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三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)及調(diào)速方法
資源天下 2014/7/26 9:08:34
摘要：三相異步電動(dòng)機(jī)的有多種啟動(dòng)及調(diào)速的方法，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)其存在的問(wèn)題，都能找到適當(dāng)?shù)慕鉀Q方法，以充分發(fā)揮其在生產(chǎn)中的效能。
關(guān)鍵詞：三相異步電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)，調(diào)速，功率因數(shù)
三相異步電動(dòng)機(jī)普遍存在三大缺點(diǎn)：直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流大，調(diào)速性能差，功率因數(shù)低等。在實(shí)際使用中，如果要限制啟動(dòng)電流沖擊，需要調(diào)速、提高功率因數(shù)等，就必須采用適當(dāng)?shù)姆椒�，才能克服缺點(diǎn)，解決問(wèn)題。本文將探討解決三相異步電動(dòng)機(jī)的三大缺點(diǎn)、問(wèn)題的方法。
1啟動(dòng)問(wèn)題
三相異步電動(dòng)機(jī)一般分為兩類:一是鼠籠式異步電動(dòng)機(jī);二是繞線式異步電動(dòng)機(jī)。后者結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但其啟動(dòng)性能較好，啟動(dòng)電流小，而且啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。
1.1三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法
1.1.1直接啟動(dòng)
三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，其啟動(dòng)電流可達(dá)額定電流的4-7倍，而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有額定轉(zhuǎn)矩的1-2倍。雖然，啟動(dòng)電流很大，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大。因此，直接啟動(dòng)方法只適用于小容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。較大容量的電動(dòng)機(jī)在其額定容量不超過(guò)供電變壓器額定容量的20%-30%時(shí)，也可直接啟動(dòng)。
1.1.2降壓?jiǎn)?dòng)
由于，三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的啟動(dòng)電流達(dá)額定電流的4-7倍，對(duì)于較大容量的電動(dòng)機(jī)，這樣大的電流，不僅對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組及拖動(dòng)的設(shè)備造成電氣和機(jī)械的沖擊損傷，而且對(duì)電網(wǎng)造成電壓下降，影響共網(wǎng)的其它電氣設(shè)備運(yùn)行。因此，較大容量的電動(dòng)機(jī)，一般采用降壓?jiǎn)?dòng)，來(lái)降低啟動(dòng)電流.但降壓?jiǎn)?dòng)，其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，因?yàn)�，啟�?dòng)轉(zhuǎn)矩與端電壓的平方成正比，所以，降壓?jiǎn)?dòng)不適用于重負(fù)載啟動(dòng)。降壓?jiǎn)?dòng)，一般有四種，即定子串電阻或電抗啟動(dòng)，自禍變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，Y一△啟動(dòng)，延邊三角形啟動(dòng)。
(1)定子串人電阻或電抗啟動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，先在定子繞組上串人電阻，用以降低啟動(dòng)電壓，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時(shí)，把電阻短接。這種方法雖能達(dá)到降低啟動(dòng)電流的目的，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，所以，只能用于輕載或空載啟動(dòng)的場(chǎng)合。如果，電動(dòng)機(jī)容量大，則啟動(dòng)電阻上的損耗也大，因此，定子電路串電阻啟動(dòng)只適用于小容量的電動(dòng)機(jī)。大、中容量的電動(dòng)機(jī)一般要用定子串電抗啟動(dòng)。
(2)自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，自禍變壓器將降低的電壓加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，待啟動(dòng)完畢，切除自藕變壓器。自禍變壓器一般有幾個(gè)不同電壓比的分接頭可供選擇。如QJ3自耦變壓器，其抽頭分別為電源電壓的40%、60%、80%。如果，電動(dòng)機(jī)容量較小，負(fù)載輕，可選用較低電壓?jiǎn)?dòng)。如果負(fù)載重，可選用較高電壓?jiǎn)?dòng)。自禍變壓器啟動(dòng)一般不適用于頻繁啟動(dòng)場(chǎng)合。
(3)Y一△換接啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，定子繞組先接成Y形，待啟動(dòng)完畢，切換成△形運(yùn)行。這種啟動(dòng)方法，其啟動(dòng)電流減少了1/3，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減少1/3。因此，Y一△換接啟動(dòng)，只適用于輕載或空載啟動(dòng)的場(chǎng)合，同時(shí)，要求電動(dòng)機(jī)定子繞組是△接法。
(4)延邊三角形啟動(dòng)。延邊三角形啟動(dòng)是將定子繞組一部分接成△形，另一部分由△形的頂點(diǎn)延伸接到電源，達(dá)到降壓?jiǎn)?dòng)，降低啟動(dòng)電流的目的，啟動(dòng)完畢，換接成全△形接人電源。這種啟動(dòng)方法比Y一△形換接的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，但定子繞組較復(fù)雜，有9個(gè)出線端頭。
1.1.3軟啟動(dòng)
三相異步電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)，一般分為機(jī)械式軟啟動(dòng)與電氣式軟啟動(dòng)兩種。機(jī)械式軟啟動(dòng)一般采用液力偶合器。液力偶合器是利用液體動(dòng)能傳遞功率，屬于柔性傳動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，偶合器內(nèi)流道逐步充油，逐步可控地啟動(dòng)大慣量負(fù)載，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。電氣式軟啟動(dòng)又分為兩種:一是頻率不變軟啟動(dòng)；二是頻率可變軟啟動(dòng)。
1.2三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法
1.2.1轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)
三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)電刷及滑環(huán)外接啟動(dòng)變阻器。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，將全部電阻接人轉(zhuǎn)子回路;啟動(dòng)過(guò)程中，電阻逐段切除;啟動(dòng)完畢后，轉(zhuǎn)子繞組短接運(yùn)行。中、小容量電動(dòng)機(jī)一般采取分段切換變阻器啟動(dòng)。大容量電動(dòng)機(jī)則采用水電阻啟動(dòng)。水電阻啟動(dòng)特點(diǎn):無(wú)級(jí)啟動(dòng)，平滑性好，無(wú)沖擊現(xiàn)象。
1.2.2轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng)
頻敏變阻器的等效電阻和電抗、隨電流的頻率改變而自動(dòng)改變。因此，繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢后，轉(zhuǎn)子繞組短接運(yùn)行，同時(shí)，頻敏變阻器被切除。
2調(diào)速問(wèn)題
三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理基于n=60f1(1-S)/p，即通過(guò)改變磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)p，轉(zhuǎn)差率S，電源頻率f1都可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。因此，其調(diào)速方法有變極調(diào)速，變轉(zhuǎn)差率調(diào)速及變頻調(diào)速三種。
2.1變極調(diào)速
變極調(diào)速是改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)其定子通常裝有1-2（未完，下一頁(yè)）
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