三相异步电动机启动

设备电气控制与维修焦煤技校教务科张保太复习：1、什么叫生产机械的负载特性？2、生产机械的负载特性有那几种？2.4三相异步电动机的启动一、启动的过程及特点：1、启动过程：所谓三相异步电动机的启动过程是指三相异步电动机从接入电网开始转动时起，到达额定转速为止这一段过程。2、启动特点：（1）启动电流大，是额定电流的5—8倍；（2）启动转矩小：只能空载启动。3、存在的问题及危害：（1）启动电流大；启动转矩小。（2）危害：1发热损坏绝缘；2冲击点网;3不能重载启动。二、启动的方法：1、直接启动（全压启动）：（1）什么叫直接启动？通过闸刀开关等将定子绕组直接加到电源上，也就是说在定子绕组上直接加额定电压启动。（2）直接启动的条件：不经常启动的小容量电动机，一般是10KW以下或kWAkV4143启动电动机功率供电变压器容量NsIIIK（3）直接启动的特点：1操作简单；2启动电流较大；3只适用于小容量电动机（4）直接启动控制线路工作原理如下图所示:2、鼠笼电动机降压启动：（1）什么叫降压启动？降压启动方式是指在启动过程中降低其定子绕组端的外施电压，启动结束后，再将定子绕组的两端电压恢复到额定值。（2）降压启动的特点：1启动电流小；2启动转矩大大减小；3只适用于轻载或空载启动。课堂练习：1、鼠笼电动机在启动过程中（）最大。A、启动电压；B、启动转速；C、启动转矩；D、启动电流。2、降压启动的优点是（）A、启动转矩小；B、设备复杂；C、适用于重载启动；D、启动电流小DD三、几种常用的降压启动方法1、定子串电阻或电抗启动：（1）启动方法：启动时电阻或电抗串入定子电路；正常运行时切除。（2）特点：能量损耗大，发热大，实际应用不多,不受电动机定子绕组接法形式的限制.（3）电动机定子电路串入电阻或电抗器原理：三相笼形异步电动机启动时，在电动机定子电路串入电阻或电抗器，使加到电动机定子绕组端电压降低，减少了电动机上的启动电流。右图是三相笼形电动机定子绕组串电阻降压启动的原理图，其工作情况为：合上刀开关Q，在开始起动时，KM1主触点闭合，KM2主触点断开，电动机经电阻接入电源，电动机在低压状态下开始启动。当电动机的转速接近额定值时，使KM1断开、KM2接通，切除了电阻，电源电压直接加在电动机上，启动过程结束。三相异步电动机定子方串电阻降压启动图三相异步电动机定子方串电阻降压启动图2、Y—启动（1）启动方法：启动时定子绕组接成Y，运行时定子绕组接成.（2）启动原理：启动电流正常运行时：接法相电压相电流为电源输入线电流Y启动时：相电压为电流所以NUU1IIIS33'1NUUYSII'31313133/3'NNYSSUUIIIINUU1IIIS33'1NUU31313133/3'NNYSSUUIIIINUU1IIIS3YSII'3'1NUU31313133/3'NNYSSUUIIIINUU1IIS3YSII'3'1NUU31313133/3'NNYSSUUIIIINUU1IIS3NUU1INUU1因此星—三角启动的启动电流是直接启动的启动转矩：直接启动时为，Y—为,因为启动转矩与电压的平方成正比，所以因此星—三角启动的启动转矩是直接启动的3131ST'ST3132'NNSSUUTT（3）特点：1启动电流是直接启动的2启动转矩也是直接启动的只适用于轻载或空载启动3受绕组接线方式的限制，只能用于正常运行定子绕组为接法。4方法简单，应用广。3131（4）Y/△降压启动控制线路合上开关QF后，若要启动电动机，则交流接触器KM1和KM2的主触点同时闭合，KM1将电动机的定子绕组接成Y形，KM2将电源引到电动机定子绕组端，电动机降压启动。当电动机的转速接近于稳定值时，KM1先断开而后KM3立即闭合，将电动机定子绕组的Y形接法解除而接成△形，进入额定运行状态。Y/△降压启动原理图课堂小结：1.电动机的启动过程；直接启动2.电动机的启动方法降压启动作业：9、10、1180P启动时，经自耦变压器后，加在三相笼形异步电动机定子绕组端的线电压为U1/k，此时电动机定子绕组上的启动电压为全压启动时的1/k，即式中——电动机电压为U1/k时的启动电流，即自耦变压器二次侧电流。——电动机全压启动时的电流。——电动机电压为U1/k时电网上流经的电流，即自耦变压器一次侧电流，所以电动机从电网吸取的电流。由于自耦变压器一次侧的电流小于二次侧的电流，故在相同的启动电压下，自耦变压器降压启动比Y/△降压启动向电源吸取的电流要小。图5.8的控制原理是合上Q后，令KM1触点先将自耦变压器做星形连接，再由KM2接通电源，电动机定子绕组经自耦变压器实现减压启动。当电动机的转速接近于额定转速时，令KM1、KM2断开而KM3闭合直接将全电压加在电动机上，启动过程结束，进入全压运行状态。自耦变压器降压启动的启动性能好，但线路相对较复杂，设备体积大，目前是三相笼形异步电动机常用的一种降压启动方法。kIIUUstst12212stIstI1stIstststIkkII2211（3）定子串自耦变压器降压启动这种方法是利用自耦变压器将电源电压降低后再加到电动机定子绕组端，达到减小启动电流的目的，如图4.8所示。设自耦变压器的一次侧电压U1（即电源电压），电流为I1，二次侧电压为U2，电流为I2，变压比为k，则;ststIkI12图4.8自耦变压器降压启动4.2.2绕线形异步电动机的启动三相绕线形异步电动机转子中有三相绕组，可以通过滑环和电刷串接外加电阻。在上一节分析转子串电阻的人为机械特性时已知：适当增加转子串接电阻，可以减小启动电流并提高电动机的启动转矩，绕线形异步电动机正是利用了这一特性。按照绕线形异步电动机启动过程中转子串接装置的不同，有串电阻启动和串频敏电阻器启动两种方法。1．转子串电阻启动在这种启动方式中，由于电阻是常数，所以为了获取较平滑的启动过程，将启动电阻分为几级，在启动过程中逐级切除。图4.9是绕线形异步电动机转子串电阻启动的原理图，图4.10是机械特性曲线。图4.9绕线形异步电动机串电阻启动原理图其工作情况为：合上刀开关Q后，交流接触器KM1，KM2，KM3的主触点全部断开，全部电阻均接入电路，对应工作的机械特性曲线为图5.10中曲线1，从a点开始启动，转速逐渐升高。当转速升高到b点时，令KM1闭合，R1被短接，R2,R3仍串入电路，由于电阻减小而转速不能突变，特性曲线瞬间过渡到曲线2上的c点并沿曲线2继续加速。当加速到d点时，令KM2闭合，R1,R2被短接，R3仍串入电路，由于电阻减小而转速不能突变，特性曲线瞬间过渡到曲线3上的e点并沿曲线3继续加速。当加速到f点时，令KM3闭合，R1,R2,R3被短接，由于电阻减小而转速不能突变，特性曲线瞬间过渡到固有机械特性曲线上的g点并沿固有机械特性曲线继续加速，直到稳定运行，启动过程结束。图4.10绕线形异步电动机转子串电阻启动机械特性2．转子绕组串频敏变阻器启动根据上述分析知：要想获得更加平稳的启动特性，必须增加启动级数，这就会使设备复杂化。为此采用了在转子上串频敏变阻器的启动方法。所谓频敏变阻器，是由厚钢板叠成铁心并在铁心柱上绕有线圈的电抗器，其结构示意图如图4.11所示。它是一个铁损耗很大的三相电抗器，如果忽略绕组的电阻和漏抗时，其一相的等效电路如图4.12所示。图4.11频敏变阻器结构示意图图4.12频敏变阻器一相等效电路频敏变阻器启动原理如图4.13所示。合上开关Q，KM1闭合，电动机定子绕组接通电源电动机开始启动时，电动机转子转速很低，故转子频率较高，f2≈f1，频敏变阻器的铁损很大，Rm和Xm均很大，且Rm＞Xm，因此限制了启动电流，增大了启动转矩。随着电动机转速的升高，转子电流频率下降，于是Rm、Xm随n减小，这就相当于启动过程中电阻的无级切除。当转速上升到接近于稳定值时，KM2闭合将频敏电阻器短接，启动过程结束。图4.13三相绕线形异步电动机串频敏电阻器启动原理图