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    三相鼠笼式异步电动机降压启动方式的比较和选择
    作者:LIYUN  来源:软启动技术网  发表时间:2016-03-31 17:57:28  点击:154

    三相鼠笼式交流异步电动机以结构简单、价格低廉等优点广泛用于各种机械设备,但它启动时因为启动电流较大,达到额定电流的4-7倍,会对电网造成冲击。尤其是大功率电动机的启动,可能造成电网电压下降,对同一线路上的其他用电设备构成严重威胁。鼠笼式三相异步电动机的传统启动方式很多,选择适合的启动方式,在实际应用中可以降低设备成本,减少设备故障率,提高生产效率。

    一、三相鼠笼式异步电动机的启动方式的比较和选择

    (一)直接启动

    直接启动就是用开关或接触器把电机的定子绕组直接接到额定电压的电网上,直接启动是启动方式中最简单的一种,一般7.5kw以下电机允许直接启动,启动电流约为额定电流的4-7倍;启动转矩约为额定

    转矩的1.5-2.0倍。直接启动方式的优点是:

    控制设备简单,检修容易,可带负载启动。

    对小功率电动机来说直接启动占有绝对优势。然而对较大功率的电动机而言,这种启动方式的缺点是:启动电流大,若变压器容量较小,会造成电网电压严重下降,威胁其他用电设备的正常工作;若频繁启动,过大的启动电流还将造成电机发热,影响电机寿命,同时电机绕组在电动力的作用下,会发生变形,可能造成短路而烧坏电机。直接启动方式受电动机功率和变压器容量的限制,当三相异步电动机的功率大于变压器容量的十分之一时,不能采用直接启动,否则会造成电网电压下降较大。

    (二)降压启动

    当变压器容量不满足直接启动时,须采用降压启动。降压启动时,启动转矩与电压平方成正比例关系下降,故只适用于空载或轻载启动,其方式有以下几种:

    1、星-三角降压启动星-三角降压启动也是最常用的方式之一。4千瓦以上的电动机,

    大多都是三角形揭发,故可选择星-角降压启动。在这种方式下,

    启动电压为相电压,仅为线电压的根号三分之一,启动电流约为额定电流的1.8~2.6倍,而启动转矩约为额定转矩的三分之一。这种启动方式的特点是:电动机必须是三角形接法;只能空载启动或轻载启动,不能重载启动;启动设备相对直接启动的复杂,但比其他启动方式又较简单;若控制线路不科学,则障率较高。

    2、延边三角形降压启动

    延边三角形接法实际上就是把星形和三角形结合在一起,因此它的每相绕组所承受的电压,小于三角形接法时的线电压,大于星形接法时的相电压,则介于此两者之间,具体是多少,则决定于三相绕组中星

    形部分的匝数和三角形部分的匝数之比。

    延边三角形启动的特点是:启动电流和启动转矩比直接启动的小,但比星-三角启动的高,而且可以采取不同的星形部分匝数和三角形部分匝数之比来适应不同的使用要求。缺点是电动机定子绕组中间必须有抽头,对普通是三角形接法电动机不适用,局限性比星-角降压启动更大。

    3、串电阻降压启动

    串电阻启动是三相异步电动机成本较低的一种启动方式,其做法是在启动时,把启动电阻串入主电路中,启动完成后,利用交流接触器短接电阻两端,将启动电阻从主电路中切除掉。其特点是:适用于普通的三相异步电动机;启动时不断增加阻性转矩,高电流峰值;启动电阻容易烧坏,需要维护;无起停参数调整。同时这种启动方式能源浪费也较大。

    4、自耦降压启动

    自耦降压启动时其启动电流约为标称电流的1.7~4.2倍。而启动转矩约为标称转矩的0.4~1.3倍。其特点是:应用于3端子高功率电机;在电压变化时启动,出现大压降和高电流峰值;设备较笨重,维护量大,自耦变压器成本高。

    在降压启动方式中,星-三角降压启动只需要三个交流接触器,是成本较低,较容易实现的一种启动方式,对启动要求不高的三角形接法电动机有普适性。

    二、软启动器和变频器启动

    随着电力电子技术的发展,软启动器和变频器应运而生。三相异步电动机的启动技术发生了时代性的变化。许多要求较高的场合,都采用了软启动器或变频器来控制。

    (一)软启动器的主要功能和特点

    1、软启动器的主要功能

    (1)软启动功能,控制电机平滑启动,减小冲击电流,避免冲击电网;

    (2)软停车功能;

    (3)具有缺相、相序、过热、启动过程过流,运行过程过流、过载的检测及保护功能。

    2、软启动器与传统启动方式的区别

    (1)无冲击电流。软启动器在启动电机时,通过逐渐增大晶闸管导通角,使电机启动电流从零线性上升至设定值。

    (2)恒流启动。软启动器可以引入电流闭环控制,使电机在启动过程中保持恒流,确保电机平稳启动。

    (3)根据负载情况及电网继电保护特性选择,可自由地无级调整至最佳的启动电流。

    (4)软停车。电机停机时,传统的控制方式都是通过瞬间停电完成

    的。但有的应用场合,不允许电机瞬间停机。例如:高层建筑的水泵系统,如果瞬间停机,会产生巨大的“水锤效应”,使管道,甚至水泵损坏。为防止“水锤”效应,需要电机逐渐停机,即软停车,采用软启动器能满足这一要求。在泵站中,应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏,减少维修费用和维修工作量。

    软启动器中的软停车功能是,晶闸管在得到停机指令后,从全导通逐渐地减小导通角,经过一定时间过渡到全关闭的过程。停车的时间根据实际需要可在0 ̄120s调整。

    (5)一定程度上的节能。电动机属感性负载,电流滞后电压,大多数用电器都属此类。为了提高功率因数须用容性负载来补偿,并电容或用同步电动机补偿。降低电动机的激磁电流也可提高功率因数(在轻载时降低电压,使激磁电流降低,从而提高功率因数)。

    (二)变频控制方式主要功能和特点变频器是改变电源频率、改变电压的电源装置;而软启动器仅仅改变电压,不改变频率。这是二者的异同点。变频器具备软启动的功能,是软启动的一种。仅在需要调速的场合或是由带有逆变器的应急电源供电的情况下,才考虑采用变频器启动,否则从性价比上考虑,是极不划算的。

    现在有的设计人员在选择启动设备时,认为选择昂贵新技术启动方式就是最好的启动方式,而实际上采用新技术并不一定代表设计的先进性,也不显示时代的进步性。

    软启动器和变频器性价比低。因此,若传统启动方式能够满足要求,则理应首选传统启动方式。

    三、结语

    以上对鼠笼式三相交流异步电机的常用启动方式进行了简要分析,选择哪种启动方式要根据生产设备的要求、电网情况及经济性等多方面综合分析来决定,做到合理选择启动方式,降低生产成本,减少对电网的影响,避免对设备造成损坏。

     
     

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