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解析三相异步电动机的启动-山东开元电机有限公司

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解析三相异步电动机的启动

发表时间:2019-07-20 14:34:28    来源:山东开元电机有限公司

三相异步电动机的结构特点及工作原理也决定了其自身的一大缺点,即启动电流较大。而大部分工业生产中的主要负荷都是三相异步电动机,电动机负荷在电网整个负荷中所占的比例一般较大,若电动机的启动电流比较大,势必会在启动时对电网及其负载造成很大冲击,电动机的容量越大其对电网及其负载的冲击越明显,甚至危急其他用电设备的正常运行。还可能导致变压器及发电机的使用寿命,严重者能至其损坏。

一、三相异步电动机启动特性

在实际使用中,特别是电气运行方案设计中,常常首先考虑的就是本电网中的最大电动机的容量是多少、计算其启动电流对电网的冲击程度,接着选用变压器容量或发电机容量,由此可见三相异步电动机的启动电流在电气运行中是一个比较突出的问题。为了使三相异步电动机更好的服务于工业生产及日常生活,必要时需采取措施限制大容量三相异步电动机的启动电流,为了采用更合理、更经济、更实用的限流方式,首先分析三相异步电动机的启动特性。

三相异步电动机有定子和转子,定子绕组接三相交流电,由于三相交流电是正弦波,当定子绕组加上三相交流电后,在其绕组之间就形成了旋转磁场,此旋转磁场使转子绕组因电磁感应而产生感应电势,转子绕组自身又构成电气回路,因此在绕组内有电流通过。由于定子产生的磁场是旋转的,有电流的转子绕组就相对磁场切割磁力线形成电磁力,转子跟着旋转磁场的旋转方向旋转起来。电动机的此工作原理和变压器的工作原理便具有相似性。在变压器的一次侧施加交流电压后,一次绕组中有励磁电流产生,在铁心中产生交变磁通;二次绕组感应电势,二次侧若有负载构成电气回路,因此在绕组内有电流通过。由于定子产生的磁场是旋转的,有电流的转子绕组就相对磁场切割磁力线形成电磁力,转子跟着旋转磁场的旋转方向旋转起来。电动机的此工作原理和变压器的工作原理便具有相似性。在变压器的一次侧施加交流电压后,一次绕组中有励磁电流产生,在铁心中产生交变磁通;二次绕组感应电势,二次侧若有负载构成电气回路.二次绕组就产生电流。经过以上分析,把三相异步电动机的定子绕组看作变压器的一次绕组,转子绕组看作二次绕组,三相异步电动机可得到如变压器一样的等效电路。当定子绕组施加电压,励磁电流随即流通,旋转磁场使定子绕组和转子绕组各产生感应电势E1、E2,励磁电流产生的磁通主要为主磁通,部分形成漏磁通。

 

三相异步电动机

从以上分析可知,若想限制启动电流,可以从两方面入手,一是降低施加在定子绕组的电压Ul;二是增大定子绕组的阻抗(rl+xl))。在电动机实际使用过程中,传统的限制电动机启动电流的方式主要有:星-三角启动、一次侧串电阻启动、自耦降压启动等。

星三角启动是最为常用的方式。因启动瞬间电动机为星型接法,实际施加在定子绕组上的电压为正常启动时的一倍,故启动电流减小,以达到限制启动电流的目的。因其所用的费用较低,所以多用于空载启动或低阻性负载启动。缺点是因启动时电动机是星型接法,启动转矩较小。

一次侧串电阻启动是最经济的一种方式,当一次侧串入电阻后,一次侧的电压降低、阻抗值增加,故启动电流减小。

缺点是串入的电阻发热消耗能量,能源浪费大。

自耦降压启动是通过三相异步电动机启动时利用自耦变压器的中间抽头电压,使启动时施加到电动机一次侧的电压降低,从而达到限制电动机启动电流的目的,多应用于大容量电机。缺点是需增加一台自耦变压器,接线复杂,设备维护量较大,且费用较高。


标签:  三相异步电动机

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