免費下載！
[!--downpath--]1、.電動機直接啟動與變壓器容量的關系交流電動機以其構造簡單、運行可靠、維護便捷、價格廉價、轉子力矩小等特性，得到了最廣泛的應用。但其啟動電壓高達馬達額定電壓的510倍，除了對電動機及所拖動的設備引起電氣和機械損傷，并且引發電網電流回升，影響同一電網的其他電氣設備的運行。為了保證電動機啟動時對端電流的要求和避免對同一電網的其他電氣設備的運行的影響，就須要減小電源變壓器的容量，通常來說，須要時常直接啟動的電動機其功率不小于變壓器容量的20；不須要時常直接啟動的電動機其功率不小于變壓器容量的30。倘若采用直接啟動方法，除了須要減小變壓器的一次投資，并且更重要的是減小了變壓器的根本水費容量水費。為此，
2、這種啟動方法，小型電動機已很少采用。須要采用降糖啟動和軟啟動方法。驗證電動機能夠直接起動的經歷公式電動機能夠直接起動，可有以下經歷公式來確定：式中：C系數，隨電源總容量的比值而變動直流電機啟動電流過大，見下表；IQ電動機的起動電壓，安；In電動機額定電壓，安；電源總容量電動機容量11.522.533.544.555.56C10.7500.6250.5500.5000.4650.4380.4170.4000.3810.375例：設電源總容量為2000千瓦，電動機的容量為910千瓦。則：從表中查出C值為0.625因而,在這些情況下電動機是可以直接起動的。單相異步電動機的啟動控制線路單相異步電動機具有構造簡
3、單，運行可靠，鞏固耐用，價錢廉價，修理便捷等一系列優點。與同容量的直流電動機相比，異步電動機還具有容積小，重量輕，轉動力矩小的特征。因而，在工礦企業中異步電動機得到了廣泛的應用。單相異步電動機的控制線路大多由接觸器、繼電器、閘刀開關、按鈕等有觸點家電組合而成。單相異步電動機分為鼠籠式異步電動機和繞線式異步電動機，兩者的構造不同，啟動方式也不同，其啟動控制線路差別很大。一、鼠籠式異步電動機全壓啟動控制線路在許多工礦企業中，鼠籠式異步電動機的數目占電力拖動設備總量的85%左右。在變壓器容量容許的情況下，鼠籠式異步電動機應當盡可能采用全電流直接起動，既可以提升控制線路的可靠性，又可以降低家電的修理工
4、作量。電動機雙向起動控制線路常用于只須要單方向運轉的小功率電動機的控制。諸如大型通風機、水泵以及皮帶運輸機等機械設備。圖1是電動機雙向起動控制線路的電氣原理圖。這是一種最常用、最簡單的控制線路，能實現對電動機的起動、停頓的手動控制、遠距離控制、頻繁操作等。圖1雙向運行電氣控制線路在圖1中，主電路由隔離開關QS、熔斷器FU、接觸器KM的常開主觸點，熱熔斷器FR的熱器件和電動機M組成。控制電路由起動按鍵SB2、停頓按鍵SB1、接觸器KM線圈和常開輔助觸點、熱熔斷器FR的常閉觸頭構成。控制線路工作原理為：1、起動電動機合上單相隔離開關QS，按起動按鍵SB2，按觸器KM的吸引線圈得電，3對常開主觸
5、點閉合，將電動機M接入電源，電動機開場起動。同時，與SB2并聯的KM的常開輔助觸點閉合，雖然松手斷掉SB2，吸引線圈KM通過其輔助觸點可以繼續保持通電，維持銜鐵狀態。即便接觸器或熔斷器借助自己的輔助觸點來保持其線圈帶電的，稱之為自鎖自保。這個觸點稱為自鎖自保觸點。因為KM的自鎖作用，當抬起SB2后，電動機M仍能繼續起動，最后抵達穩定運轉。2、停頓電動機按停頓按鍵SB1，接觸器KM的線圈失電，其主觸點和輔助觸點均斷掉，電動機脫離電源，停頓運轉。這時，雖然抬起停頓按鍵，因為自鎖觸點斷掉，接觸器KM線圈不會再通電，電動機不會自行起動。只有再度按下起動按鍵SB2時，電動機方能再度起動運轉。也可以用下
6、述形式描述：合上開關QS起動KM主觸點閉點電動機M得電起動、運行按下SB2KM線圈得電KM常開輔助觸點閉合實現自保停車KM主觸點復位電動機M斷電停車按下SB1KM線圈失電KM常開輔助觸點復位自保解除3、線路保護環節1漏電保護漏電時通過繼電器FU的熔融熔斷切開主電路。2過載保護通過熱熔斷器FR實現。因為熱熔斷器的熱慣性比擬大，雖然熱器件上流過幾倍額定電壓的電壓，熱熔斷器也不會立刻動作。因而在電動機起動時間不太長的情況下，熱熔斷器禁得起電動機起動電壓的沖擊而不會動作。只有在電動機常年過載下FR才動作，斷掉控制電路，接觸器KM失電，切斷電動機主電路，電動機停轉，實現過載保護。
7、3欠壓和失壓保護當電動機正在運行時，假若電源電流因為*種誘因消失，則在電源電流恢復時，電動機就將自行起動，這就可能導致生產設備的受損直流電機啟動電流過大，甚至導致人身車禍。對電網來說，同時有許多電動機及其他用電設備自行起動也會造成不容許的過電壓及頓時網路電流升高。為了避免電流恢復時電動機自行起動的保護叫失壓保護或零壓保護。當電動機正常運轉時，電源電流過份地增加將導致一些家電釋放，導致控制線路不正常工作，可能形成車禍；電源電流過份地增加也會導致電動機怠速升高甚至停轉。因而須要在電源電壓降到一定容許值以下時將電源切斷，這就是欠電流保護。欠壓和失壓保護是通過接觸器KM的自鎖觸點來實現的。在電動機正常運行中，因為*
8、種誘因使電網電流消失或減少，當電流高于接觸器線圈的釋放電流時，接觸器釋放，自鎖觸點斷掉，同時主觸點斷掉，切斷電動機電源，電動機停轉。假如電源電流恢復正常，因為自鎖解除，電動機不會自行起動，避免了意外車禍發生。只有操作人員再度按下SB2后，電動機能夠起動。控制線路具備了欠壓和失壓的保護能力之后，有如下三個方面優點：避免電流嚴重下滑時電動機在重負載情況下的低壓運行；避免電動機同時起動而導致電流的嚴重下滑；避免電源電流恢復時，電動機忽然起動運轉，導致設備和人身車禍。二、三相鼠籠式異步電動機降糖起動線路鼠籠式異步電動機采用全壓直接起動時，控制線路簡單，修理工作量較少。并且，并不是所有異步電動機
9、在任何情況下都可以采用全壓起動。這是由于異步電動機的全壓起動電壓通常可達額定電壓的4-7倍。過大的起動電壓會增加電動機壽命，使得變壓器二次電流大幅度增長，降低電動機本身的起動力矩，甚至使電動機根本沒法起動，還要影響同一供電網絡中其它設備的正常工作。怎樣判別一臺電動機能夠全壓起動呢？通常規定，電動機容量在10kW以下者，可直接起動。10kW以上的異步電動機是否準許直接起動，要按照電動機容量和電源變壓器容量的比值來確定。對于給定容量的電動機，通常用下邊的經歷公式來恐怕。Iq/Ie3/4+電源變壓器容量(kVA)/4電動機容量(kVA)式中Iq電動機全電流起動電壓A；Ie電動機額定電壓A。假定估算
10、結果滿足上述經歷公式，通常可以全壓起動，否則不予全壓起動,應考慮采用降糖起動。有時，為了限制和降低起動力矩對機械設備的沖擊作用，容許全壓起動的電動機，也多采用降糖起動方法。鼠籠式異步電動機降糖起動的方式有以下幾種：轉子電路串內阻或檢波降糖起動、自耦變壓器降糖起動、Y-降糖起動、-降糖起動等.使用這種方式都是為了限制起動電壓,(通常增加電流后的起動電壓為電動機額定電壓的2-3倍)，降低供電干線的電流降落，保障各個用戶的電氣設備正常運行。1、串內阻或檢波降糖起動控制線路在電動機起動過程中，常在單相繞組電路中串接內阻或檢波來增加繞組定子上的電流，使電動機在增加了的電流下起動，以抵達限制起動電壓的目的
11、。一旦電動機怠速接近額定值時，摘除串聯內阻或檢波，使電動機步入全電流正常運行。這些線路的設計思想，一般都是采用時間原則按量摘除起動時串入的內阻或檢波以完成起動過程。在具體線路中可采用人工自動控制或時間熔斷器手動控制來加以實現。圖2轉子串內阻降糖起動控制線路圖2是轉子串內阻降糖起動控制線路。電動機起動時在單相繞組電路中串接內阻，使電動機轉子定子電流增加，起動后再將內阻漏電，電動機依然在正常電流下運行。這些起動方法因為不受電動機接線方式的限制，設備簡單，因此在中大型車床中也有應用。車床中也常用這些串接阻值的方式限制點動調整時的起動電壓。圖2A控制線路的工作過程如下：按SB2KM1得電電動機串內阻
12、啟動KT得電延時KM2得電短接內阻，電動機正常運行按SB1，KM2斷電，其主觸點斷掉，電動機停車。只要KM2得電才能使電動機正常運行。但線路圖(A)在電動機起動后KM1與KT仍然得電動作，這是何必要的。線路圖(B)就解決了這個問題，接觸器KM2得電后，其動斷觸點將KM1及KT斷電，KM2自鎖。這樣，在電動機起動后，只要KM2得電，電動機便能正常運行。串阻值起動的優點是控制線路構造簡單，本錢低，動作可靠，增強了功率質數，有利于保證電網質量。并且，因為轉子串內阻降糖起動，起動電壓隨轉子電流成反比增長，而起動力矩則按電流增長比列的平方倍增長。同時，每次起動都要消耗大量的電能。因而，單相鼠籠式異
13、步電動機采用內阻降糖的起動方式，僅適用于要求起動平穩的中小容量電動機以及起動不頻繁的場合。大容量電動機多采用串檢波降糖起動。2、串自耦變壓器降糖起動控制線路1線路設計思想在自耦變壓器降糖起動的控制線路中，限制電動機起動電壓是借助自耦變壓器的降糖作用來實現的。自耦變壓器的中級和電源相接，自耦變壓器的次級與電動機相聯。自耦變壓器的次級通常有3個抽頭，可得到3種數值不等的電流。使用時，可依據起動電壓和起動力矩的要求靈活選擇。電動機起動時，轉子定子得到的電流是自耦變壓器的二次電流，一旦起動完畢，自耦變壓器便被摘除，電動機直接接至電源，即得到自耦變壓器的一次電流，電動機步入全電流運行。一般稱這些自耦變壓
14、器為起動補償器。這一線路的設計思想和串內阻起動線路根本一樣，都是按時間原則來完成電動機起動過程的。圖3轉子串自耦變壓器降糖起動控制線路線路工作原理：閉合開關QS。起動按下按鍵SB2，KM1和時間熔斷器KT同時得電，KM1常開主觸點閉合，電動機經星形聯接的自耦變壓器接至電源降糖起動。時間熔斷器KT經一定時間抵達延時值，其常開延時觸點閉合，中間熔斷器KA得電并自鎖，KA的常閉觸點斷掉，使接觸器KM1線圈失電，KM1主觸點斷掉，將自耦變壓器從電網摘除,KM1常開輔助觸點斷掉，KT線圈失電，KM1常閉觸點恢復閉合，在KM1失電后，使接觸器KM2線圈得電，KM2的主觸點閉合，將電動機直接接入電源，
15、使之在全電流下正常運行。停頓按下按鍵SB1，KM2線圈失電，電動機停頓轉動。在自耦變壓器降糖起動過程中，起動電壓與起動力矩的比值按鐵損平方倍增加。在獲得同樣起動力矩的情況下，采用自耦變壓器降糖起動從電網獲取的電壓，比采用內阻降糖起動要小得多，對電網電壓沖擊小，功率耗損小。所以自耦變壓器被稱之為起動補償器。換句話說，假定從電網取得同樣大小的起動電壓，采用自耦變壓器降糖起動會形成較大的起動力矩。這些起動方式常用于容量較大、正常運行為星形接法的電動機。其缺點是自耦變壓器價錢較貴，相對內阻構造復雜，容積龐大，且是根據非連續工作制設計制造的，故不容許頻繁操作。3、Y降糖起動控制線路1線路設計思想
16、Y降糖起動稱作為星形三角形降糖起動，簡稱星三角降糖起動。這一線路的設計思想仍是按時間原則控制起動過程。所不同的是，在起動時將電動機轉子定子接成星形，每相定子承受的電流為電源的相電流220V，降低了起動電壓對電網的影響。而在其起動后期則按預先整定的時間換接成三角形接法，每相定子承受的電流為電源的線電流380V，電動機步入正常運行。即便正常運行時轉子定子接成三角形的鼠籠式異步電動機，均可采用這些線路。2典型線路介紹轉子定子接成Y降糖起動的手動控制線路如圖4所示。圖4Y降糖起動控制線路工作原理：按下起動按鍵SB2，接觸器KM1線圈得電，電動機M接入電源。同時，時間熔斷器KT及接觸器KM2線圈得電。
17、接觸器KM2線圈得電，其常開主觸點閉合，電動機M轉子定子在星形聯接下運行。KM2的常閉輔助觸點斷掉，保證了接觸器KM3不得電。時間熔斷器KT的常開觸點延時閉合；常閉觸點延時繼開，切斷KM2線圈電源，其主觸點斷掉而常閉輔助觸點閉合。接觸器KM3線圈得電，其主觸點閉合，使電動機M由星形起動切換為三角形運行。停車按SB1輔助電路斷電各接觸器釋放電動機斷電停車線路在KM2與KM3之間設有輔助觸點互鎖，避免它們同時動作引起漏電；據悉，線路轉到三角接運行后，KM3的常閉觸點分斷，摘除時間熔斷器KT、接觸器KM2,避免KT、KM2線圈長時間運行而空耗電能，并延長其壽命。單相鼠籠式異步電動
18、機采用Y降糖起動的優點在于：轉子定子星形接法時，起動電流為直接采用三角形接法時的1/3，起動電壓為三角形接法時的1/3，因此起動電壓特點好，線路較簡單，投資少。其缺點是起動力矩也相應增長為三角形接法的1/3，力矩特點差。所以該線路適用于輕載或空載起動的場合。另外應注意，Y連接時要注意其旋轉方向的一致性。4、降壓起動控制線路1線路設計思想如前所述，Y降糖起動有好多優點，但美中缺少的是起動力矩太小。能夠設計一種新的降糖起動方式，既具有星形接法起動電壓小，又不須要專用起動設備，同時又具有三角形接法起動力矩大的優點，以期完成更為理想的起動過程呢？降糖起動便能滿足這些要求。在起動時，將電動機轉子定子
19、一局部接成星形，另一局部接成三角形。待起動完畢后，再轉換成三角形接法，轉換過程仍依照時間原則來控制。從圖5中的定子接線看，就是一個三角形3條邊的延長，故亦稱琿春三角形。圖5為電動機轉子定子抽頭聯接形式。其中圖a是原始狀態。圖b為起動時接成琿春三角形的狀態。圖c為正常運行時狀態。這些電動機共有9個抽線頭，改變轉子定子抽頭比即N1與N2之比，才能改變起動時轉子定子上電流的大小，進而改變起動電壓和起動力矩。但通常來說，電動機的抽頭比早已固定，所以，僅在這種抽頭比的圍作有限的變動。諸如，通過相量估算可知，假定線電壓為380V，當N1/N2=1/1時，相像于自耦變壓器的抽頭比率71，則相電流為264V
20、；當N1/N2=1/2時，相像于自耦變壓器的抽頭比率78，則相電流為290V；當N1/N2=2/1時，相像于自耦變壓器的抽頭比率66；Y接法，相像于自耦變壓器的抽頭比率58。2典型線路介紹轉子定子呈接法的線路如圖6所示。線路工作原理：常見電動機起動器比擬常見電動機起動器比擬如表。傳統起動器現代軟起動器直接起動Y/起動自耦變壓器起動二極管起動變頻器起動起動電壓58Ie1.82.6Ie1.74Ie05Ie01.5Ie起動力矩0.51.5Te0.5Te0.40.85Te01Te01.5Te起動方法恒壓起動恒壓分步起動恒壓分步起動恒流軟起動，線性電流斜坡起動可以恒力矩起動，也
21、可配合負載起動起動特點沖擊扭力很大分步跳躍上升，有二次沖擊力矩分步跳躍上升，有二次沖擊力矩扭力勻速、平滑上升，無二次沖擊扭力恒力矩沖擊電壓很大，1次2次2次及以上1次1次轉換方法無開路轉換開路轉換閉路轉換閉路轉換起動級數122，3或4連續無級連續無級起動時間不可調45s可調45s可調2200s可調可調執行單元開關開關自耦器件二極管變頻器保護和監控依控制開關的保護而定有過載、堵轉過流、欠流、缺相、電機過熱和短路保護有過載、堵轉過流、欠流、缺相、電機過熱和短路保護有過載、堵轉過流、欠流、缺相、電機過熱和短路保護有過載、堵轉過流、欠流、缺相、電機過熱和短路保護適用負載低、中等功率，可輕載起
22、動可空載或輕載起動高功率電動機，可空載或輕載起動負載圍2.2800kW，可帶不超過50%Te的負載起動負載圍22510000kW，可帶超過50%Te的負載起動異同點控制設備簡單，起動過程會形成高電壓峰值和大壓降，對負載沖擊很大價錢廉價，Y/切換時會形成電壓峰值和占空比波動，控制設備須要維護在電流變化時會出現大壓降和高電壓峰值，頓時力矩波動，控制設備復雜笨重，須要維護可獨立調節加減速形式，積分，有多種剎車電動機，保護齊全，設備不需維護可獨立調節加減速形式，積分，有多種剎車電動機，保護齊全，設備不需維護注：Ie為電動機額定電壓；Ue為電動機額定電流；Te為額定力矩。普通降糖起動器
23、的種類為限制電動機的起動電壓過大，電動機起動時通入較低的電流，待電動機運轉后，再加至額定電流，稱為降脂起動。降糖形式有以下幾種：1、星-三角起動器：電動機的轉子定子單相接為Y(星)形，每相定子的電流為額定電流的，此時，電動機的起動電壓降低，起動力矩也小，運轉正常后，通過起動器手動或自動將電動機轉子單相定子接線變換為D(三角)形，每相定子的電流升為額定電流，電動機可正常工作。星-三角起動器為電動操作時，接線可手動轉換，可遙控電動機起動、停頓，并具有過載及失壓保護。星-三角起動器通常用于空載或輕載起動的中、小型籠式電動機。2、自耦降糖起動器：在電動機的控制電路中，借助自耦變壓器增加電源電流，以降低
24、起動電壓。自耦變壓器輸出側有不同的電流抽頭，可利用調節馬達起動電流，以抵達增加起動電壓，電動機轉動后可逐步調節至額定電流。自耦降糖起動器由自耦變壓器和交流接觸器、熱熔斷器等器件組成，可供電動機不頻繁起動和停頓，可具有過載保護及失壓保護功能。自耦降糖起動器通常用于慣性負載，如泵類、風機、壓縮機等。3、電抗降糖起動器：檢波降糖起動器為在電動機的電源電路中設一串接檢波線圈旁路，電動機起動時，通過檢波線圈降糖，以減少起動電壓，電動機轉動后，擺脫檢波線圈，切換為全電流運行。檢波降糖起動器由檢波線圈、交流接觸器、熱熔斷器等部件組成，可具有過載保護和失壓保護功能，并可變換電動機轉向。通常用于恒力矩負載或重力
25、負載的大小型馬達，如絞盤、升降機、傳送帶等。4、電阻降糖起動器：內阻降糖起動器的工作原理與檢波降糖起動器相像，其區別是在電源電路中串接內阻器件，電動機起動時，通過內阻器件降糖，以減少起動電壓。內阻降糖起動器的應用圍亦與檢波降糖起動器一樣。5、延邊三角形起動器：琿春三角()形起動法是星-三角起動法的一種舉辦，借助這些起動法的電動機的轉子定子，每相均有中學間抽頭，起動時一半定子接成三角形，另一半則接成星形，可以減少相電流和起動電壓；運轉正常后，則改接成三角形，可正常工作。這些起動方式既減少了起動電壓，又不造成起動力矩過小，是帶負載起動電動機的較好起動方式。琿春三角形起動器是配合特殊定子(轉子定子每相三個端頭)的電動機，由交流接觸器、熱熔斷器、變換開關、按鈕及訊號裝置組合而成。琿春三角形起動器通常用于傳送帶、重載臺車、壓力機等。