鼠籠式電動機是最常見的三相異步電動機款式,它的因為結構簡單,價格便宜,維護方便而得大規模使用,但是它有個問題,就是瞬間啟動電流比較大,一般需要軟啟動的方式來控制電流,常用的鼠籠式三相異步電機啟動方式有:全壓啟動、自耦減壓啟動、Y-△啟動、軟啟動器啟動、變頻器啟動等方式,需要根據需要來選擇合適的啟動方式
對于怎樣選擇電動機的啟動方式,得根據電機所驅動的機械負載的轉矩特性、負載性質對啟動的要求、線路中的變壓器容量、各種啟動的經濟投資等進行綜合考慮。常見的機械負載特性與轉矩特性見下圖表所示。
下面為幾種電動機啟動方式比較:
(1)電動機全壓直接啟動
在電網容量和負載兩方面都允許全壓直接啟動的情況下,可以考慮采用全壓直接啟動。這種啟動方式的優點是操縱控制方便,維護簡單,而且比較廉價。主要用于10KW以下的小功率電動機的啟動,如果功率大于10KW則考慮采用Y-△降壓啟動,從而節約成本。
(2)電動機自耦減壓啟動
電動機自耦減壓啟動,是利用自耦變壓器的多抽頭減低電壓,既能適應不同負載啟動的需要,又能得到較大的啟動轉矩,是一種經常被用來啟動容量較大電動機的減壓啟動方式。它的最大優點是啟動轉矩較大,當其自耦變壓器繞組抽頭在80%處時,啟動轉矩可達直接啟動時的60%。并且可以通過抽頭調節啟動轉矩。至今仍然還有應用。見下圖所示。
(3)電動機Y-△啟動
對于正常運行的定子繞組為三角形接法的籠式異步電動機來說,如果在啟動時將定子繞組接成星形,待啟動完畢后再接成三角形,就可以降低啟動電流,減輕啟動時電流對電源電壓的沖擊。這樣的啟動方式稱為星三角減壓啟動,簡稱為星-角啟動(Y-△啟動)。采用星角啟動時,啟動電流只是原來按三角形接法直接啟動時的1/3。如果直接啟動時的啟動電流以6~7倍額定電流計算,則在星三角啟動時,啟動電流才是2~3倍額定電流。簡單說采用星三角啟動時,啟動轉矩也降為原來按三角形接法直接啟動時的1/3。適用于空載或者輕載啟動的設備。并且同其他減壓啟動器相比較,其結構最簡單,檢修比較方便,價格也最便宜。見下圖所示。
(4)電動機軟啟動器
軟啟動就是一個交流調壓器,它利用了晶閘管的移相調壓原理來實現對電動機的調壓啟動,主要用于電動機的啟動控制,具有過電流保護,電機過載、失壓、過壓、斷相、接地故障保護。啟動效果好,但成本較高。因使用了單片機、大功率晶閘管元件,而晶閘管工作時諧波干擾較大,對電網有一定的影響。另外,電網的波動也會影響晶閘管元件的導通,特別是同一電網中有多臺晶閘管設備時。因此晶閘管元件的故障率較高,因為涉及電力電子技術,因此對維護技術人員的要求也較高。見下圖所示。
(5)電動機變頻器啟動:見下圖所示。
變頻器是目前電動機控制領域技術含量最高、控制功能最全、控制效果最好的電機控制裝置,它通過改變電源的頻率來調節電動機的轉速和轉矩。因為涉及到電力電子技術、微機技術,因此成本高,對維護技術人員的要求也高,因此主要用在需要調速并且對速度控制要求高的領域。
在以上幾種啟動控制方式中,星三角啟動,自耦減壓啟動因其成本低,維護相對于軟啟動和變頻控制容易,目前在實際運用中還占有很大的比重。但因其采用分立電氣元件組裝控制線路接點較多,在其運行中,故障率相對比較高。從事電氣維護的技術人員都知道,很多故障都是電氣元件的觸點和連線接點接觸不良引起的,在工作環境惡劣(如粉塵、潮濕)的地方,這類故障比較多,檢查起來頗費時間。
另外,有時根據生產需要,要更改電機的運行方式,如原來電機是連續運行的,需要改成定時運行,這時就需要增加元件,更改控制線路才能實現。有時因為負載或電機變動,要更改電動機的啟動方式,如原來是自耦啟動,要改為星三角啟動,也要更改控制線路才能實現。
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