摘要文章對(duì)電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)降壓啟動(dòng)和軟啟動(dòng)器降壓啟動(dòng)方式及特點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述和對(duì)比,指出軟啟動(dòng)器將是電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。 關(guān)鍵詞軟啟動(dòng)器降壓啟動(dòng)沖擊電流電動(dòng)機(jī)
供電系統(tǒng)
三相交流異步電動(dòng)機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,但是,三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程的加速轉(zhuǎn)矩和沖擊電流,對(duì)工作機(jī)械、供電系統(tǒng)都有不同程度的影響。為了減少電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械和供電系統(tǒng)的影響,就要對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的加速轉(zhuǎn)矩進(jìn)行一定的限制,由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值與加在定子繞組端電壓的平方成正比(M~U2),而電動(dòng)機(jī)定子電流值與定子端電壓成正比(I~U),所以為了避免高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流峰值,可以通過降低電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)加在其定子繞組上端電壓。改變其定子繞組端電壓的方法有傳統(tǒng)的降壓啟動(dòng)技術(shù)和現(xiàn)在推廣軟啟動(dòng)器降壓啟動(dòng)技術(shù)。下面,筆者將傳統(tǒng)的降壓啟動(dòng)技術(shù)與軟啟動(dòng)器啟動(dòng)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比,使讀者了解電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。
1 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)原理
如果我們向電動(dòng)機(jī)在空間相位差120°
電角度的三相定子繞組中通入三相交流電后,在空氣間隙中將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組,從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),并形成轉(zhuǎn)子電流。載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下將產(chǎn)生電磁力,從而在電機(jī)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),并且電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為:n=60f/p.其中n為同步轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分);f為電網(wǎng)頻率,(HZ);p為電機(jī)定子極對(duì)數(shù)。
異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向相同,但旋轉(zhuǎn)速度不可能與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同,因?yàn)榧词乖诳蛰d運(yùn)行的情況下,轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電流以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)矩值將替變?yōu)榱,即異步電?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不可能和定子磁場(chǎng)保持同步,它只能始終保持某個(gè)異步狀態(tài)工作。
為了保證電動(dòng)機(jī)能夠完全加速到額定速度,在整個(gè)加速階段,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩值MM必須大于負(fù)載的力矩值ML,否則電動(dòng)機(jī)的速度就會(huì)因上不去而停下來。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩MM與負(fù)載力矩ML之差,稱為加速轉(zhuǎn)矩MB.它必須在整個(gè)加速階段始終大于零。在電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線上速度由零加速到額定轉(zhuǎn)速的過程中,機(jī)械特性圖呈馬鞍形,圖中一段上的轉(zhuǎn)矩最小值即為MS值。必須特別注意的是,對(duì)于任何一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來說,其機(jī)械特性的具體形狀是不同的,主要取決于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)參數(shù)(見圖1)。
2 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)啟動(dòng)方法及其特點(diǎn)
2.1直接接入電網(wǎng)啟動(dòng)
每臺(tái)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)都按照它的結(jié)構(gòu)參數(shù)具有它自己的轉(zhuǎn)矩/速度機(jī)械特性和電流/速度特性。在啟動(dòng)時(shí)不管它們的負(fù)載情況如何,均應(yīng)按照以下曲線運(yùn)行。即在直接接入電網(wǎng)啟動(dòng)的情況下,當(dāng)加上額定電壓時(shí),產(chǎn)生一個(gè)大于額定電流幾倍的啟動(dòng)電流,與此同時(shí),在負(fù)載上作用的是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。對(duì)于絕大多數(shù)電動(dòng)機(jī)而言,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩值大于額定轉(zhuǎn)矩。為了保護(hù)供電系統(tǒng)不受啟動(dòng)電流峰值的沖擊,或者為了保護(hù)被加工物件不受此啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩帶來的過大的機(jī)械應(yīng)力的影響,通常采取降壓啟動(dòng)。