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1、三相异步电动机的启动三相异步电动机的启动2.4.1 笼形异步电动机笼形异步电动机的启动的启动 三三相相笼笼形形异异步步电电动动机机的的启启动动有有两两种种方方式式，第第一一种种是是直直接接启启动动，即即将将额额定定电电压压直直接接加加在在电电动动机机定定子子绕绕组组端端。第第二二种种是是降降压压启启动动，即即在在电电动动机机启启动动时时降降低低定定子子绕绕组组上上的的外外加加电电压压，从从而而降降低低启启动动电电流流。启启动动结结束束后后，将将外外加加电电压压升升高高为为额额定定电电压压，进进入入额额定定运运行行。两两种种方方法法各各有有优优点点，应应视视具具体体情情况况具具体体确确定定。从从
2、电电动动机机容容量量的的角角度度讲讲，通通常常认认为为满满足足下下列列条条件件之之一一的的即即可可直直接启动，否则应采用降压启动的方法。接启动，否则应采用降压启动的方法。（1 1）容量在）容量在10kW10kW以下以下 （2 2）符合下列经验公式）符合下列经验公式第1页/共14页1 1三相笼形异步电动机的直接启动三相笼形异步电动机的直接启动 直直接接启启动动的的优优点点是是所所需需设设备备少少，启启动动方方式式简简单单，成成本本低低，是是小小型型笼笼形形异异步步电电动动机机主主要要采采用用的的启启动动方方法，如图法，如图4.54.5所示。所示。图4.5 三相笼形异步电动机的直接启动第2页/共1
3、4页2 2三相笼形异步电动机的降压启动三相笼形异步电动机的降压启动 降压启动方式是指在启动过程中降低其定子绕组端的外施电压，启动结束后，再将定子绕组的两端电压恢复到额定值。这种方法虽然能达到降低启动电流的目的，但启动转矩也减小很多，故此法一般只适用于电动机的空载或轻载启动，具体方法包括：第3页/共14页（1 1）定子串电阻或电抗器降压启动）定子串电阻或电抗器降压启动 三相笼形异步电动机启动时，三相笼形异步电动机启动时，在电动机定子电路串入电阻或电抗在电动机定子电路串入电阻或电抗器，使加到电动机定子绕组端电压器，使加到电动机定子绕组端电压降低，减少了电动机上的启动电流。降低，减少了电动机上的启动
4、电流。图图4.64.6是三相笼形电动机定子绕组串是三相笼形电动机定子绕组串电阻降压启动的原理图，其工作情电阻降压启动的原理图，其工作情况为：合上刀开关况为：合上刀开关QQ，在开始起动时，在开始起动时，KM1KM1主触点闭合，主触点闭合，KM2KM2主触点断开，主触点断开，电动机经电阻接入电源，电动机在电动机经电阻接入电源，电动机在低压状态下开始启动。当电动机的低压状态下开始启动。当电动机的转速接近额定值时，使转速接近额定值时，使KM1KM1断开、断开、KM2KM2接通，切除了电阻，电源电压接通，切除了电阻，电源电压直接加在电动机上，启动过程结束。直接加在电动机上，启动过程结束。这种启动方法不受
5、电动机定子绕组接法形式的限制，但由于启动电阻的存在，将使设备体积增大，电能损耗大，目前已较少采用。图4.6 三相异步电动机定子方串电阻降压启动 第4页/共14页（2 2）Y/Y/降压启动降压启动 对于正常运行为对于正常运行为形接法的三相交流异步电动形接法的三相交流异步电动机，若在启动时将其定子绕组接为机，若在启动时将其定子绕组接为Y Y形，则启动时其形，则启动时其定子绕组上所加的电压仅为正常运行的定子绕组上所加的电压仅为正常运行的 ，降降低了启动电压。目前生产的低了启动电压。目前生产的Y Y系列功率在系列功率在4kV4kV以上的以上的中小型三相异步电动机，其定子绕组的规定接法一中小型三相异步电
6、动机，其定子绕组的规定接法一般为般为形接法，所以在启动时，可以对其采用形接法，所以在启动时，可以对其采用Y/Y/降降压启动方法，即在电动机启动过程中，将定子绕组压启动方法，即在电动机启动过程中，将定子绕组接成接成Y Y形接法，启动过程结束后，再接成形接法，启动过程结束后，再接成形接法。形接法。图图4.74.7是是Y/Y/降压启动的原理图，其工作情况如下。降压启动的原理图，其工作情况如下。第5页/共14页 合合上上开开关关QFQF后后，若若要要启启动动电电动动机机，则则交交流流接接触触器器KM1KM1和和KM2KM2的的主主触触点点同同时时闭闭合合，KM1KM1将将电电动动机机的的定定子子绕绕组
7、组接接成成Y Y形形，KM2KM2将将电电源源引引到到电电动动机机定定子子绕绕组组端端，电电动动机机降降压压启启动动。当当电电动动机机的的转转速速接接近近于于稳稳定定值值 时时，KM1KM1先先 断断 开开 而而 后后KM3KM3立立即即闭闭合合，将将电电动动机机定定子子绕绕组组的的Y Y形形接接法法解解除除而而接接成成形形，进进入入额额定定运运行行状态。状态。三相笼形异步电动三相笼形异步电动机的机的Y/Y/降压启动简单，运降压启动简单，运行可靠，应用较广泛。但行可靠，应用较广泛。但它只适用于正常运转时定它只适用于正常运转时定子绕组为子绕组为接的电动机。接的电动机。图4.7 Y/降压启动原理图
8、 第6页/共14页（3 3）定子串自耦变压器降压启动）定子串自耦变压器降压启动 这种方法是利用自这种方法是利用自耦变压器将电源电压降耦变压器将电源电压降低后再加到电动机定子低后再加到电动机定子绕组端，达到减小启动绕组端，达到减小启动电流的目的，如图电流的目的，如图4.84.8所所示。示。设自耦变压器的一次侧电压U1（即电源电压），电流为I1，二次侧电压为U2，电流为I2，变压比为k，则;图4.8 自耦变压器降压启动 第7页/共14页 启启动动时时，经经自自耦耦变变压压器器后后，加加在在三三相相笼笼形形异异步步电电动动机机定定子子绕绕组组端端的的线线电电压压为为U U1 1/k k，此此时时电电
9、动动机机定定子子绕绕组组上上的的启启动动电电压压为为全压启动时的全压启动时的1/1/k k，即，即 式式中中 电电动动机机电电压压为为U U1 1/k k时时的的启启动动电电流流，即即自自耦耦变变压压器二次侧电流。器二次侧电流。电动机全压启动时的电流。电动机全压启动时的电流。电电动动机机电电压压为为U U1 1/k k时时电电网网上上流流经经的的电电流流，即即自自耦耦变变压压器器一一次次侧侧电电流流，所所以以电电动动机机从从电电网网吸吸取取的的电电流流 。由由于于自自耦耦变变压压器器一一次次侧侧的的电电流流小小于于二二次次侧侧的的电电流流，故故在在相相同同的的启启动动电电压压下下，自自耦耦变变
10、压压器器降降压压启启动动比比Y/Y/降降压压启启动动向向电电源源吸吸取取的的电电流要小。流要小。图图5.85.8的的控控制制原原理理是是合合上上QQ后后，令令 KM1KM1触触点点先先将将自自耦耦变变压压器器做做星星形形连连接接，再再由由KM2KM2接接通通电电源源，电电动动机机定定子子绕绕组组经经自自耦耦变变压压器器实实现现减减压压启启动动。当当电电动动机机的的转转速速接接近近于于额额定定转转速速时时，令令KM1KM1、KM2KM2断断开开而而KM3KM3闭闭合合直直接接将将全全电电压压加加在在电电动动机机上上，启启动动过程结束，进入全压运行状态。过程结束，进入全压运行状态。自自耦耦变变压压
11、器器降降压压启启动动的的启启动动性性能能好好，但但线线路路相相对对较较复复杂杂，设设备备体体积积大大，目目前前是是三三相相笼笼形形异异步步电电动动机机常常用用的的一一种种降降压压启启动动方法。方法。第8页/共14页4.2.2 4.2.2 绕线形异步电动机的启动绕线形异步电动机的启动绕线形异步电动机的启动绕线形异步电动机的启动 三三相相绕绕线线形形异异步步电电动动机机转转子子中中有有三三相相绕绕组组，可可以以通通过过滑滑环环和和电电刷刷串串接接外外加加电电阻阻。在在上上一一节节分分析析转转子子串串电电阻阻的的人人为为机机械械特特性性时时已已知知：适适当当增增加加转转子子串串接接电电阻阻，可可以以
12、减减小小启启动动电电流流并并提提高高电电动动机机的的启启动动转转矩矩，绕绕线线形形异异步电动机正是利用了这一特性。步电动机正是利用了这一特性。按照绕线形异步电动机启动过程中转子串接装置的按照绕线形异步电动机启动过程中转子串接装置的不同，有串电阻启动和串频敏电阻器启动两种方法。不同，有串电阻启动和串频敏电阻器启动两种方法。第9页/共14页1 1转子串电阻启动转子串电阻启动转子串电阻启动转子串电阻启动 在这种启动方式在这种启动方式中，由于电阻是常数，中，由于电阻是常数，所以为了获取较平滑所以为了获取较平滑的启动过程，将启动的启动过程，将启动电阻分为几级，在启电阻分为几级，在启动过程中逐级切除。动过
13、程中逐级切除。图图4.94.9是绕线形异步电是绕线形异步电动机转子串电阻启动动机转子串电阻启动的原理图，图的原理图，图4.104.10是是机械特性曲线。机械特性曲线。图4.9 绕线形异步电动机串电阻启动原理图 第10页/共14页 其工作情况为：合上刀开关其工作情况为：合上刀开关QQ后，后，交流接触器交流接触器KM1KM1，KM2KM2，KM3KM3的主触的主触点全部断开，全部电阻均接入电路，对点全部断开，全部电阻均接入电路，对应工作的机械特性曲线为图应工作的机械特性曲线为图5.105.10中曲线中曲线1 1，从，从a a点开始启动，转速逐渐升高。当点开始启动，转速逐渐升高。当转速升高到转速升高
14、到b b点时，令点时，令KM1KM1闭合，闭合，R R1 1被被短接，短接，R R2 2,R R3 3仍串入电路，由于电阻减仍串入电路，由于电阻减小而转速不能突变，特性曲线瞬间过渡小而转速不能突变，特性曲线瞬间过渡到曲线到曲线2 2上的上的c c点并沿曲线点并沿曲线2 2继续加速。继续加速。当加速到当加速到d d点时，令点时，令KM2KM2闭合，闭合，R R1 1,R R2 2被短接，被短接，R R3 3仍串入电路，由于电阻减小仍串入电路，由于电阻减小而转速不能突变，特性曲线瞬间过渡到而转速不能突变，特性曲线瞬间过渡到曲线曲线3 3上的上的e e点并沿曲线点并沿曲线3 3继续加速。当继续加速。
15、当加速到加速到f f点时，令点时，令KM3KM3闭合，闭合，R R 1 1,R R 2 2,R R3 3被短接，由于电阻减小而转速不能突变，被短接，由于电阻减小而转速不能突变，特性曲线瞬间过渡到固有机械特性曲线特性曲线瞬间过渡到固有机械特性曲线上的上的g g点并沿固有机械特性曲线继续加点并沿固有机械特性曲线继续加速，直到稳定运行，启动过程结束。速，直到稳定运行，启动过程结束。图4.10 绕线形异步电动机转子串电阻启动机械特性第11页/共14页2 2转子绕组串频敏变阻器启动转子绕组串频敏变阻器启动转子绕组串频敏变阻器启动转子绕组串频敏变阻器启动 根根据据上上述述分分析析知知：要要想想获获得得更更
16、加加平平稳稳的的启启动动特特性性，必必须须增增加加启启动动级级数数，这这就就会会使使设设备备复复杂杂化化。为为此此采采用用了了在在转转子子上上串串频频敏敏变变阻阻器器的的启启动动方方法法。所所谓谓频频敏敏变变阻阻器器，是是由由厚厚钢钢板板叠叠成成铁铁心心并并在在铁铁心心柱柱上上绕绕有有线线圈圈的的电电抗抗器器，其其结结构构示示意意图图如如图图4.114.11所所示示。它它是是一一个个铁铁损损耗耗很很大大的的三三相相电电抗抗器器，如如果果忽忽略略绕绕组组的的电电阻阻和和漏漏抗时，其一相的等效电路如图抗时，其一相的等效电路如图4.124.12所示。所示。图4.11 频敏变阻器结构示意图 图4.12
17、 频敏变阻器一相等效电路 第12页/共14页 频敏变阻器启动原理如图频敏变阻器启动原理如图4.134.13所示。合上开关所示。合上开关QQ，KM1KM1闭闭合，电动机定子绕组接通电源电合，电动机定子绕组接通电源电动机开始启动时，电动机转子转动机开始启动时，电动机转子转速很低，故转子频率较高，速很低，故转子频率较高，f f2 2 f f1 1，频敏变阻器的铁损很大，频敏变阻器的铁损很大，R Rmm和和X Xmm均很大，且均很大，且R RmmX Xmm，因此，因此限制了启动电流，增大了启动转限制了启动电流，增大了启动转矩。随着电动机转速的升高，转矩。随着电动机转速的升高，转子电流频率下降，于是子电流频率下降，于是R Rmm、X Xmm随随n n减小，这就相当于启动过程减小，这就相当于启动过程中电阻的无级切除。当转速上升中电阻的无级切除。当转速上升到接近于稳定值时，到接近于稳定值时，KM2KM2闭合将闭合将频敏电阻器短接，启动过程结束。频敏电阻器短接，启动过程结束。图4.13 三相绕线形异步电动机串频敏电阻器启动原理图 第13页/共14页感谢您的观看。感谢您的观看。第14页/共14页