三相異步電動(dòng)機(jī)常用啟動(dòng)方式的選擇和優(yōu)缺點(diǎn)
1、直接啟動(dòng)
電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)配電母線的電壓不低于系統(tǒng)標(biāo)稱電壓85%。通常,只要電動(dòng)機(jī)額定功率不超過電源變壓器額定容量的30%,即可全壓啟動(dòng)。僅在估算結(jié)果處于邊緣情況時(shí),才需要進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。
優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備少,啟動(dòng)方式簡單,成本低。
缺點(diǎn)是主要用于小功率電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。
2、用自偶變壓器降壓啟動(dòng)
自耦變壓器降壓起動(dòng):將自耦變壓器高壓側(cè)接電網(wǎng),低壓側(cè)接電動(dòng)機(jī)。啟動(dòng)時(shí),利用自耦變壓器分接頭來降低電動(dòng)機(jī)的電壓,待轉(zhuǎn)速升到一定值時(shí),自耦變壓器自動(dòng)切除,電動(dòng)機(jī)與電源相接,在全壓下正常運(yùn)行。
這種起動(dòng)方法,可選擇自耦變壓器的分接頭位置來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的端電壓,而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比星?三角降壓啟動(dòng)大。
但自耦變壓器投資大,且不允許頻繁啟動(dòng)。它僅適用于星形或三角形連接的、容量較大的電動(dòng)機(jī)。
3、Y-△降壓啟動(dòng)
啟動(dòng)時(shí)先將定子繞組接成星形,使得每相繞組電壓為正常運(yùn)行時(shí)相電壓的1/√3,啟動(dòng)完畢再恢復(fù)成三角形聯(lián)結(jié),電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入全壓下正常運(yùn)行。
其優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)設(shè)備成本低、方法簡單易操作。
雖然此法的啟動(dòng)電流降至全壓啟動(dòng)時(shí)的1/3,但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有額定轉(zhuǎn)矩的1/3,故這種方法多用于輕載或空載啟動(dòng)。
4、轉(zhuǎn)子串電阻或者頻敏電阻啟動(dòng)
串聯(lián)電阻啟動(dòng)
定子繞組串聯(lián)電阻起動(dòng)是在犧牲起動(dòng)轉(zhuǎn)矩情況下進(jìn)行的,只適用于輕載或空載下起動(dòng)。
在需要重載起動(dòng)時(shí),可采用三相轉(zhuǎn)子串聯(lián)對(duì)稱電阻的方法。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。
一般將起動(dòng)電阻分級(jí)連成星形,起動(dòng)時(shí),先將全部起動(dòng)電阻接入,隨著起動(dòng)的進(jìn)行,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提髙,轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻依次被短接,在啟動(dòng)結(jié)束時(shí),電阻全部被短接。
串聯(lián)電阻啟動(dòng)增加了轉(zhuǎn)子電阻,減少啟動(dòng)電流。選擇合適的變阻器阻值,轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)顯著增大,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也增加大。
若想獲得良好的啟動(dòng)特性,一般需要較多的啟動(dòng)級(jí)數(shù),所用電器多,控制線路復(fù)雜,設(shè)備投資大,維修不便,同時(shí)由于逐級(jí)切除電阻,會(huì)產(chǎn)生一定的機(jī)械沖擊力。
在工礦企業(yè)中廣泛采用頻敏變阻器代替啟動(dòng)電阻,來控制繞線式異步三動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。
頻敏變阻器是一種阻抗值隨頻率明顯變化(敏感于頻率)、靜止的無觸點(diǎn)電磁元件,它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)鐵心損耗非常大的三相電抗器。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),將頻敏變阻器串接在轉(zhuǎn)子繞組中,由于頻敏變阻器的等值阻抗隨轉(zhuǎn)子電流頻率減小而減小,從而達(dá)到自動(dòng)變阻的目的。因此只需要用一級(jí)頻敏變阻器就可以平穩(wěn)地把電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)起來。
串接頻敏變阻器啟動(dòng)的不足之處:由于有電感存在,使功率因數(shù)較低,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不很大。只適合輕載啟動(dòng),不適合重載啟動(dòng)。
5、軟啟動(dòng)器啟動(dòng)
軟啟器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器,將其接入電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動(dòng)機(jī)逐漸加速,直到晶閘管全導(dǎo)通,電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上,實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng),降低啟動(dòng)電流,避免啟動(dòng)過流跳閘。
待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),啟動(dòng)過程結(jié)束,軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管,為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額 定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長軟啟動(dòng)器的使用壽命,提高其工作效率,又使電網(wǎng)避免了諧波污染。
軟啟動(dòng)器同時(shí)還提供軟停車功能,軟停車與軟啟動(dòng)過程相反,電壓逐漸降低,轉(zhuǎn)速逐漸下降到零,避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。
軟啟動(dòng)器還內(nèi)置的保護(hù)功能,如失速及堵轉(zhuǎn)測試、相間平衡、欠載保護(hù)、欠壓保護(hù)過壓保護(hù)等,對(duì)電機(jī)而言起到了進(jìn)一步的保護(hù)作用
6、變頻器啟動(dòng)
變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成。
頻器主要采用交—直—交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻),先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再將直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。
變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率,根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的。
變頻器一般都具有過熱保護(hù),過載保護(hù),過流保護(hù),甚至有些還有缺相保護(hù)等。
按習(xí)慣來講,低壓11KW以下的電機(jī)可以采用直接啟動(dòng),11-75KW可以采取星三角或自耦降壓啟動(dòng),而75KW以上電機(jī)則建議采用軟啟動(dòng)或變頻器啟動(dòng)。