常見問題
三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法的選擇和比較
1、直接啟動(dòng)
直接啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備少，啟動(dòng)方式簡(jiǎn)單，成本低。電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的電流是正常運(yùn)行的5倍左右，經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，提供電源的線路或變壓器容量應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)容量的5倍以上；不經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，向電動(dòng)機(jī)提供電源的線路或變壓器容量應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)容量的3倍以上。這一要求對(duì)于小容量的電動(dòng)機(jī)容易實(shí)現(xiàn)，所以小容量的電動(dòng)機(jī)絕大部分都是直接啟動(dòng)的，不需要降壓?jiǎn)?dòng)。對(duì)于大容量的電動(dòng)機(jī)來說，一方面是提供電源的線路和變壓器容量很難滿足電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的條件，另一方面強(qiáng)大的啟動(dòng)電流沖擊電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行不利，所以大容量的電動(dòng)機(jī)和不能直接啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)都要采用降壓?jiǎn)?dòng)。 直接啟動(dòng)可以用膠木開關(guān)、鐵殼開關(guān)、空氣開關(guān)（斷路器）等實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的近距離操作、點(diǎn)動(dòng)控制，速度控制、正反轉(zhuǎn)控制等，也可以用限位開關(guān)、交流接觸器、時(shí)間繼電器等實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)距離操作、點(diǎn)動(dòng)控制、速度控制、正反轉(zhuǎn)控制、自動(dòng)控制等。
2、用自偶變壓器降壓?jiǎn)?dòng)
采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流及啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與其端電壓的平方成比例降低，相同的啟動(dòng)電流的情況下能獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)。如啟動(dòng)電壓降至額定電壓的65％，其啟動(dòng)電流為全壓?jiǎn)?dòng)電流的42％，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為全壓?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩的42%。 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)的優(yōu)點(diǎn)是可以直接人工操作控制，也可以用交流接觸器自動(dòng)控制，經(jīng)久耐用，維護(hù)成本低，適合空載、輕載啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)使用，在生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是人工操作要配置比較貴的自偶變壓器箱（自偶補(bǔ)償器箱），自動(dòng)控制要配置自偶變壓器、交流接觸器等啟動(dòng)設(shè)備和元件。
3、Y－△降壓?jiǎn)?dòng)
定子繞組為△連接的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)接成Y，速度接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)為△運(yùn)行，采用這種方式啟動(dòng)時(shí)，每相定子繞組降低到電源電壓的58％，啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)時(shí)的33％，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接啟動(dòng)時(shí)的33％。啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。 Y－△降壓?jiǎn)?dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不需要添置啟動(dòng)設(shè)備，有啟動(dòng)開關(guān)或交流接觸器等控制設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是只能用于△連接的電動(dòng)機(jī)，大型異步電機(jī)不能重載啟動(dòng)。
4、轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)
繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)與電阻連接。外部串接電阻相當(dāng)于轉(zhuǎn)子繞組的內(nèi)阻增加了，減小了轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流。從某個(gè)角度講，電動(dòng)機(jī)又像是一個(gè)變壓器，二次電流小，相當(dāng)于變壓器一次繞組的電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組電流就相應(yīng)減小。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性，轉(zhuǎn)子串接電阻會(huì)降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，有更好的啟動(dòng)性能。 在這種啟動(dòng)方式中，由于電阻是常數(shù)，將啟動(dòng)電阻分為幾級(jí)，在啟動(dòng)過程中逐級(jí)切除，可以獲取較平滑的啟動(dòng)過程。 根據(jù)上述分析知：要想獲得更加平穩(wěn)的啟動(dòng)特性，須增加啟動(dòng)級(jí)數(shù)，這就會(huì)使設(shè)備復(fù)雜化。采用了在轉(zhuǎn)子上串頻敏變阻器的啟動(dòng)方法，可以使啟動(dòng)更加平穩(wěn)。 頻敏變阻器啟動(dòng)原理是：電動(dòng)機(jī)定子繞組接通電源電動(dòng)機(jī)開始啟動(dòng)時(shí)，由于串接了頻敏變阻器，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很低，啟動(dòng)電流很小，故轉(zhuǎn)子頻率較高，f2≈f1，頻敏變阻器的鐵損很大，隨著轉(zhuǎn)速的提升，轉(zhuǎn)子電流頻率逐漸降低，電感的阻抗隨之減小。這就相當(dāng)于啟動(dòng)過程中電阻的無級(jí)切除。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到接近于穩(wěn)定值時(shí)，頻敏電阻器短接，啟動(dòng)過程結(jié)束。 轉(zhuǎn)子串電阻或頻敏變阻器雖然啟動(dòng)性能好，可以重載啟動(dòng)，由于只適合于價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)，所以只是在啟動(dòng)控制、速度控制要求高的各種升降機(jī)、輸送機(jī)、行車等行業(yè)使用。
5、軟啟動(dòng)器
軟起動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管交流調(diào)壓器。運(yùn)用不同的方法，改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個(gè)起動(dòng)過程中，軟起動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程，直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作 軟啟動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是降低電壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流小，適合空載、輕載異步電動(dòng)機(jī)使用。缺點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，不適用于重載啟動(dòng)的大型電機(jī)。
6、變頻器
通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（AC）。變頻器同時(shí)改變輸出頻率與電壓，也就是改變了電機(jī)運(yùn)行曲線上的n0，使電機(jī)運(yùn)行曲線平行下移。因此變頻器可以使電機(jī)以較小的啟動(dòng)電流，獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動(dòng)重載負(fù)荷。 變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)壓、調(diào)速等基本功能，應(yīng)用了現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)，價(jià)格昂貴但性能良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但使用簡(jiǎn)單，所以不只是用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而是廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，各種各樣的功率、各種各樣的外形、各種各樣的體積、各種各樣的用途等都有。隨著技術(shù)的發(fā)展，成本的降低，變頻器一定還會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。
1、直接啟動(dòng)
直接啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備少，啟動(dòng)方式簡(jiǎn)單，成本低。電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的電流是正常運(yùn)行的5倍左右，經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，提供電源的線路或變壓器容量應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)容量的5倍以上；不經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，向電動(dòng)機(jī)提供電源的線路或變壓器容量應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)容量的3倍以上。這一要求對(duì)于小容量的電動(dòng)機(jī)容易實(shí)現(xiàn)，所以小容量的電動(dòng)機(jī)絕大部分都是直接啟動(dòng)的，不需要降壓?jiǎn)?dòng)。對(duì)于大容量的電動(dòng)機(jī)來說，一方面是提供電源的線路和變壓器容量很難滿足電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的條件，另一方面強(qiáng)大的啟動(dòng)電流沖擊電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行不利，所以大容量的電動(dòng)機(jī)和不能直接啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)都要采用降壓?jiǎn)?dòng)。 直接啟動(dòng)可以用膠木開關(guān)、鐵殼開關(guān)、空氣開關(guān)（斷路器）等實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的近距離操作、點(diǎn)動(dòng)控制，速度控制、正反轉(zhuǎn)控制等，也可以用限位開關(guān)、交流接觸器、時(shí)間繼電器等實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)距離操作、點(diǎn)動(dòng)控制、速度控制、正反轉(zhuǎn)控制、自動(dòng)控制等。
2、用自偶變壓器降壓?jiǎn)?dòng)
采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流及啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與其端電壓的平方成比例降低，相同的啟動(dòng)電流的情況下能獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)。如啟動(dòng)電壓降至額定電壓的65％，其啟動(dòng)電流為全壓?jiǎn)?dòng)電流的42％，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為全壓?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩的42%。 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)的優(yōu)點(diǎn)是可以直接人工操作控制，也可以用交流接觸器自動(dòng)控制，經(jīng)久耐用，維護(hù)成本低，適合空載、輕載啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)使用，在生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是人工操作要配置比較貴的自偶變壓器箱（自偶補(bǔ)償器箱），自動(dòng)控制要配置自偶變壓器、交流接觸器等啟動(dòng)設(shè)備和元件。
3、Y－△降壓?jiǎn)?dòng)
定子繞組為△連接的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)接成Y，速度接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)為△運(yùn)行，采用這種方式啟動(dòng)時(shí)，每相定子繞組降低到電源電壓的58％，啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)時(shí)的33％，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接啟動(dòng)時(shí)的33％。啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。 Y－△降壓?jiǎn)?dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不需要添置啟動(dòng)設(shè)備，有啟動(dòng)開關(guān)或交流接觸器等控制設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是只能用于△連接的電動(dòng)機(jī)，大型異步電機(jī)不能重載啟動(dòng)。
4、轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)
繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)與電阻連接。外部串接電阻相當(dāng)于轉(zhuǎn)子繞組的內(nèi)阻增加了，減小了轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流。從某個(gè)角度講，電動(dòng)機(jī)又像是一個(gè)變壓器，二次電流小，相當(dāng)于變壓器一次繞組的電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組電流就相應(yīng)減小。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性，轉(zhuǎn)子串接電阻會(huì)降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，有更好的啟動(dòng)性能。 在這種啟動(dòng)方式中，由于電阻是常數(shù)，將啟動(dòng)電阻分為幾級(jí)，在啟動(dòng)過程中逐級(jí)切除，可以獲取較平滑的啟動(dòng)過程。 根據(jù)上述分析知：要想獲得更加平穩(wěn)的啟動(dòng)特性，須增加啟動(dòng)級(jí)數(shù)，這就會(huì)使設(shè)備復(fù)雜化。采用了在轉(zhuǎn)子上串頻敏變阻器的啟動(dòng)方法，可以使啟動(dòng)更加平穩(wěn)。 頻敏變阻器啟動(dòng)原理是：電動(dòng)機(jī)定子繞組接通電源電動(dòng)機(jī)開始啟動(dòng)時(shí)，由于串接了頻敏變阻器，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很低，啟動(dòng)電流很小，故轉(zhuǎn)子頻率較高，f2≈f1，頻敏變阻器的鐵損很大，隨著轉(zhuǎn)速的提升，轉(zhuǎn)子電流頻率逐漸降低，電感的阻抗隨之減小。這就相當(dāng)于啟動(dòng)過程中電阻的無級(jí)切除。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到接近于穩(wěn)定值時(shí)，頻敏電阻器短接，啟動(dòng)過程結(jié)束。 轉(zhuǎn)子串電阻或頻敏變阻器雖然啟動(dòng)性能好，可以重載啟動(dòng)，由于只適合于價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)，所以只是在啟動(dòng)控制、速度控制要求高的各種升降機(jī)、輸送機(jī)、行車等行業(yè)使用。
5、軟啟動(dòng)器
軟起動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管交流調(diào)壓器。運(yùn)用不同的方法，改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個(gè)起動(dòng)過程中，軟起動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程，直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作 軟啟動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是降低電壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流小，適合空載、輕載異步電動(dòng)機(jī)使用。缺點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，不適用于重載啟動(dòng)的大型電機(jī)。
6、變頻器
通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（AC）。變頻器同時(shí)改變輸出頻率與電壓，也就是改變了電機(jī)運(yùn)行曲線上的n0，使電機(jī)運(yùn)行曲線平行下移。因此變頻器可以使電機(jī)以較小的啟動(dòng)電流，獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動(dòng)重載負(fù)荷。 變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)壓、調(diào)速等基本功能，應(yīng)用了現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)，價(jià)格昂貴但性能良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但使用簡(jiǎn)單，所以不只是用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而是廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，各種各樣的功率、各種各樣的外形、各種各樣的體積、各種各樣的用途等都有。隨著技術(shù)的發(fā)展，成本的降低，變頻器一定還會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。
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