三相笼型异步电动机起动电流的瞬态计算与分析-论文.pdf

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1、迫扎与控制应用2015，42(6)运行与保护iEMcA三相笼型异步电动机起动电流的瞬态计算与分析袁阳，额尔和木巴亚尔，张伟(1．海军驻葫芦岛四三一厂军事代表室；2．上海电器科学研究所(集团)有限公司，上海200063)摘要：采用有限元方法在考虑笼型异步电动机的端部漏抗、端部电阻、铁心饱和特性以及转子导条集肤效应的情况下准确计算了三相笼型异步电动的起动电流。试验证明，所计算起动电流值与实测值相差5％以内。关键词：三相异步电动机；起动电流；有限元法中图分类号：TM．307文献标志码：A文章编号：1673-6540(2015)06-0073-04CalculationandAnal

2、ysisofStartingCurrentinInductionMotorbyUsingTransientAnalysisMethodYUANYang，ERHEMBayaer，ZHANGWei(1．NavyMilitaryRepresentativeOfficeinHuludaoNo．431Factory，Huludao125004，China；2．ShanghaiElectricalApparatusResearchInstitute(Group)Co．，Ltd．，Shanghai200063，China)Abstract：Thefiniteelementmethodwas

3、usedtocalculatethestartingcurrentinthree—phaseinductionmotorbyconsideringendleakage，endreactanceofsquirrelcage，saturationcharacteristicsofcoreandskineffectinthebar．Theerorofthecalculationwasprovedtobewithin5％comparedwiththetestresult．Keywords：threephaseinductionmotor；startingcurrent；finitee

4、lementmethod动是最简单的，并且最常用的一种起动方式。它0引言是将电动机的定子绕组直接接人额定电压起动，三相笼型异步电动机的运行性能特别是起动因此也称为直接起动。在电网容量和负载两方面特性与其线路保护用低压断路器的保护特性密切都允许全压直接起动的情况下，可以考虑采用全相关。实际使用中也多次发生由于两者不匹配而压直接起动。全压起动具有起动转矩大、起动时造成的断路器误动作等故障。本文为了准确计算间短、起动设备简单、操作方便、易于维护、投资三相笼型异步电动机的起动电流并选取合理选取省、设备故障率低等优点，因此采用比较广泛。但断路器的参数，计算分析了多台三相笼型异步电全压起

5、动时，起动电流比较大，笼型电动机的起动动机的起动电流，并与试验结果进行了对比分析。电流一般为额定电流的4～6倍，甚至更高⋯，对结果表明，计算值与实测值吻合度很好，证明了本线路保护用的断路器的选型也提出了较高的要文采取的计算方法的合理性。求。因此起动电流的准确计算显得尤其重要。1三相笼型异步电动机直接起动2三相笼型异步电动机起动的电流特点的计算电动机的起动方式有很多种，其中全电压起传统电动起动电流的计算方法是采用等效电通讯作者：袁阳运行与保护EMCA电札与粒制应田2o15，42(6)路的简化模型来计算。但实际的电动机起动过程态模型计算。中，存在由起动电流产生的磁通引起铁心饱和现

6、当异步电动机直接投入电网起动时，在t=象，由集肤效应引起电阻变化情况等]，而且电0时刻，n=0，S=1。异步电动机对电网呈现短动机的端部电阻及电感也影响起动电流的大路阻抗，利用等值电路，并忽略励磁支路，则异小J。这些因素使得电机内的电磁场分布十分步电动机的起动电流(相电流)与起动转矩分复杂，很难用简单的“磁路”来模拟。因此以往别为的简化磁路方法计算得到的结果与实际值偏差Is．=——==========二=-=S二二二二二二二二二二二二二二(3)较大4。。本文采用非线性瞬态场有限元数值√(R+尺)+(Ll+Ll)计算方法来考虑电动机铁心饱和特性、端部电㈩感及电阻、导条集肤效应等

7、的影响的情况下，对电动机瞬态特性进行仿真分析，计算了电动机式中：U——定子相电压；的起动电流。n——磁极对数；2．1异步电动机的数学模型——角频率；异步电动机的数学模型分为动态模型和静态R、R和L、Llr~——定子、转子电阻和模型。漏感。动态模型一般在d．q坐标系下建立。设u但是，使用静态模型不能反映起动瞬间电流q、rfr、u、如、i9、i出、i、dq、dr、为d、q坐的瞬态变化。如果使用动态模型，虽然能计算标系下感应电机定子、转子的电压、电流、磁链，则瞬态电流，但模型中的电阻、电感等参数取固定电路方程