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常用的电机启动方式:星三角启动、自藕降压启动、软启动器启动、变频启动
  发布者:Sanai Transformer 发布时间:2015-6-4 阅读:2372

常用的电机启动方式:星三角启动、自藕降压启动、软启动器启动、变频启动
     现在常用的电机启动控制方式有星三角启动、自藕降压启动、软启动器启动、变频启动, 四种启动器从投资上的成本是依次增高,但现行用在大功率电机的启动 控制主要采用自藕降压启动、 软启动器启动。自藕降压启动要用多个大功率接触 器,而且动力电缆接线麻烦、控制回路线路也比软启动多。软启动采用大功率 IGBT 功率元件,本身带有各种电机保护功能:如:欠压、缺相、相序、过载等 保护,主回路、控制回路的联线简单,所用的元器件少,投资成本和自藕降压启 动相差不是很大,因而,现用于大功率电机启动多采用软启动。 变频器的功能比软启动的功能强的多,不但有软启动的功能,还有变频功能,对 一功能多的变频器, 还有自带模拟量输入(速度控制或反馈信号用),PID 控制, 泵却换控制 (用于恒压) 通信功能, , 宏功能 (针对不同场合有不同的参数设定) , 多段速等等。 自耦变压器本身启动时间不能过长, 可调节时间不能超过自耦变压器标称的最长 时间。 降压启动时间可根据负载情况酌情调节,风机或重负载类应适当延长启动 时间,轻负载类可将启动时间调短一些。短时间可在 5~10 秒之间,重负载可在 10~15 秒之间。其实你可以换装一台软启动器,自动根据负载启动,是自耦启动 的换代产品。
        
       三相异步电动机启动方法的选择和比较
1、直接启动 直接启动的优点是所需设备少,启动方式简单,成本低。电动机直接启动的 电流是正常运行的 5 倍左右, 理论上来说, 只要向电动机提供电源的线路和变压 器容量大于电动机容量的 5 倍以上的, 都可以直接启动。 这一要求对于小容量的 电动机容易实现, 所以小容量的电动机绝大部分都是直接启动的,不需要降压启 动。 对于大容量的电动机来说, 一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足 电动机直接启动的条件, 另一方面强大的启动电流冲击电网和电动机,影响电动 机的使用寿命, 对电网不利, 所以大容量的电动机和不能直接启动的电动机都要 采用降压启动。 直接启动可以用胶木开关、铁壳开关、空气开关(断路器)等实现电动机的 近距离操作、点动控制,速度控制、正反转控制等,也可以用限位开关、交流接 触器、时间继电器等实现电动机的远距离操作、点动控制、速度控制、正反转控 制、自动控制等。
 
2、用自偶变压器降压启动 采用自耦变压器降压启动, 电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方 成比例降低, 相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转。如启动电压降至额定电压的 65%,其启动电流为全压启动电流的 42%,启动转矩为全压启动转矩 的 42%。 自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制, 也可以用交流接触器 自动控制, 经久耐用, 维护成本低, 适合所有的空载、 轻载启动异步电动机使用, 在生产实践中得到广泛应用。 缺点是人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱(自 偶补偿器箱),自动控制要配置自偶变压器、交流接触器等启动设备和元件。
 
3、Y-△降压启动 定子绕组为△连接的电动机,启动时接成 Y,速度接近额定转速时转为△运 行,采用这种方式启动时,每相定子绕组降低到电源电压的 58%,启动电流为 直接启动时的 33%, 启动转矩为直接启动时的 33%。 启动电流小, 启动转矩小。 Y-△降压启动的优点是不需要添置启动设备,有启动开关或交流接触器等 控制设备就可以实现, 缺点是只能用于△连接的电动机,大型异步电机不能重载 启动。
 
4、转子串电阻启动 绕线式三相异步电动机, 转子绕组通过滑环与电阻连接。外部串接电阻相当 于转子绕组的内阻增加了,减小了转子绕组的感应电流。从某个角度讲,电动机 又像是一个变压器, 二次电流小,相当于变压器一次绕组的电动机励磁绕组电流 就相应减小。根据电动机的特性,转子串接电阻会降低电动机的转速,提高转动 力矩,有更好的启动性能。 在这种启动方式中,由于电阻是常数,将启动电阻分为几级,在启动过程中 逐级切除,可以获取较平滑的启动过程。 根据上述分析知:要想获得更加平稳的启动特性,必须增加启动级数,这就 会使设备复杂化。 采用了在转子上串频敏变阻器的启动方法,可以使启动更加平 稳。 频敏变阻器启动原理是: 电动机定子绕组接通电源电动机开始启动时,由于 串接了频敏变阻器,电动机转子转速很低,启动电流很小,故转子频率较高, f2≈f1,频敏变阻器的铁损很大,随着转速的提升,转子电流频率逐渐降低,电 感的阻抗随之减小。 这就相当于启动过程中电阻的无级切除。当转速上升到接近 于稳定值时,频敏电阻器短接,启动过程结束。 转子串电阻或频敏变阻器虽然启动性能好,可以重载启动,由于只适合于价 格昂贵、结构复杂的绕线式三相异步电动机,所以只是在启动控制、速度控制要 求高的各种升降机、输送机、行车等行业使用。
 
5、软启动器 软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的 新颖电机控制装置,国外称为 Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控 电机之间的三相反并联闸管交流调压器。 运用不同的方法, 改变晶闸管的触发角, 就可调节晶闸管调压电路的输出电压。在整个起动过程中,软起动器的输出是一 个平滑的升压过程,直到晶闸管全导通,电机在额定电压下工作 软启动器的优点是降低电压启动,启动电流小,适合所有的空载、轻载异步 电动机使用。缺点是启动转矩小,不适用于重载启动的大型电机。
 
 6、变频器
通常, 把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装 置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。然 后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC)。变频器同时改变输出频 率与电压,也就是改变了电机运行曲线上的 n0,使电机运行曲线平行下移。因 此变频器可以使电机以较小的启动电流,获得较大的启动转矩,即变频器可以启 动重载负荷。 变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能,应用了现代的科学技术, 价格昂贵但性能良好,内部结构复杂但使用简单,所以不只是用于启动电动机, 而是广泛的应用到各个领域,各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体 积、各种各样的用途等都有。随着技术的发展,成本的降低,变频器一定还会得 到更广泛的应用。
 
    电压由零慢慢提升到额定电压,使电机启动的全过程都不存在冲击转矩,而是平滑的启动运行。这就是软启动。
      我们知道电动机的直接启动电流时额定电流的4到7倍,那么如果电机的功率比较小,那么对电网的影响不是很大,那么我们就允许它直接启动,一般电动机功率在7.5KM以下都是允许直接启动的,但是对于大型电机,功率特别的大,那么就不允许它直接启动,如果他的额定电流是100A ,那么他在启动的瞬间电流可以达到好几百安,这么大的电流对电网的冲击是非常的大的,会影响同一电网所带其他负载的正常工作,这种情况我们经常可以看到,比如某一大型负载启动的瞬间等泡会变暗等,我们在家有时候也会存在这种情况,比如开电视机的时候,灯泡有时候就会突然间暗了一下,同样还因为负载的启动电流太大,对电机绕组的绝缘也是极为不利的,所以对于大型电机一般都要实行软启动,所谓软启动就是在启动初期我们给他加的电压要低于额定电压,常见的软启动有软启动器启动和自耦变压器降压启动,自耦变压器降压启动在电机启动的初期先给它加上为额定电压60%到80%的一个电压,先让其运动起来,当转动起来以后,再给他切换到额定电压下工作,这就是一个简单的软启动过程,而软启动器要比自耦变压器降压启动要先进些,其原理都是一样的,软启动器给电动机的电压时从0逐渐到额定电压的,他的启动过程更为平滑,启动效果更好,对电网冲击和对绕组的伤害也是最小的,要优于自耦变压器降压启动!!这就是软启动器在工业应用的优势所在!!
    
     星角启动是角形运行的三相异步电机为了降低起动电流,采用星形接线启动,启动后改为角形运行,在启动和切换时有冲击并且启动电流不可调。软起是靠单片机控制晶闸管的导通角实现电压从零平滑上升起动电流、电压、时间在一定范围可调达到平滑启动减小冲击的特点。
     
    星三角启动是通过改变电机三相绕组的接线方式,降压启动。 而自耦变压器,降压启动是通过变压器降低电机电源输入端电压的方式降压启动, 而且当电机额定功率比较大而电机是采用星形接法的时候就不能采用星三角降压启动了 ,自耦变压器的电压比是可以改变的 这样可以根据启动所需要的转矩来设定变比,这样降压启动比星三角启动投入大。星三角降压启动7.5KW以下电动机通过改变电机三相绕组的接线方式来实现降压启动,7.5KW以上电机只能借助自耦变压器的补偿线圈来实现减压启动。
 

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