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1电动机启动分类
电动机启动方式包括:全压直接启动、自耦减压启动、Y-Δ 启动、软启动器、变频器。其中软启动器和变频器启动为潮流。当然也不是一定要使用软启动器和变频器启动,在运用的时候根据实际情况,从经济和适用性自行考虑选择。
2电动机各类启动概述
2.1 全压直接启动
在电网容量和负载两方面都允许全压直接启动的情况下,可以考虑采用全压直接启动。优点是操纵控制方便,维护简单,而且比较经济。主要用于小功率电动机的启动,从节约电能的角度考虑,大于11kw 的电动机不宜用此方法。
2.2 自耦减压启动
利用自耦变压器的多抽头减压,既能适应不同负载启动的需要,又能得到更大的启动转矩,是一种经常被用来启动较大容量电动机的减压启动方式。它的最大优点是启动转矩较大,当其绕组抽头在80%处时,启动转矩可达直接启动时的64%。并且可以通过抽头调节启动转矩。至今仍被广泛应用。
2.3 Y-Δ 启动
对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说,如果在启动时将定子绕组接成星形,待启动完毕后再接成三角形,就可以降低启动电流,减轻它对电网的冲击。这样的启动方式称为星三角减压启动,或简称为星三角启动(Y-Δ 启动)。采用星三角启动时,启动电流只是原来按三角形接法直接启动时的1/3。如果直接启动时的启动电流以6~7Ie 计,则在星三角启动时,启动电流才2~2.3 倍。这就是说采用星三角启动时,启动转矩也降为原来按三角形接法直接启动时的1/3。适用于无载或者轻载启动的场合。并且同任何别的减压启动器相比较,其结构最简单,价格也最便宜。除此之外,星三角启动方式还有一个优点,即当负载较轻时,可以让电动机在星形接法下运行。此时,额定转矩与负载可以匹配,这样能使电动机的效率有所提高,并因之节约了电力消耗。
2.4 软启动器启动
这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压启动,主要用于电动机的启动控制,启动效果好但成本较高。因使用了可控硅元件,可控硅工作时谐波干扰较大,对电网有一定的影响。另外电网的波动也会影响可控硅元件的导通,特别是同一电网中有多台可控硅设备时。因此可控硅元件的故障率较高,因为涉及到电力电子技术,因此对维护技术人员的要求也较高。
运用串接于电源与被控电机之间的软启动器,控制其内部晶闸管的导通角,使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升,直至启动结束,赋予电机全电压,即为软启动,在软启动过程中,电机启动转矩逐渐增加,转速也逐渐增加。软启动一般有下面几种启动方式:
(1)斜坡升压软启动:这种启动方式最简单,不具备电流闭环控制,仅调整晶闸管导通角,使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是,由于不限流,在电机启动过程中,有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏,对电网影响较大,实际很少应用。
(2)斜坡恒流软启动:这种启动方式是在电动机启动的初始阶段启动电流逐渐增加,当电流达到预先所设定的值后保持恒定(t1至t2阶段),直至启动完毕。启动过程中,电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大,则启动转矩大,启动时间短。该启动方式是应用最多的启动方式,尤其适用于风机、泵类负载的启动。
(3)阶跃启动:开机,即以最短时间,使启动电流迅速达到设定值,即为阶跃启动。通过调节启动电流设定值,可以达到快速启动效果。
(4)脉冲冲击启动:在启动开始阶段,让晶闸管在级短时间内,以较大电流导通一段时间后回落,再按原设定值线性上升,连入恒流启动。该启动方法,在一般负载中较少应用,适用于重载并需克服较大静摩擦的启动场合。软启动与传统减压启动方式的不同,笼型电机传统的减压启动方式有Y-q启动、自耦减压启动、电抗器启动等。这些启动方式都属于有级减压启动,存在明显缺点,即启动过程中出现二次冲击电流。
(5)电压双斜坡启动:在启动过程中,电机的输出力矩随电压增加,在启动时提供一个初始的启动电压Us,Us根据负载可调,将Us调到大于负载静磨擦力矩,使负载能立即开始转动。这时输出电压从Us开始按一定的斜率上升(斜率可调),电机不断加速。当输出电压达到达速电压Ur时,电机也基本达到额定转速。软启动器在启动过程中自动检测达速电压,当电机达到额定转速时,使输出电压达到额定电压。
(6)限流启动:就是电机的启动过程中限制其启动电流不超过某一设定值(Im)的软启动方式。其输出电压从零开始迅速增长,直到输出电流达到预先设定的电流限值Im,然后保持输出电流I这种启动方式的优点是启动电流小,且可按需要调整。对电网影响小,其缺点是在启动时难以知道启动压降,不能充分利用压降空间。
(7)突跳启动:在启动开始阶段,让晶闸管在极短的时间内全导通后回落,再按原设定的值线性上升,进入恒流启动,该启动方法适用于重载并需克服较大静摩擦的启动场合。
2.5 变频器启动
变频器室现代电动机控制领域技术含量最高,控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置,它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。因为涉及到电力电子技术,微机技术,因此成本高,对维护技术人员的要求也高,因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。
在以上几种启动控制方式中,星三角启动,自藕减压启动因其成本低,维护相对软启动和变频控制容易,目前在实际运用中还占有很大的比重。但因其采用分立电气元件组装,控制线路接点较多,在其运行中,故障率相对还是比较高。从事过电气维护的技术人员都知道,很多故障都是电气元件的触点和连线接点接触不良引起的,在工况环境恶劣(如粉尘,潮湿)的地方,这类故障更多,但检查起来确颇费时间。另外有时根据生产需要,要更改电机的运行方式,如原来电机是连续运行的,需要改成定时运行,这时就需要增加元件,更改线路才能实现。有时因为负载或电机变动,要更改电动机的启动方式,如原来是自藕启动,要改为星三角启动,也要更改控制线路才能实现。