1.三相异步电动机突然而剧烈的启动所造成的危害
在我国工业经济飞速发展的新形势下,许多工农业生产越来越多的使用各种电动机,用于驱动风扇、压碎机、搅拌器、水泵、电梯、传送带等机械设备。但是交流电动机的启动一直是个难以解决的问题,这种突然而急剧启动造成的经济损失和各种故障一直困扰着人们。异步电动机的全压启动电流一般可达额定电流的4~7倍,过大的启动电流会降低电动机寿命,致使变压器本身的启动转矩,甚至使电动机根本无法启动,还要影响同一供电网络中其它设备的正常工作。交流电动机突然而剧烈的启动会造成以下几方面的损失。
(1)直接在线启动或是一三角启动产生的电压和电流顺变容易导致电气故障。电压和电流的瞬变现象可能导致当地的电网过荷,从而引起不良的电压变化,并最终影响到同电网中的其它电气设备。
(2)运行故障,例如使管路系统产生压力振动,对传送带上的产品造成损毁,以及使电梯乘坐不舒适等。
(3)经济效益问题,每一个技术问题,每一次的故障,都会因维修甚至暂停生产而导致经济损失,在工业企业的生产中,这就会导致预算外生产成本的增加。
2.三相异步电机的几种降压启动
一般容量在10kW以下的小型电动机,可以直接启动,但10kW以上的电动机则应考虑采用降压启动。有时为了限制和减少启动转矩对机械设备的冲击作用,允许全压启动的电动机也多采用降压启动方式。
三相异步电动机降压启动的方法有以下几种定子电路串电阻(或电抗)降压启动、自
藕变压器降压启动、Y-△降压启动、软启动器等。使用这些方法都是为了限制启动电流,(一般降低电压后的启动电流为电动机额定电流的2~3倍),减少供电干线的电压降落,保障各个用户的电气设备正常运行。
2.1三相异步电动机的串电阻(或电抗)降压启动
在电动机启动过程中,常在三相定子电路中串接电阻(或电抗)(图1)来降低定子绕组上的电压,使电动机在降低的电压下启动,已达到限制启动电流的目的。一旦电动机转速接近额定值时,切除串联电阻(或电抗),使电动机进入全压正常运行。由于定子串电阻降压启动的启动电流随定子电压成正比下降,而启动转矩则按电压下降比例的平方倍下降。显然,这种方法会消耗大量的电能且装置成本较高,三相异步电动机采用这种启动方法,适用于要求启动平稳小的容量电动机及启动不频繁的场合。
2.2三相异步电动机的串自耦变压器降压启动
自耦变压器又称启动补偿器。自耦变压器的初级和电源相接,次级与电动机相联。自耦变压器的次级一般有3个抽头,可得到3种数值不等的电压(图2)。使用时可根据启动电流和启动转矩的要求灵活选择。电动机启动时,定子绕组得到的电压是自耦变压器的一次电压,电动机进入全压运行。在自耦变压器降压启动过程中,启动电流与启动转矩的比值按变化平方倍降低。在获得同样启动转矩的情况下,采用自耦变压器降压启动从电网获取的电流,采用电阻降压启动要小得多,对电网电流冲击小,功率损耗小,所以自耦变压器被称为启动补偿器。这种启动方法常用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机。其缺点是自耦变压器价格较贵,相对电阻结构复杂,体积庞大,且是按照非连续工作制设计制造的,故不允许频繁操作。
