电机课程设计

课程设计任务书

课程名称：三相异步电机启动方案选择

姓名：梁笑

专业：09电气工程及其自动化

班级： 1 班

学号：090320113

指导老师：袁晓玲、马宏忠

目录

1，三相交流异步电动机的起动特性 (3)

2,影响三相交流异步电动机的起动特性的因素 (4)

3，三相异步电机主要起动方式比较 (4)

3.1直接启动 (4)

3.2、用自偶变压器降压启动 (4)

3.3、Y－△降压启动 (4)

3.4、转子串电阻启动 (5)

3.5、转子串频敏变阻器启动 (5)

3.6、软件启动 (5)

3.7、变频器 (5)

4，Y－△起动的原理 (6)

5，Y—Δ起动时的系统性能研究 (7)

5.1Y—Δ起动自动控制 (7)

5.2Y—Δ起动手动控制 (8)

6，三相异步交流电机的Y—Δ起动 (9)

一，三相交流异步电动机的起动特性

电动机的启动特性中最主要的是它的启动转矩。设启动转矩为T st，为了机组能转动起来，必须大于拖动机械在n=0时的静负载力矩T L加上静摩擦阻力。

图1：电动机负载特性曲线

上图中曲线1表示异步机的T-s曲线，曲线2和3表示两种不同的负载特性曲线，为了能转动起来，必须要求a点在b点或c点的上面，否则机组将转动不起来。根据力矩平衡关系可以得出，为了保证能顺利加速到额定转速，在整个启动过程中，必须保持正的加速度，也就要求电动机的电磁力矩T在整个启动过程于负载的制动力矩T L。在相同的惯量下，

力矩的差额越大，加速越快。惯量大得机械，起动就较慢。对于重复起动的生产机械来说，加速过程的时间长短对劳动生产率的影响是很大的。

电动机起动特性的另一个问题是起动电流，在起动时电流的大小可以用等值电路来求得。异步机在额定电压下的起动电流常大于额定电流好几倍。起动电流太大的影响是：一方面将影响电源的电压，太大的起动电流将产生较大的线路压降，使得电源电压在起动时下降，特别当电源容量较小时电压降更多，可能影响电源上其它电机的运行。另一个方面，大的起动电流将在线路及电机中产生损耗引起发热，特别是当加速力矩较小，机组的转动惯量J 较大，起动很慢的情况下，损耗将很多而发热也更严重。由上面可以看出，对电动机起动的要不同的，须看负载的特性，电网的情况等因素而定。有时要求有大的起动力矩，有时要求限制启动电流的大小，有时两个要求须同时满足。总的来说，要考虑下列各问题：

a.应该有足够大的启动转矩，适当的机械特性曲线；

b.尽可能小的启动电流；

c.启动的操作应该很方便；所用的启动设备应该尽可能简单、经济；启动过程中的功率损耗应尽可能的少。

二，影响三相交流异步电动机的起动特性的因素

三相异步电机启动应该满足以下基本要求

1）电动机有足够大的启动转矩;

2）一定大小启动转矩前提下，启动电流越小越好;

3）启动所需设备简单，操作方便;

4）启动过程中功率损耗越小越好。

由于起动时转差率较大(起动瞬间s=1), 转子功率因数很小, 所以起动转矩不大,但转子绕组中的电流很大, 从而使得定子绕组中的电流相应增大, 一般为额定电流的4~7倍, 这么大的起动电流起动瞬间将产生较大的压降, 使电网电压波动过大, 影响电网上其它电机和设备的正常运行, 而且过大的起动电流会使电机本身受到电磁力的冲击, 如果经常起动便造成绕组过热而使绝缘老化, 减少使用寿命, 而起动转矩不够将使电动机根本无法起动。

三，三相异步电机主要起动方式比较

3.1、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。

3.2、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矩。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。启动电流小，起动转矩较大，只允许连续启动2～3次，设备价格较高，但性能较好，使用用较广。

3.3、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。启动电流小，但二次冲击电流大，其动转矩较小，允许启动次数较高，设备价格较低，适用于钉子绕组为三角形接线的6个引出端子的中小型电机。

3.4、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