三相电动机有哪些启动方式

电动机功率在10kW以上,或者容量占变压器容量20%以上的鼠笼式电动机,由于启动电流较大,因此应采用降压启动以降低加在定子绕组上的电压。待电动机启动完毕后,再将电压上升到额定值使其正常运转。

通常降压启动又分为星-三角降压启动、串联电阻降压启动、自耦变压器降压启动。

一、星三角降压启动

对于正常运行时定子绕组为△形联结的三相异步电动机,若启动时将定子绕组接成丫形,待启动完毕后再接成△形,就可以降低启动电流,减轻电动机对电网的冲击。这样的启动方式称为星三角减压启动,或简称Y-△启动。

星三角降压启动

图中,启动时,首先接通KM1和KM3,电机绕组呈星形接法启动,然后延时几秒断开KM3,再延时几百毫秒接通KM2,电机呈三角形接法运行。

星三角启动的优缺点:优点:对电网的冲击小,启动电流为直接启动时的1/3;结构简单价格相对便宜。缺点:只能用于△形连结的电动机;仅适用于4~100kW的小型异步电动机;定子绕组丫形接法时,启动转矩降低为△形接法的1/3,故不能重载启动。

二、串电阻降压启动

电动机启动时,在电动机电路中串联一个适当的电阻,由于电阻上产生了电压降,使得加在定子绕组上的电压低于电源电压;当电动机加速时,电动机电流减小,电阻上的压降也随之减小,电动机端电压升高,因此,电动机电压和转矩逐步增加,实现电动机平滑加速;当电动机接近额定转速完成启动后,再将串联的电阻短接,电动机端电压变为线路电压,即在额定电压下正常运行。这种启动方式称为电阻降压启动。

串电阻降压启动

如上图所示,接触器KM7吸合,电动机定子绕组串入电阻降压启动。经过一定延时,KM8得电动作,其主触点闭合将电阻短接,电动机定子绕组加上电源全电压,启动完成。

电阻降压启动器有手动控制、接触器控制及时间继电器控制等形式。启动电阻一般采用铸铁电阻,因其功率较大,能通过较大的电流,产生足够大的转矩使电动机由静止开始转动。因为电流越大,启动电阻上的电压降也越大,所以在启动瞬间电动机上的电压降比较多,从而使电动机的启动转矩降低很多,因此,电阻减压启动器仅适用于轻载启动的电动机。

三、自耦降压启动

自耦降压启动,是利用自耦变压器来降低启动电压,达到限制启动电流的目的。

自耦减压启动器由自耦变压器、保护装置、触头系统和手柄操作机构等部分组成。自耦变压器的抽头电压分别是电源电压的65%和80%,可根据启动时负载大小选择。

四、软启动器

软起动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置。其主要构成是串接于电源与被控电动机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。软启动器能有效地限制交流异步电动机启动时的启动电流,可广泛应用于风机、水泵、输送类及压缩机等负载,是传统的星/三角转换、自耦降压、磁控降压等降压设备的理想换代产品。

工作原理:软起动器采用三相反并联晶闸管作为调压器,将其接入电源和电动机定子之间。启动电动机时,晶闸管的输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直到晶闸管全导通,电动机工作在额定电压的机械特性上,实现平滑启动,降低启动电流,避免启动过流跳闸。待电机达到额定转速时,启动过程结束,软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管,为电动机正常运转提供额定电压,以降低晶闸管的热损耗,延长软启动器的使用寿命,提高其工作效率,又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能,软停车与软启动过程相反,电压逐渐降低,转数逐渐下降到零,避免自由停车引起的转矩冲击。

软启动优点:降低电动机的起动电流,减少配电容量,避免增容投资;减少启动应力,延长电动机及相关设备的使用寿命;平稳的启动和软停车避免了传统起动设备的喘振问题、水锤效应;多种启动模式及宽范围的电流、电压等设定,可适应多种负载情况,改善工艺;完善可靠的保护功能,更有效的保护电动机及相关设备的安全;可用于频繁起、停的场合 。

五、变频器

变频器是现代电机控制领域技术含量最高、控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置,它通过改变电网的频率来调节电机的转速和转矩。因为涉及到电力电子技术,微机技术,因此成本高,对维护技术人员的要求也高,因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。

电动机用工频电源直接启动时,启动电流为额定电流4~7倍,将产生机械、电气上的冲击。采用变频器启动可以平滑地启动,启动电流为额定电流的1.2~1.5倍,启动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,启动转矩为100%以上,可以带全负载启动。

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