1.绕线转子异步电动机的起动
通过起动过程中循序切除预先接在绕线转子异步电动机转子回路中的一个或多个电阻器,可降低起动电流,并能在零至极限转矩范围内控制起动转矩。绕线转子异步电动机的电阻起动可分为
(1)半载起动 平均转矩为0.65~0.7倍额定转矩(例如:电梯)。
(2)满载起动 平均转矩为1.3~1.5倍额定转矩(例如:压力机和车床)。
(3)重载起动 平均转矩为1.7~2倍额定转矩(例如:离心泵、岩石粉碎机)。
在起重设备中,大多使用的是绕线转子异步电动机。在这种使用场合下,应采用AC-2使用类别。AC-2工作制是满载绕线转子异步电动机在起动阶段起动与分断的典型负载,也具有不频繁的反接制动来停止电动机的可能性。
2.笼型异步电动机的起动
(1)直接起动(全压起动) 如果直接接通笼型三相交流异步电动机,则在接通电流峰值衰减后,流过的是稳定的起动电流Ian。起动电流Ian的大小与负载转矩无关;而起动时间tan却取决于负载转矩、整个传动装置的转动惯量以及加速转矩。如起动时间长,就会出现重载起动。直接起动的推荐值如下:
1)接通电流峰值(最大值)
2)起动电流(有效值)Ian:Ian=(4~8.4)×额定电流Ie(在特殊情况下可达13Ie)
3)空载电流I0:I0=(0.95~0.2)Ie(随电动机制造等级提高而下降,并随极数增加而上升)。
4)起动时间tan:在正常条件下,tan<10s;在重载起动时,tan>10s(验证电动机发热是必要的)。
对于可逆运行的电动机来说,会出现更高的接通电流峰值。
如在转子堵转的情况下接通电动机,则电动机将达到它的最大起动电流(堵转电流)。
电动机的起动电流可通过不同的措施来降低。
(2)星-三角起动 星-三角起动这种接线方案只能应用于三相交流异步电动机,因为它的额定电压在三角形联结时与电网额定电压是相一致的,而它的绕组端是另行接向端子的。凡通过降低电动机绕组上的电压实现起动的接线方案中,转矩随电压降低而成二次方地下降,电流随电压降低而呈线性下降。
三相异步交流电动机在星-三角起动时,由于电动机绕组的电压降低为原来的,其起动电流仅为直接接通的1/3,电动机转矩也下降到原来的1/3。星-三角减压起动只适用于起动那些在起动过程中负载转矩一直保持很小的三相交流电动机。典型三接触器式星-三角起动器接线及其起动时的电流和转矩的典型曲线如图14-25和图14-26所示。
图14-25 用时间继电器作延时控制的三接触器式星-三角起动器接线(www.xing528.com)
图14-26 星-三角起动时电流和转矩的典型曲线
I—三角形联结时的电流 I—星形联结时的电流 M、M—电动机三角形和星形联结转矩 ML—负载转矩
(3)不间断的星-三角起动器(闭路转换)
为了使从星形联结工作转换到三角形联结工作时出现的瞬态过程尽可能地短,可用第4台接触器(转换接触器)通过电源上的电阻来控制电动机绕组(其典型接线图见图14-27),便可实现无间断的转换,从而使电流峰值在转换过程中受到进一步的抑制(见图14-28),大大减少了起动器触头的磨损。
(4)变阻式起动 起动电流经电阻而产生电压降,其作用是使电动机以相应降低的端电压实现起动。起动电流随电压降低而呈线性衰减,在一级起动时,电阻应设计得使起动电流限制在3倍的电动机额定电流值上。在两级起动时,起动电流应限制在1.5~2倍的电动机额定电流值上,然而此时的起动转矩已非常小。
(5)自耦减压起动 电动机在起动过程中是以星形联结电路的形式接在变压器的抽头上,一般接在70%额定电压。在这种情况下,起动转矩和起动电流降低到相当于直接起动时的49%(M∝u2)。其优点是在起动时降低了电网负载。此外,电动机并不需要如同星-三角起动电路时与6根进线相连接,而只需与3根进线相连接。
当电网情况鉴于起动电流过高而不允许直接接通时,采用带有接触器的起动变压器对空载或负载很小的电动机进行自动起动是十分合适的。
(6)三相交流换向电路 三相交流换向电路用于可逆运行,电动机通过相的变换而快速改变其旋转方向。在快速转换时,电动机绕组中还存在着剩余磁场和相当高的剩余电压,于是就会出现相当于0.7Ie的附加峰值电流。
图14-27 不间断的星-三角起动器典型接线图
图14-28 星-三角起动器的转换电流
a)不间断转换(闭路转换) b)断电转换(开路转换)
必须注意的是,在转换时要有足够长的通断间歇,以便断开的接触器的电弧,在接通接触器接通之前,确保熄灭。换向接触器为此必须通过常闭辅助触头实现电气联锁。此外,它们也可实现机械联锁。机械联锁能防止在调试和受强力振动时因误操作而发生两台接触器同时接通,并能防止相间短路。
(7)点动运行
点动运行可理解为一次或多次地短时接通电动机电源,为了实现只是很小的运动,需在起动过程中断开电动机起动电流。点动运行往往使用在例如机床的调整和载重电梯上。点动运行会引起触头的强烈烧损。因此,应按使用类别AC-4来选用起动器。
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