常见电动机启动方式有以下几种:
1.全压直接启动;
2.自耦减压起动;
3.Y-Δ起动;
4.软起动器;
5.变频器启动。
目前软启动器和变频器启动为市场发展的潮流。当然也不是必须要使用软启动器和变频器启动,以成本和适用性为主要参考,下面简要介绍各种启动方式的特点。
01
全压直接启动
在电网容量和负载两方面都允许全压直接起动的情况下,可以考虑采用全压直接起动。主要用于小功率电动机的起动,从节约电能的角度考/ N M T h ] V D虑,大于11kw的电动机不宜用此方法。l g - - ( @ A ~
直接启动的优点是所需设备少,启动方式简单,成本低。电动机直接启动的电流是正常运行的5倍左右,经常启动的电动机,提供电源的线路或变压器容量7 I 8 } [ { t 3 Q应大于电动机容量U c 5 N F f @ / n的5倍以上
不经常启动的电动机,向电动机提供电源的线路或变压器容量应大于电动机容量的3倍以上。这一要求对于小容量的电动机O i % 7 \ 6 n @容易实现,所以小容量的电动机绝大部分都是直接启动的,不B 8 X T h [ e A l需要降压启动。对于大容量的电动机来说,一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启* ; N @ H q - ;动的条件,另一方面强大的启动电流冲击电网和电动机,影响电动机的使用寿命,对电网稳定运行不利,所以大容量的电| d f x + @动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。
02
自耦减压启动
利用自耦变压器的多抽头减压,既能适应不同负载) 6 h起动的需要,又能得到更大的起动转矩,是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它的最大优点是起动转矩较大,当其绕组抽头在80%处时,起u | ^ E _ ` Y动转矩可达U e O V \ 6 -直接起动时的64%,启动电压降至额定电压的65%,其启动电流为全压启动电流的42%,启动转矩为全压启动转矩的42%。
自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制,也可以用A u X交流接触器自动控制,经久耐用,维护成本低,适合所有的空载、轻载启F [ P & ( * -动异步电动机使用,在生产实践中得到广泛应用。缺点是人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱(自偶~ { @ J补偿器箱),自动控制要配置自偶变压器、交流接触器等启动设备和元件。
03
Y-Δ启动
对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说,如果在起动时将定子d 6 h u . f R *绕组接成星形,待起动完毕后再接成u p )三角形,就可以降低起动电流,减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动,或简称为星三角起动(Y-Δ起动)。采用星三角起动时,起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。如果直i g S 1 W r接起动时的起动电流以6~7Ie计,则在星三角起动时,起动电流才2~2.3倍。这就是说采用星三角起动时,起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载起动的场合。并且同任何别的减压起动器相比较,其结构最简单,价格也最便宜。除此之外,星三角起动方式还有一个优点,即当负载2 - m D q k 6 , 6较轻时,可以让电动机在星形接法下运行。此时,额定转矩与负载可以匹配,这样能使电动机的效率有所x N T提高,并因之节约了电力消耗。
04
软起动器
这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动,主要用于电动机的起动控制,起动效果好但成本较高。因使用了可控硅元件,可控硅工作时谐波干扰较大,对电网有一定的0 M 1 L \ q j E影响。另外S } r 9 5 D J ] b电网的波动也会影响可控硅元件的导通,特别是同一电网中有多台可控硅设备时。因此可控硅元件的故障率较高,因为涉及到电力电子技术,因此对维护技术人员的要求也较高。
运用串接于电源与被控M - L ` 0 B a电机之间的软起动器,控制其内部晶闸管的导通角,使电机输入电压从零以预设函) ^ X q P H D k M数关系逐渐上升,直至起动结束,赋予电机u ? I 4 u全电压,即为软起动,在软起动过程中,电机起动转矩逐渐增加,转速也逐渐增加。软起动一般有下面几种起动方式:
1)斜坡升压软起动:这种起动方式最简单,不具备电流闭环控制,仅调整晶闸管导通角,使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是,由于不限流,u O 5在电机起动过程中,有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏,对电网影响较大,实际很少应用。
2)斜坡恒流软起动:这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加,当电流达到预先所设定的值后保持恒定(t1至t2阶段),直至起动完毕。起动过程中,电流上升变Z & \ A = f ~ Z化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大,则起动转矩大,起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式,尤其适用于风机、} x 6 T \泵类负载的起动。
3)阶跃起动:开机,即以最短_ a & #时间,使起动电流迅2 U F U _ $ X 3 v速达到设定值,即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值,可以达到快速起动效果。
4)脉冲冲击起动:在起动开始阶段,让晶闸管在级短时间内,以较大电流导通一段时间后回落,再按原L [ _ G设定值线性上升,连入恒流起动。该起动方法,在一般负载中较少应用,适用于重载并需克服较大静摩擦的起0 + q F f动场合。软起动与传统减压起动方式的不同,笼型电机传统的减压起动方式有Y-q起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动,存在明显缺点,即起动@ R v D F W I g过程中出现二次冲击电流。F ( O k L
5)电压双斜坡起动w J . a [:在起动过程中,电机的输出力矩= b c v w h t r随电压增加,在起动时提供一个初始的起动电压Us,Us根据负载可调,9 i u 0 & U / #将Us调到大于负载静磨擦_ W Y | y J 4 `力矩,使负载能立即开始转动。这时输出电压从Us开始按一定P } ^ $ U s K d的斜率上升(斜率可调),电机不断加速。当输出电压达到达速电压Ur时,电机也基本达到额定转L n R i Z 9 @ Q速。软起动器在起动过程中自动检测达速电压,当电机达到额定转速u n 1 ~时X I },使输出电压达到额定电压。
6)限* 8 H c流起动:就是电机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值(Im)的软起动方式。其输出电压从零开始迅速增y T ) I + 7 e p y长,直到输出电流达到预先设定的电流限值Im,然后保持输出电流I这种起动方式的优点是起动电流小,且可按需要调整。对电网影响小,G X V ; K其缺点是在起动时难以知道起动压降,不能充分利用压降空间。
7)突跳起动:在起动开始阶f + * E m ? 1 H段,让晶闸管在极短的时间内全导通后回落,再按原设定的值线性上升,进入恒流起动,该起动方法适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。
05
变频器
变频器是现代电动机控制领域技术含量最高,控制8 x S ! & x # 3 _功能最全、控制效果最好的电机控制装置,它通过改变电网的频率来调节- ! m 1 4 ) y电动机的转速和转矩。因为涉及到电力电子技术,微机技术,因此成本高,对维护技术人员的要求也高,因此主要用在需要调速并且对速) b w度控制要求高的领域。
在以上几种起动控制方式中,星三角起动,自藕减压起动因其成本低,维护相对软起动和变频控制容易,目前在实际运用中还] S 3 b S g占有很大i t S : /的比重。但因其采用分立电气元件组装,控制线路接点较多,在其运行中,故障率相对还是比较高。从事过电气维护的技术人员都知道,很多故障都是电气元件的触点和连线接点接触不良引起的,在工况环境恶劣(如粉尘,+ a G O a w 7 V潮湿)的地方,这类故障更多,但检查起来确颇费时间。另外有时根据生0 Y |产需要,要更改电机的运行方式,如原来电机是连续运行的,需要改成定时运行,这时就需M U \ . 0要增加元件,更改线路才能实现。N N D y有时因为负载或电机变动e t N 7 9 *,要更改电动机的起动方式,如原来是自藕起动,要改为星三角起动,也要更改F 4 p 9 s 8 ! Z Y控制线路才能实现。
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