电机与拖动基础 教学课件 作者 王丁 第4章.ppt

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1、第四章电机起动技术4.1电机起动中的主要问题4.1.1起动电流与起动转矩起动转矩便是电动机起动时首先发出的转矩。电机的正常工作转矩通常就小于起动转矩。由此可知，起动电流比正常工作电流大，尤其是直流电机比交流异步电机的起动电流更大。第四章4.1.2起动相关的三个特别因素自身限定:电动机通常是按正常运行时的工作状态设计的,对起动电流要有所限定。电网限定:相对较大的起动电流对周围电网系统也有很大影响。负载转矩约束:起动电流所产生的起动转矩也要大于负载转矩，这样才能正常起动。结论:起动电流要小于电动机自身的电流允许能力和电网的允许能力，起动电流对应

2、的起动转矩要大于负载转矩。第四章4.1.3直接起动与软起动如果直接按照正常工作参数对电机加以控制，叫做直接起动。这种情况就很可能产生过大的起动电流。根据直流电机和三相交流感应电机的人为机械特性，可以通过调节机械特性的某些参数来减少起动转矩，也就是减小起动电流。这就叫做软起动。第四章1直流电机软起动根据直流电机的人为机械特性，可以采用减压和串电阻两种方法。由于可以通过大电流的电阻一般都不能进行电控无级调速，串电阻的方法一般只能用接触器触点进行有级控制，在起动中电阻值由大到小分段变化，正常运行时电阻应完全短路。由于直流电机串电阻方法有体积大、分

3、段有级起动的缺点，而直流电机一般应用于高端场合，还有电力电子技术的成熟，使得减压起动方式成为主要应用方式。减压起动方式可以和直流电机的调压调速方式相结合，使用同一套电控单元。第四章（1）、电枢回路串电阻起动（a)原理图（b)机械特性图4-1他励直流电动机串电阻起动第四章2、减压起动减压起动方式可以和直流电机的调压调速方式相结合，使用同一套电控单元。第四章2三相交流电机软起动直接起动即全压起动，起动方法简单，但交流异步电机起动电流大，一般为电机额定电流的4～7倍，过大的起动电流导致线路产生较大的压降，影响电网上其他设备的正常运行，国标要求是直

4、接起动的起动电流在电网中引起的电压降不超过电网额定电压的10％(频繁起动)或15％(不频繁起动)就允许直接起动，但是在实际工程中还应综合考虑负载场合等因素第四章三相交流电机软起动是相对于硬(直接)起动而言的，一般分为有级软起动和无级软起动2类。传统的软起动都是有级的，如星／角变换起动、自耦变压器起动、定子串电阻或电抗起动、延边三角形起动等。无级软起动也得到了很大的发展。主要有定子串液阻／热变电阻软起动、串联晶闸管软起动、变频起动等。第四章4．2交流异步电机的起动方法4．2．1三相交流异步电机的Y一△电机起动方法第四章4．2．2自耦变压器起动

5、方法第四章4．2．3转子串频敏变阻器起动方法随着国民经济的发展，生产设备越来越大型化。工业领域的球磨机、破碎机、风机、水泵、打浆机、轧钢机等设备中的电动机容量越来越大。三相绕线式转子交流异步电动机因转子可外接电阻、频敏变阻器，且有较高的起动转矩、起动功率因素和较小的起动电流，故在大容量、大转矩的电机中得到广泛应用。第四章1绕线式异步电机申电阻多级起动第四章有关说明它只用在对起动转矩要求特高的起重机，轧钢机等设备上。它的变型产品是：绕线式异步电动机液态电阻起动柜，它是将绕线式电机转子回路通过滑环、碳刷引入地面，将液体电阻串入电机的转子回路，通

6、过伺服电机改变液体电阻的大小，达到无级连续调整电机起动转矩和起动电流的目的。它与凸轮控制器改变电阻相比，最大的优点是：无级连续调整电机电流；缺点是：常见的绕线式异步电动机液态电阻起动柜，没有考虑液体电阻对极板及其传动设备的腐蚀作用、没有考虑装置的密封和防爆、没有考虑环境温度对起动装置的影响，造成寿命低，应用范围小，不能安装在有振动的地方(如行车上)和北方的室外和造价高等缺点。第四章4．2．3转子串频敏变阻器起动方法频敏变阻器通过电刷和滑环与转子绕组相接，起动开始时，电动机转速很低，转子频率很高，频敏变阻器损耗较大，Rm值较大，限制了起动电流

7、，增大了起动转矩，随着转速的上升，转子频率不断下降，频敏变阻器的损耗等效电阻Rm随着平滑下降，使电动机平滑起动。第四章第四章串频敏变阻器起动，由于频敏变阻器实际上是—个电感元件，它降低了电机起动时的功率因数。即如要产生电机额定转矩的起动转矩，电机起动电流须是电机额定电流的2．5倍以上。如果参数配合适当，电动机在整个加速过程中产生几乎恒定的转矩。因此，它一般用在对起动转矩要求不太高的风机、水泵、空压机和球磨机电机上。第四章例4-6为某厂设计185kW真空泵的起动柜第四章*4．2．4数字式软起动器工作原理及特点软起动器是一种采用数字控制的无触点

8、降压起动控制装置，是传统的Y一△起动、自耦变压器起动、延边三角形起动理想的更新换代产品。软起动器是实现电动机精确控制，替代传统起动器的全新起动设备，具有起动电压可调、起动时间可调