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三项异步电机的6种启动方式,各方式优缺点分析及接线原理图教学

 菩提金刚子 2017-05-10

电机在我们的工作或生活中无处不在,其启动方式及各方式的优缺点接线图你都知道吗

1、直接启动

优点:直接启动的优点是所需设备少,启动方式简单,成本低.启动转矩大。

缺点:电动机直接启动的电流是正常运行的5倍左右容易造成电机过热。造成保护跳闸,有损电机寿命。,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,对电网稳定运行不利,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.

接线注意:经常启动的电动机,提供电源的线路或变压器容量应大于电动机容量的5倍以上;不经常启动的电动机,向电动机提供电源的线路或变压器容量应大于电动机容量的3倍以上.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

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.

接线图及原理

三项异步电机的6种启动方式,各方式优缺点分析及接线原理图教学

直接启动

按下sb1,截图器km线圈吸合通电,电机启动,按下sb2km线圈断电电机停止。

电机直接启动要求

电动机只需满足下述三个条件中的一个,就可以直接启动。

1、容量7.5KW以下的三相异步电动机。

2、电动机在启动瞬间造成电网电压波动小于10%的,对于不经常启动的电动机可以放宽到15%;如果有专用变压器S变压器≥5P电机,电动机允许直接频繁启动。

3、满足经验经验公式:Ist/IN<>

ST----公用变压器容量,KVA; PN-----电动机额定功率,KW;

Ist/IN---电动机启动电流和额定电流之比。

2、用自偶变压器降压启动

启动条件: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%.

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.

启动原理图

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启动原理图

原理介绍:

如上图所示为按钮、接触器控制补偿器的三相电动机降压启动的控制线路图。线路的工作原理如下:

1)先合上电源开关QS:

2)降压启动:按下按钮SB1→SB1动断触头先分断对KM2互锁、SB1动合触头后闭合→KM1线圈通电→KM1互锁触头分断对KM2互锁、KM1自锁触头闭合自锁、KM1主触头闭合→电动机M接入TM降压启动。

3)全压运行:当电动机转速上升到一定值时,按下SB2→SB2动合触头后闭合、SB2动断触头先分断→KM1线圈通电→KM1自锁触头分断接触自锁、KM1互锁触头闭合、KM1主触头分断,TM切除→KM2线圈通电→KM2自锁触头自锁、KM2主触头闭合、KM2互锁触头分断对KM1互锁、KM2动断触头分断,解除TM的星形连接→电动机M全压运行。停止是,按下SB3即可。

3、Y-△降压启动

启动原理:

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.

优点: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: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.

启动原理电路图

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实物图

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原理图

原理解释:

合上电源开关QS后,按下启动按钮SB2,接触器KM和KM1线圈同时获电吸合,KM和KM1主触头闭合,电动机接成Y降压启动。与此同时,时间继电器KT的线圈获电,KT动断(常闭)触头延进断开,KM1线圈断电释放,KT动合(常开)触头延时闭合,KM2线圈获吸合,电动机定子绕组Y自动换接成△,时间继电器KT的触头延时动作时间,由电动机容量及启动时间的快慢等决定。

4、转子串电阻启动

原理: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.

优点: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.转子串电阻或频敏变阻器虽然启动性能好,可以重载启动,

缺点: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.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,

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.

应用:

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。

接线图及其原理

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定子串电阻原理图

5、软启动器

原理: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.

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电机软启动器

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。

优点: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.

缺点:没有缺点,除非是变频器太贵了

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变频器

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.

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