鼠笼式感应电动机的启动
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(2)OFF: 控制電路中的激磁線圈失磁,主電路的主接點及 控制接點復歸,則電動機停止運轉。
(3)TH-RY 動作: 與按下 OFF 動作相同,且黃燈(YL)亮。
2.Y-△降壓啟動
(1)原理: 將原採△形接線的定子繞組,在啟動時先改接成 Y 形接線啟動,待啟動完成後再改接回△形接線 運轉。
(2)關係:
節目次
2.公式
由第 15 章等效電路的討論,可知每相啟動電流 I1S' 及啟動轉矩 TS 為:
3.說明
由公式 16-1 得知,降低啟動電流的方法,有降低電 源電壓 V1P 與增加轉子電阻值 R2 兩種。又由公式 16-2 中發現,繞線式感應電動機增加轉子電阻值, 不但可降低啟動電流,還可以提高啟動轉矩。而鼠 籠式轉子無法外加電阻,故僅適合採用降低電源電 壓 V1P 的方法,雖可限制啟動電流,但亦降低了啟 動轉矩。
代號 IP(Y) IY TS(Y) IP(△) I△ TS(△)
意義 Y 接啟動相電流 Y 接啟動線電流 Y 接啟動轉矩 △接啟動相電流 △接啟動線電流 △接啟動轉矩
單位 安培(A) 安培(A) 牛頓-公尺(N-m) 安培(A) 安培(A) 牛頓-公尺(N-m)
(4)說明: 圖例
當按下 ON 按鈕開關時,控制電路中的電磁接觸 器之線圈 MCY 被激磁,主電路上的 MCY 主接點 閉合,感應電動機以 Y 形接線啟動,同時限時電 驛的線圈 TR 被激磁,待經歷限時電驛所設定的 時間後,限時電驛的延時接點隨之切換,使電磁 接觸器 MCY 失磁、MC△ 激磁,而主電路上的主 接點 MC△ 閉合,使感應電動機以△形接線全電 壓運轉。
1.直接啟動
係將定子繞組採△形 接線的鼠籠式感應電 動機,直接加額定電 壓來啟動,亦稱全壓 啟動。又因全壓啟動 電流 IS 為 5~8 倍的 額定電流 In,故適用 於啟動慣量小、啟動 時間短的電動機,其 電路的動作原理說明 如下。
(1)ON: 電源使控制電路中之電磁接觸器的線圈 MC 被激 磁,藉由其控制 A 接點 MC 形成自保持,同時主 電路上的主接點 MC 亦閉合,則感應電動機全壓 啟動。
(2)說明:
當按下 ON 按鈕開關時,控制電路中的電磁接觸 器的線圈 MC1 及 M 同時激磁,且主電路上的 MC1 及 M 接點亦閉合,感應電動機經自耦變壓器 降壓啟動,同時限時電驛的線圈 TR 亦被激磁, 待經歷限時電驛所設定的時間後,限時電驛的延 時接點隨之切換,使電磁接觸器的線圈 MC1 及 M 失磁,而 MC2 激磁,則主電路上的主接點 MC2 閉合,感應電動機以全電壓運轉。
4.補償器(自耦變壓器)降壓啟動
(1)原理: 圖例 將採△形接線的鼠籠式感應電動機之定子繞組, 當啟動時藉由補償器來降低啟動電壓,限制啟動 電流。自耦變壓器一般有 80%、65%及 50% 三個 分接頭,以供不同的電壓來啟動電動機,且由最 小值分接頭調向最大值。
補償器是由兩具降 壓式自耦變壓器採 V 形接線,或是由三 具自耦變壓器採 Y 形接線 所構成的。
(3)等效電路圖: 如圖所示為啟動補償器 每相的等效電路。
5.部分繞組啟動
(1)原理: 圖例 為採用部分繞組啟動的三相雙壓感應電動機之電 路,定子繞組可分成相同的六個繞組,具有 9 個 出線頭,藉由外部連接線的改變,作部分繞組或 雙電壓運轉。
(2)說明: 圖例
當按下 ON 按鈕開關時,控制電路中的電磁接觸 器之線圈 MC1 及計時電驛的線圈 TR 被激磁,則 主電路的接點 MC1 閉合。感應電動機只用部分( 一組)繞組啟動,啟動後加速到接近完成時,計 時電驛的延時 a 接點 TR 閉合,使電磁接觸器的 線圈 MC2 激磁,則主電路的接點 MC2 閉合,三 相感應電動機定子兩繞組並聯後接成 Y 形接線運 轉。
3.電抗(或電阻)降壓啟動
(1)原理: 將採用△形接線的鼠籠式感應電動機之定子繞組, 於啟動時串聯電抗器(或電阻器)來降壓,以限 制啟動電流。而電抗器一般有 80%、65%、50% 三個分接頭,以供選擇不同電源電壓來啟動,使 用時由最小分接頭調到適當分接頭。
(2)說明: 圖例
當按 ON 按鈕開關時,控制電路中的電磁接觸器 之線圈 MC1 激磁,則主電路上的接點 MC1 閉合, 感應電動機串聯電抗器降壓啟動,同時限時電驛 的線圈亦被激磁,待經歷限時電驛所設定的時間 後,限時電驛的延時接點隨之切換,使電磁接觸 器激磁線圈 MC1 失磁、 MC2 激磁,而主電路上 接點 MC2 閉合、MC1 打開,感應電動機去除了電 抗器以全電壓運轉。
2.啟動法
(1)手動式:使用電阻啟動器。
(2)自動式:使用限時電驛和電磁開關等來調整電阻 啟動器。
16-1.2 鼠籠式轉子感應電動機的啟動
鼠籠式感應電動機的轉子無法像繞線式轉子般改變 其外加電阻值,僅能在定子繞組採用降低電源相電 壓 V1P 的方法來啟動,並限制其啟動電流,但啟動 轉矩亦會隨電源相電壓平方減小,故僅適用於只需 較低啟動轉矩的場合。
16-1.1 繞線式轉子感應電動機的啟動
1.說明
圖中的曲線 A 為繞線式感應電動機,轉子短接(RST=0 歐姆)時的轉矩 Tm 與轉差率 S 的關係曲線,其啟動轉 矩為很小值的 T1,若轉子外加適當的電阻(RST)後, 則其關係曲線會變成曲 線 B,可令啟動轉矩達 到最大轉矩 Tmax;待電 動機運轉後,降低其外 加電阻至零值(轉子短 接),可使電動機有較 大的運轉轉矩及較高效 率。
16-1 三相感應電動機啟動控制 16-2 三相感應電動機速率控制 16-3 三相感應電動機轉向控制
本章彙總
16-1 三相感應電動機啟動控制
1.前言
感應電動機的啟動電流,一般約為滿載運轉電流的 5~8 倍,而中、大型感應電動機的啟動電流過大時, 會造成電力系統的負擔,影響電力系統供電品質及 穩定度,故中、大型感應電動機啟動時,應設法限 制其啟動電流,但又要能提供足夠轉矩來驅動負載, 使電動機得以正常啟動且運轉。
因啟動轉矩與每相電壓平方成正比,故可得如下
關係:
VL
VP(Y) = 3 = 1
VP(△) VL
3
VP (Y)
IP(Y) = ZP = 1
I V P(△)
P(△)
3wk.baidu.com
ZP
IY = IP(Y) =1
I△
3I P(△) 3
TS (Y) =( VP(Y) )2=1
T V S (△)
P(△)
3
(3)Y-△降壓啟動的計算代號及其意義:
(3)TH-RY 動作: 與按下 OFF 動作相同,且黃燈(YL)亮。
2.Y-△降壓啟動
(1)原理: 將原採△形接線的定子繞組,在啟動時先改接成 Y 形接線啟動,待啟動完成後再改接回△形接線 運轉。
(2)關係:
節目次
2.公式
由第 15 章等效電路的討論,可知每相啟動電流 I1S' 及啟動轉矩 TS 為:
3.說明
由公式 16-1 得知,降低啟動電流的方法,有降低電 源電壓 V1P 與增加轉子電阻值 R2 兩種。又由公式 16-2 中發現,繞線式感應電動機增加轉子電阻值, 不但可降低啟動電流,還可以提高啟動轉矩。而鼠 籠式轉子無法外加電阻,故僅適合採用降低電源電 壓 V1P 的方法,雖可限制啟動電流,但亦降低了啟 動轉矩。
代號 IP(Y) IY TS(Y) IP(△) I△ TS(△)
意義 Y 接啟動相電流 Y 接啟動線電流 Y 接啟動轉矩 △接啟動相電流 △接啟動線電流 △接啟動轉矩
單位 安培(A) 安培(A) 牛頓-公尺(N-m) 安培(A) 安培(A) 牛頓-公尺(N-m)
(4)說明: 圖例
當按下 ON 按鈕開關時,控制電路中的電磁接觸 器之線圈 MCY 被激磁,主電路上的 MCY 主接點 閉合,感應電動機以 Y 形接線啟動,同時限時電 驛的線圈 TR 被激磁,待經歷限時電驛所設定的 時間後,限時電驛的延時接點隨之切換,使電磁 接觸器 MCY 失磁、MC△ 激磁,而主電路上的主 接點 MC△ 閉合,使感應電動機以△形接線全電 壓運轉。
1.直接啟動
係將定子繞組採△形 接線的鼠籠式感應電 動機,直接加額定電 壓來啟動,亦稱全壓 啟動。又因全壓啟動 電流 IS 為 5~8 倍的 額定電流 In,故適用 於啟動慣量小、啟動 時間短的電動機,其 電路的動作原理說明 如下。
(1)ON: 電源使控制電路中之電磁接觸器的線圈 MC 被激 磁,藉由其控制 A 接點 MC 形成自保持,同時主 電路上的主接點 MC 亦閉合,則感應電動機全壓 啟動。
(2)說明:
當按下 ON 按鈕開關時,控制電路中的電磁接觸 器的線圈 MC1 及 M 同時激磁,且主電路上的 MC1 及 M 接點亦閉合,感應電動機經自耦變壓器 降壓啟動,同時限時電驛的線圈 TR 亦被激磁, 待經歷限時電驛所設定的時間後,限時電驛的延 時接點隨之切換,使電磁接觸器的線圈 MC1 及 M 失磁,而 MC2 激磁,則主電路上的主接點 MC2 閉合,感應電動機以全電壓運轉。
4.補償器(自耦變壓器)降壓啟動
(1)原理: 圖例 將採△形接線的鼠籠式感應電動機之定子繞組, 當啟動時藉由補償器來降低啟動電壓,限制啟動 電流。自耦變壓器一般有 80%、65%及 50% 三個 分接頭,以供不同的電壓來啟動電動機,且由最 小值分接頭調向最大值。
補償器是由兩具降 壓式自耦變壓器採 V 形接線,或是由三 具自耦變壓器採 Y 形接線 所構成的。
(3)等效電路圖: 如圖所示為啟動補償器 每相的等效電路。
5.部分繞組啟動
(1)原理: 圖例 為採用部分繞組啟動的三相雙壓感應電動機之電 路,定子繞組可分成相同的六個繞組,具有 9 個 出線頭,藉由外部連接線的改變,作部分繞組或 雙電壓運轉。
(2)說明: 圖例
當按下 ON 按鈕開關時,控制電路中的電磁接觸 器之線圈 MC1 及計時電驛的線圈 TR 被激磁,則 主電路的接點 MC1 閉合。感應電動機只用部分( 一組)繞組啟動,啟動後加速到接近完成時,計 時電驛的延時 a 接點 TR 閉合,使電磁接觸器的 線圈 MC2 激磁,則主電路的接點 MC2 閉合,三 相感應電動機定子兩繞組並聯後接成 Y 形接線運 轉。
3.電抗(或電阻)降壓啟動
(1)原理: 將採用△形接線的鼠籠式感應電動機之定子繞組, 於啟動時串聯電抗器(或電阻器)來降壓,以限 制啟動電流。而電抗器一般有 80%、65%、50% 三個分接頭,以供選擇不同電源電壓來啟動,使 用時由最小分接頭調到適當分接頭。
(2)說明: 圖例
當按 ON 按鈕開關時,控制電路中的電磁接觸器 之線圈 MC1 激磁,則主電路上的接點 MC1 閉合, 感應電動機串聯電抗器降壓啟動,同時限時電驛 的線圈亦被激磁,待經歷限時電驛所設定的時間 後,限時電驛的延時接點隨之切換,使電磁接觸 器激磁線圈 MC1 失磁、 MC2 激磁,而主電路上 接點 MC2 閉合、MC1 打開,感應電動機去除了電 抗器以全電壓運轉。
2.啟動法
(1)手動式:使用電阻啟動器。
(2)自動式:使用限時電驛和電磁開關等來調整電阻 啟動器。
16-1.2 鼠籠式轉子感應電動機的啟動
鼠籠式感應電動機的轉子無法像繞線式轉子般改變 其外加電阻值,僅能在定子繞組採用降低電源相電 壓 V1P 的方法來啟動,並限制其啟動電流,但啟動 轉矩亦會隨電源相電壓平方減小,故僅適用於只需 較低啟動轉矩的場合。
16-1.1 繞線式轉子感應電動機的啟動
1.說明
圖中的曲線 A 為繞線式感應電動機,轉子短接(RST=0 歐姆)時的轉矩 Tm 與轉差率 S 的關係曲線,其啟動轉 矩為很小值的 T1,若轉子外加適當的電阻(RST)後, 則其關係曲線會變成曲 線 B,可令啟動轉矩達 到最大轉矩 Tmax;待電 動機運轉後,降低其外 加電阻至零值(轉子短 接),可使電動機有較 大的運轉轉矩及較高效 率。
16-1 三相感應電動機啟動控制 16-2 三相感應電動機速率控制 16-3 三相感應電動機轉向控制
本章彙總
16-1 三相感應電動機啟動控制
1.前言
感應電動機的啟動電流,一般約為滿載運轉電流的 5~8 倍,而中、大型感應電動機的啟動電流過大時, 會造成電力系統的負擔,影響電力系統供電品質及 穩定度,故中、大型感應電動機啟動時,應設法限 制其啟動電流,但又要能提供足夠轉矩來驅動負載, 使電動機得以正常啟動且運轉。
因啟動轉矩與每相電壓平方成正比,故可得如下
關係:
VL
VP(Y) = 3 = 1
VP(△) VL
3
VP (Y)
IP(Y) = ZP = 1
I V P(△)
P(△)
3wk.baidu.com
ZP
IY = IP(Y) =1
I△
3I P(△) 3
TS (Y) =( VP(Y) )2=1
T V S (△)
P(△)
3
(3)Y-△降壓啟動的計算代號及其意義: