降压启动的分析与应用

绕线型异步电动机起动的分析与应用

【任务清单】

任务1：起动要求

电动机从静止状态一直加速到稳定转速的过程，称为起动过程。对三相异步电动机起动的要求是：

(1)起动转矩要大，以便加快起动过程，保证其能在一定负载下起动；

(2)起动电流要小，以避免起动电流在电网上引起较大的电压降落，影响其他电器设备的正常工作；

(3)起动时所需的控制设备应尽量简单，力求操作和维护方便；

(4)起动过程中的能量损耗尽量小。

任务2：直接起动

直接起动是指在额定电压下，将电动机三相定子绕组直接接到额定电压的电网上来起动电动机，因此又称全压起动。

操作：直接合闸，把全部电源电压（即全压）直接加到电动机的定子绕组

优点：操作简单，所需设备少，成本低

缺点：起动转矩Tst不大，起动电流大，对电机和电网的冲击大。一般笼型异步电动机的直接起动电流为(4～7)IN，直接起动转矩为(1.5～2)TN。

适用范围：

（1）异步电动机的功率在7.5kW以下的小型笼形异步电动机，是小型笼形异步电动机主要采用的启动方法。

（2）如电动机功率大于7.5kW，而电源总容量较大，能符合下式要求，电动机也可允许直接起动。

减小起动电流的方法：

(1)降低异步电动机电源电压U1。

(2)增加异步电动机定、转子阻抗。对鼠笼式和绕线式异步电动机，可采用不同的

方法来改善起动性能。

结论：直接起动时的起动性能是不理想的，过大的起动电流对电网电压的波动及电动机本身均会带来不利的影响，因此直接起动一般只在小容量电动机中使用。

?任务3：定子回路串电阻或电抗器起动

操作：起动时Q2投向“起动”位置，转速接近于稳定

转速时，Q2换接到“运行”位置。

采用定子串电抗器降压起动时，虽然降低了起动电流，

但也使起动转矩大大减小。当电动机的起动电压减少到1/K

时，由电网所供给的起动电流也减少到1/K。由于起动转矩

正比于电压平方，故起动转矩也减少到1/K2。

优点：起动较平稳，运行可靠，设备简单。

缺点：定子串电阻起动时电能损耗较大；起动转矩随

电压成平方降低，只适合轻载或空载起动。

适用范围：三相笼型异步电动机，只适用于轻载起动的场合。

任务4：星—三角(Y-△)转换降压起动

操作：三角形连接的定子绕组，起动时Y接线，运行

时Δ接线。

优点：操作、设备简单，体积小，重量轻，且检修方

便，可谓物美价廉，所以Y系列容量等级在4KW以上的小

型三相笼型异步电动机都设计成三角形联结，以便采用星/

三角降压起动。

缺点：起动转矩倍数同时减小，只适合轻载起动。

适用范围：三相笼型异步电动机，正常运行时定子绕

组为Δ接线的电动机，并且只有一种固定的降压比，起动转矩随电压的平方降低，只适合轻载或空载起动。

起动电流减小的倍数为，即。

任务:5：自耦变压器降压起动

操作：异步电动机的定子绕组，在起动时通过自耦变压器与电源相连。起动时开关投向起动位置，这时自耦变压器的一次绕组加全电压，降压后的二次电压加在定子绕组上，电动机降压起动。当电动机转速接近额定值时，把开关迅速投向运行位置，自耦变压器被切除，电动机全压运行，起动过程结束。

优点：降压灵活，不受绕组连接方式的限制。

缺点：需专用自耦变压器，体积大、设备复杂、价格高。

适用范围：三相笼型异步电动机，容量较大的低压电

动机起动。

起动电流I1降低为：

起动转矩T1降低为：

任务6：转子回路串电阻起动

操作：在转子回路中串入多级对称电阻，随着电动机转速的增加，逐渐切除起动电阻。

优点：可限制起动时的定、转子电流，可得到最大的起动转矩，减少起动时间，提高功率因数

缺点：起动设备复杂，操作维修不便，特别是大容量电动机，转子电流大，切除电阻时，转矩变化大，对机械传动机构冲击大；同时，需要较多的电阻器、开关元件等，设备的投资大。

适用范围：三相绕线型异步电动机，大、中容量异步电动机重载起动。

任务7：转子回路串敏频电阻器起动

操作：(1)起动时，调在最大电阻位置；

(2)随着转速的上升，均匀地减小电阻，直到完全

切除；

(3)转速稳定后将集电环短接，同时举起电刷。

优点：减小起动电流、增大起动转矩；等效起动

电阻随转速升高自动连续减小；结构简单、价格便宜、

运行可靠、维护方便,目前被大量地推广与应用。

缺点：电感存在，cosφ较低，启动转矩并不很大，适于绕线式电动机轻载启动。

适用范围：三相绕线型异步电动机，绕线式电动机的轻载起动。

【任务拓展】

请认真思考并回答下列问题

某三相异步电动机Tst＝1.4TN，采用Ｙ－△起动