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三相異步電動機常用啟動方式的選擇和優缺點

更新時間:2019-04-24 17:19:14點擊次數:3055次
電動機起動時配電母線的電壓不低于系統標稱電壓85%。通常,只要電動機額定功率不超過電源變壓器額定容量的30%,即可全壓啟動。僅在估算結果處于邊緣情況時,才需要進行詳細計算。 優點是所需設備少,啟動方式簡單,成本低。

三相異步電動常用啟動方式的選擇和優缺點

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1、直接啟動
電動機起動時配電母線的電壓不低于系統標稱電壓85%。通常,只要電動機額定功率不超過電源變壓器額定容量的30%,即可全壓啟動。僅在估算結果處于邊緣情況時,才需要進行詳細計算。
優點是所需設備少,啟動方式簡單,成本低。
缺點是主要用于小功率電動機的起動。

2、用自偶變壓器降壓啟動
自耦變壓器降壓起動:將自耦變壓器高壓側接電網,低壓側接電動機。啟動時,利用自耦變壓器分接頭來降低電動機的電壓,待轉速升到一定值時,自耦變壓器自動切除,電動機與電源相接,在全壓下正常運行。
這種起動方法,可選擇自耦變壓器的分接頭位置來調節電動機的端電壓,而起動轉矩比星?三角降壓啟動大。
但自耦變壓器投資大,且不允許頻繁啟動。它僅適用于星形或三角形連接的、容量較大的電動機。
3、Y-△降壓啟動
啟動時先將定子繞組接成星形,使得每相繞組電壓為正常運行時相電壓的1/√3,啟動完畢再恢復成三角形聯結,電動機便進入全壓下正常運行。
其優點是啟動設備成本低、方法簡單易操作。
雖然此法的啟動電流降至全壓啟動時的1/3,但啟動轉矩只有額定轉矩的1/3,故這種方法多用于輕載或空載啟動。

4、轉子串電阻或者頻敏電阻啟動
串聯電阻啟動
定子繞組串聯電阻起動是在犧牲起動轉矩情況下進行的,只適用于輕載或空載下起動。
在需要重載起動時,可采用三相轉子串聯對稱電阻的方法。繞線式三相異步電動機,轉子繞組通過滑環與電阻連接。
一般將起動電阻分級連成星形,起動時,先將全部起動電阻接入,隨著起動的進行,電動機轉速的提髙,轉子起動電阻依次被短接,在啟動結束時,電阻全部被短接。
串聯電阻啟動增加了轉子電阻,減少啟動電流。選擇合適的變阻器阻值,轉子的功率因數顯著增大,啟動轉矩也增加大。
若想獲得良好的啟動特性,一般需要較多的啟動級數,所用電器多,控制線路復雜,設備投資大,維修不便,同時由于逐級切除電阻,會產生一定的機械沖擊力。

在工礦企業中廣泛采用頻敏變阻器代替啟動電阻,來控制繞線式異步三動機的啟動。
頻敏變阻器是一種阻抗值隨頻率明顯變化(敏感于頻率)、靜止的無觸點電磁元件,它實質上是一個鐵心損耗非常大的三相電抗器。在電動機啟動時,將頻敏變阻器串接在轉子繞組中,由于頻敏變阻器的等值阻抗隨轉子電流頻率減小而減小,從而達到自動變阻的目的。因此只需要用一級頻敏變阻器就可以平穩地把電動機啟動起來。
串接頻敏變阻器啟動的不足之處:由于有電感存在,使功率因數較低,啟動轉矩并不很大。只適合輕載啟動,不適合重載啟動。
5、軟啟動器啟動
軟啟器采用三相反并聯晶閘管作為調壓器,將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時,晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動機逐漸加速,直到晶閘管全導通,電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現平滑啟動,降低啟動電流,避免啟動過流跳閘。
待電機達到額定轉速時,啟動過程結束,軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管,為電動機正常運轉提供額 定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長軟啟動器的使用壽命,提高其工作效率,又使電網避免了諧波污染。
軟啟動器同時還提供軟停車功能,軟停車與軟啟動過程相反,電壓逐漸降低,轉速逐漸下降到零,避免自由停車引起的轉矩沖擊。
軟啟動器還內置的保護功能,如失速及堵轉測試、相間平衡、欠載保護、欠壓保護過壓保護等,對電機而言起到了進一步的保護作用

6、變頻器啟動
變頻器是應用變頻技術與微電子技術,通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。
頻器主要采用交—直—交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻),先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源,然后再將直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。
變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率,根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓,進而達到節能、調速的目的。
變頻器一般都具有過熱保護,過載保護,過流保護,甚至有些還有缺相保護等。

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