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1、三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性 其中，（其中，（1）和（）和（2）两条是衡量电动机启动性能的主要技术指标。）两条是衡量电动机启动性能的主要技术指标。异步电动机本身的启动特性为：异步电动机本身的启动特性为：a.定子电流大，定子电流大，Ist=(57)IN 异步电动机在接入电网启动的瞬时，由于转子处于静止状态，定子旋转磁场以异步电动机在接入电网启动的瞬时，由于转子处于静止状态，定子旋转磁场以最快的相对速度最快的相对速度（即（即同步转速同步转速）切割转子导体，在转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电流，从而引起很大的定子电流）切割转子导体，在转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电流
2、，从而引起很大的定子电流 b.启动转矩较小启动转矩较小 启动时启动时 ，转子功率因数，转子功率因数 很低，因而启动转矩很低，因而启动转矩 却不大。却不大。第1页/共14页 异步电动机的固有启动特性如图所示：异步电动机的固有启动特性如图所示：显然，异步电动机的这种启动性能和生产机械的要求是显然，异步电动机的这种启动性能和生产机械的要求是相矛盾的相矛盾的，为了解决这些矛盾，必须根据具体情况，采取不同的启动方法。，为了解决这些矛盾，必须根据具体情况，采取不同的启动方法。第2页/共14页一、一、鼠笼式异步电动机的启动方法鼠笼式异步电动机的启动方法 鼠笼式异步电动机有鼠笼式异步电动机有直接启动直接启动和
3、和降压启动降压启动两种方法，采用什么启动方法，要根据实际情况而定。两种方法，采用什么启动方法，要根据实际情况而定。1直接启动（全压启动）直接启动（全压启动）直接启动就是将电动机的定子绕组通过直接启动就是将电动机的定子绕组通过闸刀开关或接触器闸刀开关或接触器直接接入电源，在额定电压下进行启动。直接接入电源，在额定电压下进行启动。特点：电动机定子绕组的工作电压和启动电压相等。特点：电动机定子绕组的工作电压和启动电压相等。直接启动的条件：由于直接启动的启动电流很大，因此，在什么情况下采用直接启动，有关供电、动力部门都有规定，主要取决于电动机的直接启动的条件：由于直接启动的启动电流很大，因此，在什么情
4、况下采用直接启动，有关供电、动力部门都有规定，主要取决于电动机的功率与供电变压器的容量之比值功率与供电变压器的容量之比值。第3页/共14页 一般在一般在有独立变压器供电有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的情况下：（即变压器供动力用电）的情况下：1：若电动机启动频繁时若电动机启动频繁时，电动机功率小于变压器容量的，电动机功率小于变压器容量的20%时允许直接启动；时允许直接启动；2：若电动机不经常启动若电动机不经常启动，电动机功率小于变压器容量的，电动机功率小于变压器容量的30%时也允许直接启动。如果时也允许直接启动。如果没有独立的变压器供电没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）的情况下，电
5、动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算，满足下列关系则可直接启动。（即与照明共用电源）的情况下，电动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算，满足下列关系则可直接启动。第4页/共14页 例：例：有一台要求经常启动的鼠笼式异步电动机，其有一台要求经常启动的鼠笼式异步电动机，其 PN=20kW,Ist/IN=6.5，如果供电变压器（电源）容量为，如果供电变压器（电源）容量为560kVA，且有照明负载，问可否直接启动？同样的，且有照明负载，问可否直接启动？同样的Ist/IN 比值，功率为多大的电动机则不允许直接启动？比值，功率为多大的电动机则不允许直接启动？解：根据经验公式算出解：根据经验公式算出 满足
6、上述关系，故允许直接启动。满足上述关系，故允许直接启动。可算出，额定功率大于可算出，额定功率大于24kW的电动机不允许直接启动。的电动机不允许直接启动。第5页/共14页2电阻或电抗器降压启动电阻或电抗器降压启动 异步电动机采用异步电动机采用定子串电阻或电抗器定子串电阻或电抗器的降压启动原理接线图如图所示。的降压启动原理接线图如图所示。启动时，接触器启动时，接触器1KM断开，断开，KM闭合，将启动电阻串入定子电路，使闭合，将启动电阻串入定子电路，使启动电流减小启动电流减小；待转速上升到一定程度后再将待转速上升到一定程度后再将1KM闭合，闭合，Rst被短接，电动机接上全部电压而趋于稳定运行。被短接
7、，电动机接上全部电压而趋于稳定运行。第6页/共14页 启动启动转矩随定子电压的平方下降转矩随定子电压的平方下降，故它只适用于，故它只适用于空载或轻载启动的场合；空载或轻载启动的场合；不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大，不适用于经常启动的电动机，若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大，不适用于经常启动的电动机，若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。特点：特点：第7页/共14页3Y-降压启动降压启动 Y-降压启动的接线图如图所示降压启动的接线图如图所示:启动时，定子绕组接成启动时，定子绕组接成星形星形；待转速上升到一定程度后
8、再将定子绕组接成；待转速上升到一定程度后再将定子绕组接成三角形三角形，电动机启动过程完成而转入正常运行。，电动机启动过程完成而转入正常运行。设设U1为电源线电压，为电源线电压，IstY及及Ist 为定子绕组分别接成星形及三角形的启动电流（线电流），为定子绕组分别接成星形及三角形的启动电流（线电流），Z为电动机在启动时每相绕组的等效阻抗。则有为电动机在启动时每相绕组的等效阻抗。则有所以所以 第8页/共14页 Y-降压启动方法的特点：降压启动方法的特点：设备简单、经济、设备简单、经济、启动电流小启动电流小；启动转矩小启动转矩小，且启动电压不能按实际需要调节，故只适用于空载或轻载启动的场合；，且启动
9、电压不能按实际需要调节，故只适用于空载或轻载启动的场合；只适用于正常运行时定子绕组接线为只适用于正常运行时定子绕组接线为 的异步电动机的异步电动机。第9页/共14页二、线绕式异步电动机的启动方法二、线绕式异步电动机的启动方法 鼠笼式异步电动机的鼠笼式异步电动机的启动转矩小，启动电流大启动转矩小，启动电流大，因此不能满足某些生产机械需要高启动转矩低启动电流的要求。，因此不能满足某些生产机械需要高启动转矩低启动电流的要求。线绕式异步电动机由于能在线绕式异步电动机由于能在转子电路中串电阻转子电路中串电阻，因此具有较大的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。，因此具有较大的启动转矩和较小的启
10、动电流，即具有较好的启动特性。在转子电路中串电阻的启动方法常用的有两种：在转子电路中串电阻的启动方法常用的有两种：逐级切除启动电阻法逐级切除启动电阻法和和频敏变阻器频敏变阻器启动法。启动法。1逐级切除启动电阻法逐级切除启动电阻法 采用逐极切除启动电阻的方法，其目的采用逐极切除启动电阻的方法，其目的主要是为了使整个启动过程中电动机能保持较大的加速转矩主要是为了使整个启动过程中电动机能保持较大的加速转矩。启动过程如下如图。启动过程如下如图(a)所示：所示：第10页/共14页(a)原理接线图原理接线图(b)启动特性启动特性第11页/共14页 启动开始时启动开始时启动开始时启动开始时，触点，触点，触点
11、，触点1KM1KM1KM1KM，2KM2KM2KM2KM，3KM 3KM 3KM 3KM 均均均均断开断开断开断开，启动，启动，启动，启动电阻全部接入，电阻全部接入，电阻全部接入，电阻全部接入，KM KM KM KM 闭合闭合闭合闭合，将电动机接入电网。电，将电动机接入电网。电，将电动机接入电网。电，将电动机接入电网。电动机的机械特性如图动机的机械特性如图动机的机械特性如图动机的机械特性如图4.31(b)4.31(b)4.31(b)4.31(b)中中中中曲线曲线曲线曲线所示，初始所示，初始所示，初始所示，初始启动转矩为启动转矩为启动转矩为启动转矩为T T T TA A A A，加速转矩加速转矩
12、加速转矩加速转矩T T T Ta1=a1=a1=a1=T T T TA A A A T T T TL L L L，这里，这里，这里，这里T T T TL L L L为为为为负载转矩。在加速转矩的作用下，转速沿曲线负载转矩。在加速转矩的作用下，转速沿曲线负载转矩。在加速转矩的作用下，转速沿曲线负载转矩。在加速转矩的作用下，转速沿曲线上上上上升，轴上输出转矩相应下降升，轴上输出转矩相应下降升，轴上输出转矩相应下降升，轴上输出转矩相应下降.当转矩下降至当转矩下降至当转矩下降至当转矩下降至T T T TB B B B时，加速转矩下降到时，加速转矩下降到时，加速转矩下降到时，加速转矩下降到 T T T
13、Ta2=a2=a2=a2=T T T TB B B B T T T TL L L L，这时，为了使系统保持较大的加速，这时，为了使系统保持较大的加速，这时，为了使系统保持较大的加速，这时，为了使系统保持较大的加速度，让度，让度，让度，让3KM 3KM 3KM 3KM 闭合闭合闭合闭合，使各相电阻中的，使各相电阻中的，使各相电阻中的，使各相电阻中的R R R Rst3st3st3st3被短接（或被短接（或被短接（或被短接（或切除），启动电阻由切除），启动电阻由切除），启动电阻由切除），启动电阻由R R R R3 3 3 3减为减为减为减为R R R R2 2 2 2，电动机的机械特性，电动机的机
14、械特性，电动机的机械特性，电动机的机械特性曲线由曲线由曲线由曲线由曲线曲线曲线曲线变化到变化到变化到变化到曲线曲线曲线曲线，只要，只要，只要，只要R R R R2 2 2 2的大小选择合的大小选择合的大小选择合的大小选择合适，并掌握好切除时间，就能保证在电阻刚被切除适，并掌握好切除时间，就能保证在电阻刚被切除适，并掌握好切除时间，就能保证在电阻刚被切除适，并掌握好切除时间，就能保证在电阻刚被切除的瞬间电动机轴上输出转矩重新回升到的瞬间电动机轴上输出转矩重新回升到的瞬间电动机轴上输出转矩重新回升到的瞬间电动机轴上输出转矩重新回升到T T T TA A A A，即使电，即使电，即使电，即使电动机重
15、新获得最大的加速转矩。动机重新获得最大的加速转矩。动机重新获得最大的加速转矩。动机重新获得最大的加速转矩。第12页/共14页 以后各段电阻的切除过程与上述相似，直到以后各段电阻的切除过程与上述相似，直到以后各段电阻的切除过程与上述相似，直到以后各段电阻的切除过程与上述相似，直到转子电阻全部被切除，电动机稳定运行在固转子电阻全部被切除，电动机稳定运行在固转子电阻全部被切除，电动机稳定运行在固转子电阻全部被切除，电动机稳定运行在固有机械特性曲线上，即图中曲线有机械特性曲线上，即图中曲线有机械特性曲线上，即图中曲线有机械特性曲线上，即图中曲线上相应于上相应于上相应于上相应于负载转矩负载转矩负载转矩负载转矩T T T TL L L L的的的的点点点点9 9 9 9，启动过程结束。，启动过程结束。，启动过程结束。，启动过程结束。第13页/共14页感谢您的观看。感谢您的观看。第14页/共14页