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為什么電機(jī)啟動電流很大?如何減小啟動電流
一、電機(jī)啟動原理
想要了解清楚這個(gè)問題,我們可以先從電機(jī)電機(jī)啟動原理和電機(jī)旋轉(zhuǎn)原理的角度來理解:
當(dāng)感應(yīng)電動機(jī)處在停止?fàn)顟B(tài)時(shí),從電磁的角度看,就象變壓器,接到電源去的定子繞組相當(dāng)于變壓器的一次線圈,成閉路的轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器被短路的二次線圈;定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組間無電的的聯(lián)系,只有磁的聯(lián)系,磁通經(jīng)定子、氣隙、轉(zhuǎn)子鐵芯成閉路。當(dāng)合閘瞬間,轉(zhuǎn)子因慣性還未轉(zhuǎn)起來,旋轉(zhuǎn)磁場以最大的切割速度——同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子繞組,使轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)起可能達(dá)到的最高的電勢,因而,在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中流過很大的電流,這個(gè)電流產(chǎn)生抵消定子磁場的磁能,就象變壓器二次磁通要抵消一次磁通的作用一樣。
而定子方面為了維護(hù)與該時(shí)電源電壓相適應(yīng)的原有磁通,遂自動增加電流。因?yàn)榇藭r(shí)轉(zhuǎn)子的電流很大,故定子電流也增得很大,甚至高達(dá)額定電流的4~7倍,這就是啟動電流大的緣由。啟動后電流為什么?。弘S著電動機(jī)轉(zhuǎn)速增高,定子磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度減小,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電勢減小,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流也減小,于是定子電流中用來抵消轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的磁通的影響的那部分電流也減小,所以定子電流就從大到小,直到正常。
三相異步電機(jī)的啟動電流一般是4~7倍,但是不是絕對的。不過一般要求電機(jī)的起動電流不能超過其額定電流的2~5倍。電機(jī)功率超過30kw的電動機(jī)不適合頻繁啟動,因?yàn)?0kw以上電機(jī)啟動電流一般為額定電流的6-7倍,頻繁啟動會增加電機(jī)溫升,造成燒毀電機(jī)的可能。
一般交流電動機(jī)是異步電動機(jī),它的直接啟動電流約是額定電流的4-7倍,電機(jī)小,則是7倍,電機(jī)大,則是5-4倍。因?yàn)榻涣麟妱訖C(jī)有阻抗,不像直流電動機(jī)只有電阻,所以啟動電流不可能有十幾倍。對于同一臺電機(jī)來說,不管重載輕載,它的啟動電流是一樣的。僅僅在用儀表測量時(shí)看起來有點(diǎn)不一樣。因?yàn)檩p載時(shí),電機(jī)啟動較快,當(dāng)儀表指針還未升到最大時(shí),電機(jī)已起來了,電流開始下降,因此看上去電流較小。而當(dāng)重載時(shí),電機(jī)啟動慢,儀表基本能跟上電流的變化,看起來電流較大。實(shí)際是一樣的。
二、減小電動機(jī)啟動電流的方法
1、直接啟動
直接啟動就是將電動機(jī)的定子繞組直接接入電源,在額定電壓下起動,具有起動轉(zhuǎn)矩大、起動時(shí)間短的特點(diǎn),也是最簡單、最經(jīng)濟(jì)和最可靠的起動方式。全壓起動時(shí)電流大,而起動轉(zhuǎn)矩不大,操作方便,起動迅速,但是這種啟動方式對電網(wǎng)容量和負(fù)載要求比較大,主要適用于1W以下的電機(jī)啟動。
2、串電阻啟動
電機(jī)串電阻啟動,也就是降壓啟動的一種方法。在啟動過程中,在定子繞組電路中串聯(lián)電阻,當(dāng)啟動電流通過時(shí),就在電阻上產(chǎn)生電壓降,減少了加在定子繞組上面的電壓,這樣就可以達(dá)到減小啟動電流目的。
3、自藕變壓器啟動
利用自耦變壓器的多抽頭減壓,既能適應(yīng)不同負(fù)載起動的需要,又能得到更大的起動轉(zhuǎn)矩,是一種經(jīng)常被用來起動較大容量電動機(jī)的減壓起動方式。它的最大優(yōu)點(diǎn)是起動轉(zhuǎn)矩較大,當(dāng)其繞組抽頭在80%處時(shí),起動轉(zhuǎn)矩可達(dá)直接起動時(shí)的64%,并且可以通過抽頭調(diào)節(jié)起動轉(zhuǎn)矩。
4、星三角減壓啟動
對于正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的異步電動機(jī)來說,如果在起動時(shí)將定子繞組接成星形,待起動完畢后再接成三角形,就可以降低起動電流,減輕它對電網(wǎng)的沖擊。這樣的起動方式稱為星三角減壓起動,或簡稱為星三角起動(y-&起動)。采用星三角起動時(shí),起動電流只是原來按三角形接法直接起動時(shí)的1/3。在星三角起動時(shí),起動電流才2-2.3倍。這就是說采用星三角起動時(shí),起動轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接起動時(shí)的1/3。適用于無載或者輕載起動的場合。并且同任何別的減壓起動器相比較,其結(jié)構(gòu)最簡單,價(jià)格也最便宜。除此之外,星三角起動方式還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),即當(dāng)負(fù)載較輕時(shí),可以讓電動機(jī)在星形接法下運(yùn)行。此時(shí),額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配,這樣能使電動機(jī)的效率有所提高,并因之節(jié)約了電力消耗。
5、變頻器啟動(軟啟動)
變頻器是現(xiàn)代電動機(jī)控制領(lǐng)域技術(shù)含量最高,控制功能最全、控制效果最好的電機(jī)控制裝置,它通過改變電網(wǎng)的頻率來調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。因?yàn)樯婕暗诫娏﹄娮蛹夹g(shù),微機(jī)技術(shù),因此成本高,對維護(hù)技術(shù)人員的要求也高,因此主要用在需要調(diào)速并且對速度控制要求高的領(lǐng)域。