项目6 异步电动机启动

合集下载

异步电动机的启动方法分析

转矩随之增大，但当启动转矩等于最大转矩时，电阻再增加，启动转矩将开始减小。由此可知，串人合适的电阻，既能限制启动电流，又能增大启动转矩；启动结束后，以切除外串电阻，可电动机的效率不
受影响。为了在整个启动过程中得到比较大的启动
动。
异步电动机难以满足要求时，才选用三相绕线式异步电动机。因为，绕线式异步电动机与鼠笼式异步电动机相比较，构较复杂，结控制维护较困难，制造
成本较高，格较贵。价绕线型异步电动机转子结构，图１见。
１２转子串频敏变阻器．频敏变阻器是一种无级启动设备，有接近恒具
转矩的启动特性，且结构简单，便于维护，因而得到
了广泛的应用。它是一种阻抗值随频率明显变化ｆ敏感于频率１静止的无触点电磁元件，质上是一个、实
三相铁心线圈。电动机开始启动时，由于转子电路频率高，敏变阻器电抗很大，频全部电流几乎都通
转矩，需分级切除启动电阻。这种启动方式的优点是适合于需要调速，重载启动的场合，广泛用于桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等重载设备。缺点是启动过程中每切除一段电
阻，动电流就要出现一次冲击，动电阻的段数启启
ห้องสมุดไป่ตู้
动所需设备简单，操作方便；启动过程中功率损耗
２２３星形一三角形（．．Ｙ—Ｄ）降压启动
图２笼型异步电动机的转子

《电机与电气控制技术》项目六xt北邮电机与电气控制课后答案

A． B． C． D．不能确定
5．下列哪个控制电路能正常工作(B)。
6．适用于电机容量较大且不允许频繁启动的降压启动方法是(B)。
A．星形－三角 B．自耦变压器 C．定子串电阻 D．延边三角形
7．用来表明电机、电器实际位置的图是(B)。
A．电气原理图 B．电器布置图 C．功能图 D．电气系统图
8．转子绕组串电阻起动适用于(B)。
A．零压保护功能B．短路保护功能C．过载保护功能D．弱磁保护功能
二、判断题
1．电路图中，不画电器元件的实际外形图，而采用国家统一规定的电气图形符号。（√）
23．电气原理图设计中，应尽量减少通电电器的数量。（√）
4．电气接线图中，同一电器元件的各部分不必画在一起。（×）
图题10图
答：a)接触器线圈不能得电工作；b)不能自锁；c) 不能自锁d)SB2不起控制作用；e)不能换向；f)不能实现互锁、SB2不起作用；g) SB2不起作用、不按下SB3时KM一直工作。
11．说明下面两个索引的具体意义。
答：左图：接触器KM，主触点位于图区4、4、5，辅助常开触点位于图区6。
右图：中间继电器KA，常开触点位于图区9、13。
项目六三相异步电动机的基本控制电路及安装
一、选择题
1．采用星形－三角降压起动的电动机，正常工作时定子绕组接成（B）。
A．角形B．星形C．星形或角形D．定子绕组中间带抽头
2．欲使接触器KM1动作后接触器KM2才能动作，需要（C）。
A．在KM1的线圈回路中串入KM2的常开触点B．在KM1的线圈回路中串入KM2的常闭触点
3．何为电器布置图？电器元件的布置应注意哪些问题？
答：电器布置图是根据电器元件在控制板上的实际安装位置，采用简化的外形符号而绘制的一种简图。

异步电动机的启动

3.1 异步电动机直接转矩控制启动方法启动是异步电动机直接转矩控制中的一个重要的过程，决定着系统能否平稳进入稳态运行。

由于直接转矩控制不对电流进行直接控制，所以启动时若磁链和转矩建立过快易产生定子过电流。

定子电流过大会威胁逆变器功率元件的安全，甚至导致系统无法正常运行。

因此，有必要对异步电动机直接转矩控制启动方法进行研究。

3.1.1 三种启动方法（1）串行启动法这种方法是把启动过程分为两个步骤，首先调节磁通，使其幅值在最短时间达到参考值。

在启动前，可以认为磁通幅值、幅角等于零。

在启动初始时刻即t=0时可选择电压矢量U1，此时磁通矢量与U1同向增加，幅角为零。

在t>0以后的开关间隔内，为了保持幅角不变，幅值增加率达到最大，根据电压矢量与磁通关系，应一直选择电压矢量U1，直到磁通达到参考值。

这期间相当于直流电压作用于电机上，磁通幅角一直为零，所以转矩为零。

第2步，根据转矩和磁通幅角的关系，在保证磁通幅值不变的情况下，使磁通幅角以最大角速度转动，使转矩快速达到参考值。

串行启动方式磁链的建立过程如图3-1所示。

图3-1 串行启动方式的磁链轨迹（2）并行启动法指在启动时，在每个开关间隔内，同时增加磁通和转矩，使它们几乎同时达到参考值，但不能保证在每个开关间隔内二者增加率都为最大。

并行启动方式磁链的建立过程如图3-2所示。

图3-2 并行启动方式的磁链轨迹（3）混合启动法这种启动方法是结合串行法和并行法提出的。

从启动时刻到实际磁通达到参考值一半这段时间，采用与串行法相同的控制策略，然后采用并行法，同时调节转矩和磁通。

混合启动方式磁链的建立过程如图3-3所示。

图3-3 混合启动方式的磁链轨迹3.1.2 三种启动方式仿真结果比较分析（1）定子电流和定子磁链幅值波形分析三种启动方式下，异步电动机的定子电流和定子磁链幅值的仿真波形分别如图3-4和图3-5所示。

00.050.10.15t / si a / A图3-4 三种启动方式下的定子电流波形012345678x 10-3t / s定子磁链幅值/ w b图3-5 三种启动方式下的定子磁链幅值波形串行启动时，定子绕组上直接加了直流电压，所以定子电流和定子磁链幅值迅速上升，定子电流过载很大；并行启动时，定子电流和定子磁链幅值上升得都比较缓慢，定子电流过载相对比较小；混合启动法综合了前面两种方法，先增加定子磁链到额定值的一半，然后再缓慢增加磁链和转矩，其响应速度适中，定子电流过载较小，是一种比较理想的启动方法。

异步电动机直接启动的条件是什么-

异步电动机直接启动的条件是什么?起动，是任何电机应用过程中绕不开的话题。

起动转矩和起动电流，构成电机的起动参数组合，表征电机的起动性能。

为了保证电机起动过程中对电机本体、电网，以及被拖动设备的平安性，总是盼望电机有较大的起动转矩和较小的起动电流。

但转矩为多大更为合适，转矩满意什么条件才能保证电机顺当起动，这是一个特别有意思的话题。

电机起动过程，是电机状态不断发生转变的过程，电机的转速从0转速开头加速，最终达到电机的额定转速。

我们可以这样理解：为使转速惯性变化的全部过程趋向加速状态，或者电机的起动过程维持加速，必需保证驱动力矩大于阻力矩，即在未达到电机额定转速的任何一个转速下的电磁转矩，必需大于对应的负载力矩，这时电磁力矩与阻力矩有一个差值，我们称之为加速力矩。

假如没有加速力矩，电机只能保持原有的转速状态甚至停转，不能实现电机起动，因而，电机可以顺当起动的基本条件是，在起动过程的任何转速状态，都有加速转矩存在；假如加速力矩大，电机起动时间相对短，假如加速力矩较小，电机的起动时间会不同程度地拉长。

无论电机的电磁力矩还是负载力矩，都与电机的转速有肯定的关系，电磁力矩又与电机的输入电压紧密相关，因而，针对不同的负载特性，应针对性地选择起动转矩及起动方式；除起动特性外，还必需兼顾电机运行过程中负载的变化特性，这就涉及到电机的起动转矩、最大转矩、起动电流之间的关系权衡。

对于电机的起动过程来讲，最小转矩是否满意，取决于电机的起动过程是否会形成死点，只有顺当冲过死点，才能完成起动过程。

而最大转矩则是保证电机在运行过程中，可以抗衡短时的过载和冲击阻力。

以上这些参数的选择和权衡过程中，都有可能涉及到“鱼和熊掌不行兼得”的冲突，电机的设计者需要根据实际的运行特点，进行针对性的倾向性保证。

实验六三相异步电动机的起动、反转与调速

实验六三相异步电动机的起动、反转与调速一、实验目的掌握三相异步电动机起动、反转和调速的方法。

二、实验项目1、三相绕线式异步电动机直接起动2、三相绕线式异步电动机转子绕组串电阻起动3、三相绕线式异步电动机转子绕组串电阻调速4、三相异步电动机转向改变5、星形（Y）——三角形(Δ)换接起动三、实验设备该实验是在DDSZ-1型电机及电气技术实验装置上完成的。

本次实验使用设备包括：1、DD01电源控制屏2、D33挂件3、D32挂件4、D51挂件5、DJ17－3绕线式异步电动机转子专用箱6、DD03测试台和三相绕线式异步电动机本次实验使用DD01电源控制屏上方的交流电源。

D33挂件，共有三个完全相同的多量程指针式交流电压表，本次实验选用其中的一块电压表。

D32挂件，共有三个完全相同的多量程指针式交流电流表，本次实验选用其中的一块电流表。

D51挂件，由波形测试部分和开关S1、S2、S3组成，本次实验只使用开关S1 。

DJ17－3转子专用箱的电阻值是可调的，分0Ω、20Ω、40Ω、60Ω、∞五档，实验中作为异步电动机转子绕组的串接电阻。

DD03测试台包括导轨、测速发电机和指针式转速表三相绕线式异步电动机，定子三相绕组有六个接线端，转子三相绕组有四个接线端。

四、实验内容及方法接线之前：开启电源总开关，按下绿色“启动”按钮，将电源控制屏上方的交流“电压指示切换”开关切换到“三相调压输出”位置，旋转控制屏左侧的三相调压器旋钮，将其输出电压调到220V后，按下红色“停止”按钮。

1、三相绕线式异步电动机起动、调速、改变转向实验三相绕线式异步电动机起动、调速、改变转向实验接线图图6-1 三相绕线式异步电动机起动、调速、改变转向实验接线图三相绕线式异步电动机定子绕组接线：定子绕组按星形接法从“三相调压输出”U端接到交流电流表“2.5A”黄色端，从电流表黑色“*”端接到异步电动机定子绕组A端，分别从“三相调压输出”V、W端接到定子绕组的B端和C端，将电动机定子绕组的另外三个接线端X、Y、Z用导线连接。

异步电动机的运行(启动,制动)

**** 考虑对电网的冲击， 7.5kW以下可采用 **** 较大容量需考虑供电设备的容量
起动转矩不大有什么影响呢？
很显然，电机的起动是非常吃力的，
Ts (1.1 1.2)TL 的条件下，电动机才能正常
起动。一般地说，如果异步电动机轻载和空载起动，直接起动时的起动转矩就够大了，但是
如果是重载起动例如 TL TN，且要求起动
若变压器额定容量相对不够大时，电动机短时较大
的起动电流，会使变压器输出电压短时下降幅度
较大，超过了正常规定值，例如 U＞ 10％或更
严重。这样一来，影响了几个方面：
（1）起动电动机本身，由于电压太低起动转矩下
降很多（Ts
U
2 1
），当负载较重时，可能起动不
了。
（2）影响由同一台配电变压器供电的其他负载，比如说电灯会变暗，数控设备可能失常，重载的异步电动机可能停转等。
供电变压器的起动电流的关系为：
I s ( N 2 )2
Is
N1
自耦变压器起动时记起动转矩为Ts，与直接
起动时起动转矩 Ts 之间的关系为：
T 's ( U )2 ( N2 )2
Ts
UN
N1
采用自耦变压器降压起动时，与直接起动
相比较，
电压降低到原来的 N2 ，起动电流与起动转矩N1降低到原来的(
第八章三相异步电动机的启动与制动
本章基本教学要求
1.熟悉分析三相异步电动机各种运行状态的基本方法；
2.掌握三相异步电动机的起动、制动；
重点：起动、制动。
8.1三相异步电动机的直接起动
对于电动机来说最简单、最直接的起动方法就是我们大家能最先想到的直接起动法。由前面所介绍的机械特性出发，我们知道如果在额定电压下直接起动三相异步电动机，由于最初起动瞬间主磁通约减少到额

三相异步电动机的6种启动方法选择与比较

三相异步电动机的6种启动方法选择与比较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理论上来说，只要向电动机提供电源的线路和变压器容是正常运行的 5 倍左右，量年夜于电动机容量的 5 倍以上的，都可以直接启动。

这一要求关于小容量的电动机容易实现，所以小容量的电机绝大部分都是直接启动的，不需要降压启动。

关于年夜容量的电动机来说，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，另一方面强年夜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，所以年夜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。

直接启动可掖棵胶木开关、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，也可掖棵限位开关、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，也可掖棵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。

缺陷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，缺陷是只能用于△连接的电动机，x大型异步电机不能重载启动。

项目异步电动机启动

项目异步电动机启动一、项目说明随着科技的不断发展和电机技术的日益成熟，电动机技术已经广泛应用于各种应用领域中。

而在不同的应用领域中，电动机的启动方式和控制方式也因需求差异而各异。

本项目是一项关于异步电动机启动的研究项目，旨在探究异步电动机的启动方式及其在实际使用中的应用。

文章将从异步电动机的基本工作原理入手，逐步引入启动方式的研究，并对异步电动机的控制技术进行详细介绍。

最后，我们将给出本项目中使用的具体控制方案和相关算法。

二、异步电动机基本原理异步电动机是一种将电能转换为机械能的电设备，其工作原理基于三相交流电和电磁感应原理。

当电源连接到异步电动机绕组上，并经过一定的启动操作之后，电能将转化为旋转磁场和机械转动。

三、异步电动机的启动方法1. 直接启动法直接启动法是最常用的异步电动机启动方法之一，在这种启动方式下，异步电动机直接通电启动。

而在直接启动法中，电动机的启动电流较大，瞬间电流值很高，容易引起电网电压的剧烈波动，所以在实际应用中，通常只用于功率较小的单相异步电动机或具有较小负载的三相异步电动机。

2. 自耦启动法自耦启动法是一种在直接启动法上改进的启动方法，它通过利用自耦合原理，来降低电动机启动电流，减小电网电压波动。

但是相对于其他启动法，自耦启动法在负载和转矩的匹配上存在一些问题，所以其应用范围较为狭窄。

3. 软启动法软启动法是一种对直接启动法和自耦启动法进行改进的启动方法。

在软启动法中，通过限制电动机的启动电流和加速度，能够有效地降低冲击电流和振动，减小对电网的影响。

同时，软启动法还能够匹配各种负载和转矩，使其具有更高的控制精度和灵活性。

四、异步电动机的控制技术异步电动机的控制技术很大程度上决定了其在实际使用中的性能和效率。

1. 定子电流控制技术定子电流控制技术是一种常用的异步电动机控制技术。

其基本思想是通过控制定子电流大小和相位，来实现对电机的控制。

2. 矢量控制技术矢量控制技术是一种发展较快的异步电动机控制技术，它能够更好地适应各种负载和转矩，并具有更高的控制精度。

异步电动机起动

IstY 1 = Ist∆ 3
MstY 2、（ Y - ∆）起动起动转矩比、（ Mst∆
M st ∝ U
2 Φ
相电压
U YΦ
U ∆Φ = 3
M stY 1 = M st∆ 3
3、（ Y - ∆）起动控制线路、
QS
KM1
FR
KM2
M
KM3
FR
QS
KM1
FR
SB1
KM1
SB2 KM2
M
KM3
I st I st1 = 2 kA
（3）自耦变压器起动起动转矩分析）经过自耦变压器降压后，加在电经过自耦变压器降压后，动机上的端电压降为：动机上的端电压降为： U 1
kA
所以自耦变压器降压后的起动转矩为：矩为：
M st 2
1 = 2 M st kA
自耦变压器起动起动不受电机定子可以改变。绕组接法的限制并且变比 kＡ可以改变。
U1 加在电动机连端的电压为：加在电动机连端的电压为： U 2 = KA I
st 1
I st 2
U1
U1 KA
I st 2
I st = KA
I st1
电动机从电网中吸收的电流为：电动机从电网中吸收的电流为：
I st 2
U1
U1 KA
I st 2 I st1 = kA
I st kA I st = = 2 kA kA
设电动机每相短路阻抗Z 为常值。设电动机每相短路阻抗 k为常值。（1）∆ 接法起动电流）线电流：线电流： I st ∆ = （2）Y接法起动电流）接法起动电流
U1 3 Zk
I st ∆
U1
I stY

异步电动机的启动

异步电动机的启动1.直接启动直接启动也叫全压启动，是在定子绕组上直接施加额定电压而启动电动机的。

其特点是开始时电动机的转速为零，旋转磁场对转子有很大的相对速度，所有转子的感应电流很大，定子侧的电流也很大，一般可达到额定电流的5-7倍。

过大的启动电流会使供电线路的电压明显下降，这不仅会使启动的电动机升速时间延长，还会影响其他电气设备工作，只有电源容量相对较大，电动机容量相对较小时。

电压才不会下降太大，启动实践也不会太长。

电动机能否采用直接启动方法可按下列原则确定。

(1) 电动机采用全压启动。

如果发电机供电时，允许直接启动电动机的容量不应超过发电机容量的10%；由专用变压器供电的电动机，其单台容量不应超过变压器容量的30%；若配电变压器还带有其他负荷，则允许直接启动的电动机容量要比变压器容量的30%还要小一些。

(2) 全压启动时电动机端子的剩余电压。

对于经常启动的电动机不应低于额定电压的90%；对于不经常启动的电动机不应低于额定电压的85%。

电动机不与照明或其他对电压波动敏感的负载合用变压器，且不频繁启动时，允许剩余电压不低于额定电压的80%，满足上述要求就不会影响其他负载的正常运行。

对于全压启动的电动机端子剩余电压的规定，不仅使考虑对其他负载的影响，对启动电动机也是必要的。

异步电动机在启动过程中，由于启动的电流很大，线路上的电压降增大，造成电动机的端电压相应下降。

而电动机的启动力矩与电压成平方关系，随着电动机端子电压下降，启动力矩急剧下降（如果端子电压下降至额定电压的90%，则启动力矩就降至81%），也就是说启动力矩下降的速度比电压下降的速度快。

若启动力矩下降得太多，就可能时电动机的升速过程拖延太长或转动不起来。

电动机长时间通过很大的启动电流，必然会过热甚至会烧坏电动机。

（3）电动机启时，在同一电力网引起的电压偏差、波动、不应超过相关规定。

（4）在启动过程中，电动机的绕组温升不应超过允许值。

电动机在启动过程中，由于有较大的启动电流通过绕组，之时绕组温度过高，甚至严重时可能烧毁绕组。

异步电机的起动和调速PPT共32页

40、人类法律，事物有规律，这是不容忽视的。— —爱献生
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。 ——刘向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔丘 64、人生就是学校。在那5、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦。——杰纳勒尔·乔治·S·巴顿
异步电机的起动和调速
36、如果我们国家的法律中只有某种神灵，而不是殚精竭虑将神灵揉进宪法，总体上来说，法律就会更好。—— 马克·吐温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之时。— —威·皮物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律是丝毫没有力量的。 ——菲力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们迅速累聚，进而变成法律。 ——朱尼厄斯
谢谢！

异步电动机起、停实验

实验一异步电动机起、停实验一、实验目的(1)加深理解接触器的工作原理；(2)掌握接触器合理选择的原则；(3)熟练掌握电机起停设计；(4)能够熟练进行安装、配线和调试。

控制。

二、实验所需设备及附件三、实验线路及原理(1)利用接触器实现电动机启停控制电气原理如图一所示，电动机起动时，合上电源开关QS，引入三相电源，按下按钮SB2，接触器KM 的线圈通电吸合，主触点KM 闭合，电动机M 接通电源起动运转。

同时与SB2并联的常开触点KM 闭合。

当手松开按钮后，SB2在自身复位弹簧的作用下恢复到原来断开的位置时，接触器KM 的线圈仍可通过KM 的常开触点使接触器线圈继续通电，从而保持电动机的连续运行。

这种依靠接触器自身常开触点而使其线圈保持通电的现象称为自锁。

起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。

电动机停止时，只要按下停止按钮SB1，将控制电路断开即可。

这时接触器KM 的线圈断电释放，KM 的常开主触点将三相电源切断，M 停止旋转。

当手松开按钮后，SB1 的常闭触点在复位弹簧的作用下，虽又恢复到原来的常闭状态，但接触器线圈已不再能依靠自锁触点通电了，因为原来闭合的自锁触点早已随着接触器线圈的断电而断开了。

这个电路的特点是，起动、保持、停止，所以称为“起、保、停”控制电路。

图一接触器控制电动机启停电气原理图四、实验内容(1)接触器得电吸合，观察主触点和辅助触点的动作情况；(2)观察组合按钮的触点情况；(3)根据电气原理图进行必要的接线，实现异步电动机起、停控制。

五、实验报告(1)画出电气原理图，并分析系统的实际运行情况；(2)讨论、分析实验中出现的各种情况。

六、注意事项(1) 合闸前需要检查：1）主回路和控制回路已经接好，检查无误；2）熔断管是否完好；(2) 严禁带电接线；(3) 由于未加过载保护，严禁自主给电动机加负载。

《异步电动机的起动》PPT课件

抗器降压，接线图如图。
Ist U1 Tst U12
可见起动特性不是很好。较少
采用。
A BC
K1 K2 运行
起动
D
2、自耦降压起动 L3 L2
合刀闸开关Q Q FU
L1 Q2上合：切除自耦变
压器，全压
工作。
Q2
Q2下合：接入自耦变
压器，降压
起动。
自耦降压起动适合于容量较大异步电动机。
• 2、自耦变压器降压起动
变频调速 (无级调速)
f=50Hz
~
整流器
+直流
逆变器
–
f1、U1可调
M
3~
变频调速方法
恒转距调速（f1<f1N）恒功率调速（f1>f1N）
频率调节范围：0.5~几百赫兹
变极调速 (有级调速)
由n1 60 f1 / p可知，极对数 p 减小一半，磁场转速 n1 便提高一倍，转子转速 n 近似提高一倍。
(1)起动电流大，起动转矩小
（2）起动电流大，母线电压降低，影响其它负载
（3）起动转矩小，带重载起动困难
影响：频繁起动时造成热量积累
电机过热
大电流使电网电压降低影响其他负载工作
二、起动方法
一般按供电容量、负载特性、起动频繁与否: • 直接起动； • 降压起动； • 绕线式异步电动机转子回路串电阻起动； • 特殊设计的异步电动机
D
• 3、（Y-）换接起动
适用于接法的电动机
: I
U Z
IL
3U Z
Y : IY
U 3Z
IYL
U 3Z
IY 1 I 3
IY
1 3
I

异步电动机的软启动

异步电动机的软启动电机是现代工农业生产和交通运输的重要设备,与电机配套的控制设备的性能已经成为用户关注的焦点。

电机的控制包括电机的起动、调速和制动。

异步电动机由于具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高、工作特性较好等优点,因而在电力拖动平台上得到了广泛应用。

据统计,其耗电量约占全国发电量的40%左右。

当电机并入电网时,电机转速从静止加速到额定转速的过程称为电机的起动过程。

异步电动机的起动性能最重要的是起动电流和起动转矩。

因此在电机的起动过程中,如何降低起动电流,增大起动转矩,一直是机电行业的专家们探讨的重要课题。

目前最常见的是直接起动方式,就是用闸刀开关或者接触器把电机的定子绕组直接接到电网上。

这种方式的优点是操作和起动设备简单,缺点是起动电流很大。

一般鼠笼式异步电机直接起动的电流是额定电流的4-7倍,某些国产电机甚至可达8-12倍,起动转矩是额定转矩的1-2倍。

为了解决直接起动带来的一系列问题,人们采用了各种降压起动技术,目前应用较为普遍的有自耦降压起动、串电阻或串电抗起动、Y-△起动和延边三角形起动等方法。

这些传统降压起动方法在很大程度上缓解了大容量电机在相对较小容量电网上起动时的矛盾,但它们只是缩短了大电流冲击的时间,并没有从本质上解决问题。

而且这些起动设备还存在一些固有的缺点:如对负载的适应能力差、起动电流不连续、触点继电器控制、维修工作量大以及浪费能源等问题。

随着自动化、机械化要求日益提高,这些矛盾变得更加突出。

为了使电机能够迅速达到额定转速正常工作,要求电机具有足够大的起动转矩且起动电流不能太大。

因此,总是希望在起动电流较小的情况下,能获得较大的起动转矩。

近几年来,随着电力电子技术的发展,使无电弧开关和连续调节电流成为可能。

电力半导体器件的开关功能实际上无磨损、寿命长、功耗小,加之微机控制技术,现代控制理论与电力电子技术的紧密结合,为电机的起动节能提供了全新的思路从而出现了电机软起动技术。

异步电动机几种启动方式的介绍

异步电动机几种启动方式的介绍电动机作为重要的动力装置,已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。

直流电动机其调速在过去一直占统治地位,但由于本身结构原因,例如换向器的机械强度不高,电刷易于磨损等,远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。

而交流电动机,特别是三相鼠笼式异步电动机,由于其结构简单、制造方便、价格低廉,而且坚固耐用,惯量小,运行可靠等优势,在工业生产中得到了极广泛的应用,也正在发挥着越来越重要的作用。

1 软启动的现状与各种启动方式的比较交流电动机和直流电动机相比存在许多优点,但当异步电机在起动过程中又有许多弊病。

所谓起动过程是在交流传动系统中,当异步电动机投入电网时,其转速由零开始上升,转速升到稳定转速的全过程。

如不采用任何起动装置的情况下,直接加额定电压到定子绕组起动电动机时,电机的起动电流可达额定电流的4倍～8倍,其转速也在很短时间内由零上升到额定转速。

同时三相感应电动机起动时的转矩冲击较大,一般可达额定转矩的2倍以上。

起动时过高的电流一方面会造成严重的电网冲击,给电网造成过大的电压降落,降低电网电能质量并影响其他设备的正常运行。

而过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击,影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。

因此,通常总是力求在较小的起动电流下得到足够大的起动转矩,为此就要选择合适的起动方法。

在选择起动方法时可以根据具体情况具体要求来选择。

对三相鼠笼式异步电动机的起动电流的限制,通常有定子串接电抗器起动、Y-△起动、自藕变压器降压起动、延边三角形起动。

而对绕线式交流电动机,常采用转子串接频敏变阻器起动、定子串电阻分级起动。

这些传统的起动方法都存在一些问题。

(1)定子串接电阻起动:由于外串了电阻,在电阻上有较大的有功损耗,特别对中型、大型异步电动机更不经济,因此在降低了起动电流的同时,却付出了较大的代价,即起动转矩降低得更多,一般只能用于空载和轻载。

(2)Y—△起动:Y—△起动方法虽然简单,只需一个Y—△转换开关。

异步机的启动

定子串自耦变压器起动电路（图11-4）
根据（图11-3）则有： Ix/Ist = ( Ux/U1 =) N2/N1 (式11-4)
而利用变压器原理可以得到：
I1/Ix = ( Ux/U1 =) N2/N1 (式11-5) 由 (式11-4) (式11-5) 可以得到： I1/Ist = (N2/N1)2 或 I1 = Ist(N2/N1)2 采用自耦变压器起动时起动电流 Ist 与起动转矩 Tst 以同样规律变化自耦变压器若采用不同抽头（ 40%, 68% 和 80% ）便可满足不同的起动要求
（二）降压起动（1）定子串电阻或电抗起动定子串电阻或电抗起动的方法特点为：起动平稳、运行可靠、方法简单,降压后，起动转矩 Tst 与电压的平方成正比例地降低,起动电流 Ist 与电压成正比例地降低
定子串电阻电抗起动电路（图11-1，图11-2）
（2）用自耦变压器起动
自耦变压器的减压原理图（图11-3）
第二节改善起动性能的三相异步电动机深槽异步电动机的槽型窄而深，处于槽底等效线匝的漏电抗大于处于槽口等效线匝的漏电抗。起动时，由于异步电动机转子电路频率较高，电流大部分集中在槽口部分的导体（集肤效应），转子的等效电阻大。起动结束以后，异步电动机转子电路频率较低（1-3 Hz），集肤效应消失，转子导条电阻变为较小的直流电阻。
深槽异步电动机槽内导条电流分布（图11-12）
二. 双笼型异步电动机工作原理与深槽异步电动机基本一致双笼型异步电动机机械特性（图11-14）
双笼型异步电动机电机结构（图11-13）
这样，利用自耦变压器后异步电动机起动时有关参数的比较如下
利用自耦变压器前利用自耦变压器后
定子起动电压

异步电动机的起动最新PPT资料

降压起动时，起动电流与定子电压成比例降低。待转速升高到一定值，恢复全电压。
注意：起动转矩与U2成正比，降压起动后，比起动电流降低得更厉害。
2021年7月9日
第二十一章异步电机的起动
15
常用的降压起动方法
• 定子串电阻或电抗降压起动； • 用自耦变压器降压起动； • Y－起动； • 延边三角形起动。
要求：在起动时有较大的起动转矩（倍数），较小的起动电流（倍数）
对电网的冲击
小
启动过渡过程
短
2021年7月9日
第二十一章异步电机的起动
3
异步电动机直接起动时的问题：电流大但转矩并不大。
Tem CMmI2 cos2
第二十一章异步电机的起动
U 异步电动机的起动，存在两种矛盾：
电动机起动转矩小，负载要求有足够的转矩才起动；
异步电动机。电动机容量较大时，起动电流对电网的冲击较大；又因带重载，负载要求电机提供较大的起动转矩，绕线型异步电动机就显示出明显的优势。
只要转子回路串的电阻合适，就既可减少起动电流又可增加起动转矩。因而电机容量大、重载这两个要求可同时满足。绕线式异步电动机转子回路串电阻起动的原理可通过Tem-s曲线说明。
第二十一章异步电动机的起动
起动性能包括： • 起动电流倍数Ist/IN; • 起动转矩倍数Tst/TN; • 起动时间; • 起动时消耗的能量; • 起动设备的简单和可靠； • 起动的过渡时间.
2021年7月9日
第二十一章异步电机的起动
2
起动电流和起Байду номын сангаас转矩
起动：从静止不动到加速到工作转速的过程
17
精品课件！
1、在转子回路串起动变阻器起动只要转子回路串的电阻合适，就既可减少起动电流又可增加起动转矩。待转速升高到一定值，恢复全电压。因此在选择a值使起动电流满足要求时，还必须校核起动转矩是否满足要求。第二十一章异步电机的起动三相异步电动机的起动自耦补偿器（自耦变压器）起动特殊电机获得高起动转矩主要是转子电阻的影响。起动：从静止不动到加速到工作转速的过程三相异步电动机的起动一般都采用定子串电抗降压起动。第二十一章异步电机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动第二十一章异步电机的起动三、绕线式异步电动机的起动既增大起动转矩，又减小起动电流。