起动相关问题笼型转子异步电机起动绕线转子异步电机起动
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三相异步电动机的起动
第九章 三相异步电动机的电力拖动
一、三相异步电动机的起动 二、三相异步电动机的调速 三、三相异步电动机的制动 四、三相异步电动机四象限运行
三相异步电动机的起动
一、三相异步电动机的起动相关问题 二、鼠笼式三相异步电动机的起动方法 三、绕线式三相异步电动机的起动方法
一、三相异步电动机的起动相关问题
]
6、三相异步电动机的起动方法
降低电源电压起动； 绕线式感应电机转子串电阻起动； 特殊起动方式：
绕线式转子串频敏电阻起动（属转子串电阻起 动）
深槽和双鼠笼电机的起动（属转子串电阻起动） Y-Δ起动（属降低电压起动） 定子串电抗器起动（属降低电压起动）
鼠笼式三相异步电动机的起动方法
二、三相笼型转子异步电动机的起动
aI
' st
a
U1
(R1
R2' )2
( X1
X
' 2
)2
(R1
R2'
Rst
)2
(X1
X
' 2
)2
令 R R1 R2'
X
X1
X
' 2
得 Rst (a2 1)X 2 a2R2 R 或 Rst (b 1) X 2 bR2 R
Rst (a2 1)X 2 a2R2 R Rst (b 1) X 2 bR2 R 其中， R (0.25 ~ 0.4)Z
起 动 电 流I st
U1
Z1
Z
' 2
Zt
uI
Z1
Fra Baidu bibliotek
Z
' 2
Z1
Z
' 2
Zt
Tst
I
2
st
uT uI2
起动转矩下降，功耗大。
定子串联电阻或电抗降压起动具体过程
3~
S1 FU
RS
3~
S1 FU
S2
XS
S2
M
M
3~
3~
定子串联电阻或电抗降压起动具体过程
3~
S1 FU
RS
3~
S1 FU
S2
XS
S2
M 3~
起动
M 3~
定子串联电阻或电抗降压起动具体过程
3~
S1 FU
3~
S1 FU
RS
S2
XS
S2
M 3~
运行
M 3~
优点：起动平稳、运行可靠、结构简单。电阻 降压时，起动阶段功率因数较高。
缺点：Tst随电压平方成正比减小。
适用范围：用于轻载起动；电抗减压起动用于 高压电动机；电阻减压起动一般用于低压电动 机。
5、电动机的直接起动相关说明
小功率三相笼型允许直接全压起动 ； 起动电流很大 ，可达额定电流的4－7倍 ； 定子绕组漏抗压降增大，每极气隙磁通下降； 转子侧功率因数低 ； 起动转矩不大； 直接起动适用范围：非频繁、负载较轻、电源相对
电机容量足够大。
Ist
I st IN
1 4
[3
电源总容量(kVA) 起动电动机容量(kVA)
1.降压起动
sn
s01 n0
s2
sscmr Us2
？Us1
10
TL
UN
T Tmax
因为：
I st U1
Tst
U12
I
2 st
uT uI2
电磁转矩、起动转矩均与电压U1的平方 成正比关系减少，而临界转差率与U1无关。 所以：
降压起动仅适合空载、轻载起动。
（1）定子绕组串电阻、串电抗降压起动：
1、电机起动
电机从不工作状态到正常工作状态的过程。
2、起动要求
–起动电流小（ Ist<电机容许最大电流）； –起动转矩大（Tst≥1.1TN） ； –起动时间短。
3、电动机的起动指标
1) 起动电流倍数(直流电机5－20，感应电机4－7)
Ist
I st IN
2) 起动转矩倍数(感应电机0.9－1.3)
=k
定子相电流比
I’1Φ I1Φ
=
U’1φ U1Φ
=k
M 3~
U
S1 FU
S2
起动
TA
自耦变压器降压起动参数分析
起动电流比
I’st Ist
= I’1Φ I1Φ
=k
电源电流比
IstT Ist
=
kI’st Ist
= k2
起动转矩比
( ) T’st
Tst
=
U’1Φ U1Φ
2
（一）直接起动：
Ist
U1
R1 R2'
2
X1
X
' 2
2
Tmax
3p 4πf
R1
U12
R12
X1
X
' 2
2
Sm
R2'
R12
X1
X
' 2
2
直接起动特点：电流大、起动转矩不大。笼型转子不 能在转子绕组中串电阻或电抗。
（二）改善起动性能的方法为：
1.降压起动 2.改变转子结构 3.变频变压起动
X Z 2 R2 (0.91 ~ 0.97)Z
Z
3U1N 3U1N
I1st
Ist I1N
ZY
U1N 3I1st
U1N
3Ist I1N
a,b由生产机械要求决定，必须保证减压起动时，T’st>Tz。
（2）自耦降压起动
（变压器——自耦变压器降压起动） 设直接起动时起动线电流为Ist起动转矩为Tst
起动过程。
直流他励电机的起动
起动电流 Ist＝UN/Ra 起动转矩Tst=CTΦIst
三相感应电机的起动
I st
U1 z1 z2'
U1 (r1 r2' )2 ( x1 x2' )2
Tst
m1
I
2 st
r2'
1
2f1[(r1
m1 pU12r2' r2' )2 ( x1
x2' )2 ]
Tst
Tst TN
3) 起动电流降低倍数
电源提供的起动电流 uI 直接起动时电源提供的电流
4) 起动转矩降低倍数
起动转矩 uT 直接起动时的起动转矩
注：前两个指标用于衡量起动性能，后两个指标 用于衡量各种起动方法的特点。
4、电动机的直接起动分析
直接起动：电机在静止状态下直接施加额定电压实施的
S1 FU
S2
TA M 3~
自耦变压器降压起动具体过程
3 ~ UN
S1 FU
S2
起动
TA M 3~
自耦变压器降压起动具体过程
M 3~
3 ~ UN
S1 FU
运行
S2
TA
自耦变压器降压起动参数分析：
定子线电压比
U’1L U1L
=
U’ UN
=
k
降压比
3 ~ UN
定子相电压比
U’1φ U1φ
=
U’1L U1L
使用变压器时降压变比为k
U
' 1
kU1
I
' st
kI st
变 压 器 原 边 电 流: I stT
kI
' st
k 2 I st
I'
Ts't
Tst
(
I
st
st
)2
k 2Tst
uT k 2
–优点：起动定子绕组电源电压可调 –缺点：起动转矩相应下降。
uI k 2
自耦变压器降压起动具体过程
3 ~ UN
定子串联对称电阻Rst的计算方法：
I st
I
' st
Ist I1N I'
Ist 1N
a
Ist，Tst为直接起动电流和转矩
Tst Ts't
Tst I1N I '
Tst 1N
b
I’st，T’st为定子串联电阻后 起动电流和转矩
起动时，s=1，I1≈I2，Tst∝U12 ∝I2st
a2=b
U1
I st
第九章 三相异步电动机的电力拖动
一、三相异步电动机的起动 二、三相异步电动机的调速 三、三相异步电动机的制动 四、三相异步电动机四象限运行
三相异步电动机的起动
一、三相异步电动机的起动相关问题 二、鼠笼式三相异步电动机的起动方法 三、绕线式三相异步电动机的起动方法
一、三相异步电动机的起动相关问题
]
6、三相异步电动机的起动方法
降低电源电压起动； 绕线式感应电机转子串电阻起动； 特殊起动方式：
绕线式转子串频敏电阻起动（属转子串电阻起 动）
深槽和双鼠笼电机的起动（属转子串电阻起动） Y-Δ起动（属降低电压起动） 定子串电抗器起动（属降低电压起动）
鼠笼式三相异步电动机的起动方法
二、三相笼型转子异步电动机的起动
aI
' st
a
U1
(R1
R2' )2
( X1
X
' 2
)2
(R1
R2'
Rst
)2
(X1
X
' 2
)2
令 R R1 R2'
X
X1
X
' 2
得 Rst (a2 1)X 2 a2R2 R 或 Rst (b 1) X 2 bR2 R
Rst (a2 1)X 2 a2R2 R Rst (b 1) X 2 bR2 R 其中， R (0.25 ~ 0.4)Z
起 动 电 流I st
U1
Z1
Z
' 2
Zt
uI
Z1
Fra Baidu bibliotek
Z
' 2
Z1
Z
' 2
Zt
Tst
I
2
st
uT uI2
起动转矩下降，功耗大。
定子串联电阻或电抗降压起动具体过程
3~
S1 FU
RS
3~
S1 FU
S2
XS
S2
M
M
3~
3~
定子串联电阻或电抗降压起动具体过程
3~
S1 FU
RS
3~
S1 FU
S2
XS
S2
M 3~
起动
M 3~
定子串联电阻或电抗降压起动具体过程
3~
S1 FU
3~
S1 FU
RS
S2
XS
S2
M 3~
运行
M 3~
优点：起动平稳、运行可靠、结构简单。电阻 降压时，起动阶段功率因数较高。
缺点：Tst随电压平方成正比减小。
适用范围：用于轻载起动；电抗减压起动用于 高压电动机；电阻减压起动一般用于低压电动 机。
5、电动机的直接起动相关说明
小功率三相笼型允许直接全压起动 ； 起动电流很大 ，可达额定电流的4－7倍 ； 定子绕组漏抗压降增大，每极气隙磁通下降； 转子侧功率因数低 ； 起动转矩不大； 直接起动适用范围：非频繁、负载较轻、电源相对
电机容量足够大。
Ist
I st IN
1 4
[3
电源总容量(kVA) 起动电动机容量(kVA)
1.降压起动
sn
s01 n0
s2
sscmr Us2
？Us1
10
TL
UN
T Tmax
因为：
I st U1
Tst
U12
I
2 st
uT uI2
电磁转矩、起动转矩均与电压U1的平方 成正比关系减少，而临界转差率与U1无关。 所以：
降压起动仅适合空载、轻载起动。
（1）定子绕组串电阻、串电抗降压起动：
1、电机起动
电机从不工作状态到正常工作状态的过程。
2、起动要求
–起动电流小（ Ist<电机容许最大电流）； –起动转矩大（Tst≥1.1TN） ； –起动时间短。
3、电动机的起动指标
1) 起动电流倍数(直流电机5－20，感应电机4－7)
Ist
I st IN
2) 起动转矩倍数(感应电机0.9－1.3)
=k
定子相电流比
I’1Φ I1Φ
=
U’1φ U1Φ
=k
M 3~
U
S1 FU
S2
起动
TA
自耦变压器降压起动参数分析
起动电流比
I’st Ist
= I’1Φ I1Φ
=k
电源电流比
IstT Ist
=
kI’st Ist
= k2
起动转矩比
( ) T’st
Tst
=
U’1Φ U1Φ
2
（一）直接起动：
Ist
U1
R1 R2'
2
X1
X
' 2
2
Tmax
3p 4πf
R1
U12
R12
X1
X
' 2
2
Sm
R2'
R12
X1
X
' 2
2
直接起动特点：电流大、起动转矩不大。笼型转子不 能在转子绕组中串电阻或电抗。
（二）改善起动性能的方法为：
1.降压起动 2.改变转子结构 3.变频变压起动
X Z 2 R2 (0.91 ~ 0.97)Z
Z
3U1N 3U1N
I1st
Ist I1N
ZY
U1N 3I1st
U1N
3Ist I1N
a,b由生产机械要求决定，必须保证减压起动时，T’st>Tz。
（2）自耦降压起动
（变压器——自耦变压器降压起动） 设直接起动时起动线电流为Ist起动转矩为Tst
起动过程。
直流他励电机的起动
起动电流 Ist＝UN/Ra 起动转矩Tst=CTΦIst
三相感应电机的起动
I st
U1 z1 z2'
U1 (r1 r2' )2 ( x1 x2' )2
Tst
m1
I
2 st
r2'
1
2f1[(r1
m1 pU12r2' r2' )2 ( x1
x2' )2 ]
Tst
Tst TN
3) 起动电流降低倍数
电源提供的起动电流 uI 直接起动时电源提供的电流
4) 起动转矩降低倍数
起动转矩 uT 直接起动时的起动转矩
注：前两个指标用于衡量起动性能，后两个指标 用于衡量各种起动方法的特点。
4、电动机的直接起动分析
直接起动：电机在静止状态下直接施加额定电压实施的
S1 FU
S2
TA M 3~
自耦变压器降压起动具体过程
3 ~ UN
S1 FU
S2
起动
TA M 3~
自耦变压器降压起动具体过程
M 3~
3 ~ UN
S1 FU
运行
S2
TA
自耦变压器降压起动参数分析：
定子线电压比
U’1L U1L
=
U’ UN
=
k
降压比
3 ~ UN
定子相电压比
U’1φ U1φ
=
U’1L U1L
使用变压器时降压变比为k
U
' 1
kU1
I
' st
kI st
变 压 器 原 边 电 流: I stT
kI
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k 2 I st
I'
Ts't
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(
I
st
st
)2
k 2Tst
uT k 2
–优点：起动定子绕组电源电压可调 –缺点：起动转矩相应下降。
uI k 2
自耦变压器降压起动具体过程
3 ~ UN
定子串联对称电阻Rst的计算方法：
I st
I
' st
Ist I1N I'
Ist 1N
a
Ist，Tst为直接起动电流和转矩
Tst Ts't
Tst I1N I '
Tst 1N
b
I’st，T’st为定子串联电阻后 起动电流和转矩
起动时，s=1，I1≈I2，Tst∝U12 ∝I2st
a2=b
U1
I st