電機(jī)起動(dòng)原理精品課件

1、電機(jī)起動(dòng)原理第1頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五 電機(jī)自身的特性對(duì)其起動(dòng)過(guò)程有著重要的影響。無(wú)論全壓起動(dòng)還是降壓起動(dòng)，其性能均與電機(jī)特性密切相關(guān)。 電機(jī)特性直接影響著起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 電機(jī)定子結(jié)構(gòu)影響額定轉(zhuǎn)速時(shí)的性能。 電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)影響起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子齒槽的外形、材料、以及安裝位置均對(duì)起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩影響巨大。電機(jī)特性第2頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五電機(jī)的機(jī)械特性低滑差段和全部滑差段當(dāng)使用一個(gè)交流電機(jī)時(shí)，最重要的是電機(jī)在低滑差階段的特性。與之相反，當(dāng)使用軟起動(dòng)器時(shí)，最重要的是電機(jī)在全部階段的特性。05010015020025030010

2、09080706050403020100SLIP (%)FULL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700FULL LOAD CURRENT (%)InverterSoft Start第3頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五neFLCLRCLRT% FL轉(zhuǎn)矩電機(jī)(rpm)(A)(%FLC)(%FLT)Eff,3xFLCA14701916002639365.8B147518460019093.547.5C14751915701509241.6D148018766019094.539.2E14701855501209236F14701916701509

3、330.1G14801907802009429.6H147518285022093.527.4I14801906701209424110 kW電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)9550 x P ( kW )ne ( rpm )( Nm )電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)電機(jī)的起動(dòng)性能，可以通過(guò)這個(gè)電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)表查到。額定轉(zhuǎn)速ne (RPM) 滿載電流FLC (A) 堵轉(zhuǎn)電流LRC (A) = (610) x FLC 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩LRT (Nm) 滿載效率 (%) 額定轉(zhuǎn)矩T (Nm)T = 第4頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五neFLCLRCLRT% FL轉(zhuǎn)矩電機(jī)(rpm)(A)(%FLC)(%FLT

4、)Eff,3xFLCA14701916002639365.8B147518460019093.547.5C14751915701509241.6D148018766019094.539.2E14701855501209236F14701916701509330.1G14801907802009429.6H147518285022093.527.4I14801906701209424110 kW電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)電機(jī)起動(dòng)電流全壓起動(dòng)時(shí)的最大電流取決于電機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流LRC。 不同的電機(jī)，堵轉(zhuǎn)電流往往差異很大。 在例子中的電機(jī)H起動(dòng)電流比電機(jī)E大55。第5頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42

5、分，星期五neFLCLRCLRT% FL轉(zhuǎn)矩電機(jī)(rpm)(A)(%FLC)(%FLT)Eff,3xFLCA14701916002639365.8B147518460019093.547.5C14751915701509241.6D148018766019094.539.2E14701855501209236F14701916701509330.1G14801907802009429.6H147518285022093.527.4I14801906701209424110 kW電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩取決于電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩LRT。 不同的電機(jī)，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩往往差異很大。 在例子中的電

6、機(jī)A起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比電動(dòng)機(jī)I大兩倍多。第6頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五neFLCLRCLRT% FL轉(zhuǎn)矩電機(jī)(rpm)(A)(%FLC)(%FLT)Eff,3xFLCA14701916002639365.8B147518460019093.547.5C14751915701509241.6D148018766019094.539.2E14701855501209236F14701916701509330.1G14801907802009429.6H147518285022093.527.4I14801906701209424110 kW電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)LRC & LRT堵

7、轉(zhuǎn)電流LRC和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩LRT共同決定了電機(jī)的起動(dòng)性能。在例子中的這些電機(jī)是按照3倍額定電流時(shí)的轉(zhuǎn)矩值排序。0501001502002503001009080706050403020100SLIP (%)FULL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700FULL LOAD CURRENT (%)LRCLRT第7頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五neFLCLRCLRT% FL轉(zhuǎn)矩電機(jī)(rpm)(A)(%FLC)(%FLT)Eff,3xFLCA14701916002639365.8B147518460019093.547.5C1475191570150

8、9241.6D148018766019094.539.2E14701855501209236F14701916701509330.1G14801907802009429.6H147518285022093.527.4I14801906701209424110 kW電機(jī)典型技術(shù)數(shù)據(jù)降低電壓起動(dòng)時(shí)，電機(jī)的不同特性電機(jī)的轉(zhuǎn)矩按電機(jī)電流的平方 下降。在額定電壓下，電機(jī) B和G 幾乎有相同的轉(zhuǎn)矩。但在3倍額定電流時(shí)電機(jī)B轉(zhuǎn)矩時(shí)要比電機(jī)G高出60以上。第8頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五異步電機(jī)的降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 = 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 LRT x( )2起動(dòng)電流堵轉(zhuǎn)電流 LRC電流、轉(zhuǎn)

9、矩0電壓100100電壓與電流并非線性關(guān)系轉(zhuǎn)矩與電流的平方成正比降壓起動(dòng)的電流通常限定在3 - 4 倍的額定電流以內(nèi).特點(diǎn):第9頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五 電機(jī)LRCLRT轉(zhuǎn)矩 (%FLC)(%FLT) 3 X FLCA60026365.8B60019047.5C57015041.5D66019039.3起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 = LRT x( )起動(dòng)電流LRC2( )2300%600%65.8%= x263%起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算按計(jì)算舉例（電機(jī)） ，計(jì)算電機(jī)乙，丙，丁在第3倍額定電流時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 小結(jié)：實(shí)際應(yīng)用時(shí)，選擇低堵轉(zhuǎn)電流（LRC） ，高堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩（FLT）的電機(jī)，將有助于減

10、小起動(dòng)電流、增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、降低軟起動(dòng)器成本。第10頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五全電壓起動(dòng)電流迅速上升為堵轉(zhuǎn)電流LRC，該電流將對(duì)電網(wǎng)形成沖擊。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，電流將逐漸下降。 電機(jī)負(fù)荷只影響電機(jī)起動(dòng)時(shí)間，而不會(huì)影響電機(jī)起動(dòng)電流。 轉(zhuǎn)矩瞬間上升到堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩LRT，該轉(zhuǎn)矩可能會(huì)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)形成危害。 轉(zhuǎn)矩將隨轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。轉(zhuǎn)矩首先從LRT下降至最小轉(zhuǎn)矩，隨后增加至最大轉(zhuǎn)矩。然后轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。0501001502002503001009080706050403020100SLIP (%)FULL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700CUR

11、RENT (%)電流曲線轉(zhuǎn)矩曲線第11頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五全電壓起動(dòng)的限制1、起動(dòng)電流2、最大電流3、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩4、最大轉(zhuǎn)矩 降低電壓開(kāi)始試圖克服這些局限性，運(yùn)用電壓逐漸升高。 降壓起動(dòng)的目的是通過(guò)降低起動(dòng)電壓方法來(lái)避免上述沖擊。0501001502002503001009080706050403020100SLIP (%)FULL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700CURRENT (%)1243第12頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五050100150200250300100908070605040302

12、0100SLIP (%)FULL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700CURRENT (%)IST=LRT xTSTLRC()2降壓起動(dòng)降低起動(dòng)電流。 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩按起動(dòng)電流的平方下降。 電流的減少必須滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求，否則電機(jī)將發(fā)生堵轉(zhuǎn)。負(fù)載曲線第13頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五0501001502002503001009080706050403020100SLIP (%)FULL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700CURRENT (%)Small Reductionat 50% speedLarge R

13、eductionat 95% speed 降壓起動(dòng)通常，降壓起動(dòng)設(shè)備總是使電機(jī)加速到額定轉(zhuǎn)速的90 時(shí)，才給電機(jī)提供額定電壓。在該轉(zhuǎn)速以下時(shí)，始終保持起動(dòng)時(shí)的電流。 第14頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五降壓起動(dòng)器機(jī)電式裝置耦變壓器 (Auto transformer)定子串電阻起動(dòng) (Primary Resistance)星/三角起動(dòng) (Star/Delta)電子式裝置軟起動(dòng)器 (SoftStarter)第15頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五Thermal過(guò)載保護(hù)3 Phase自耦變壓器(B)Start接觸器(A)Start接觸器Run接觸器M

14、自耦變壓器此起動(dòng)器主要是使用自耦變壓器在起動(dòng)時(shí)降低電壓。第16頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五0501001502002503001009080706050403020100SLIP (%)FULL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700CURRENT (%)自耦變壓器60%額定電壓時(shí)各參量的變化線存在的問(wèn)題： 1、有限的電壓抽頭數(shù)2、有限的起動(dòng)次數(shù)3、全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩下降4、成本高第17頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五0501001502002503001009080706050403020100SLIP (%)FU

15、LL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700CURRENT (%)自耦變壓器50%抽頭起動(dòng)電壓由抽頭變比決定，并由計(jì)時(shí)器控制切除時(shí)間。如果預(yù)置起動(dòng)電壓太低，或者起動(dòng)時(shí)間不合適，則向電網(wǎng)過(guò)渡時(shí)會(huì)由于電機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊。第18頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五RUN接觸器電機(jī)過(guò)載保護(hù)STARTRESISTORSLINE接觸器M定子串電阻起動(dòng)將電阻串于隔離接觸器和電機(jī)之間，以達(dá)到降低電壓、限制電流和轉(zhuǎn)矩的目的。第19頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五050100150200250300100908070

16、6050403020100SLIP (%)FULL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700CURRENT (%)設(shè)定為4x FLC的起動(dòng)電流時(shí)存在的問(wèn)題：阻值難以改變產(chǎn)生大量熱量不允許頻繁起動(dòng)不同的電阻溫度會(huì)產(chǎn)生不同的起動(dòng)特性不適于大慣量系統(tǒng)的起動(dòng)第20頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五0501001502002503001009080706050403020100SLIP (%)FULL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700CURRENT (%) 設(shè)定3.5 x FLC的起動(dòng)電流時(shí)起動(dòng)電壓取決于所使用的電阻。如果

17、電阻值過(guò)大，則無(wú)法向電機(jī)提供足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩以達(dá)至額定轉(zhuǎn)速。起動(dòng)電阻是由計(jì)時(shí)器控制運(yùn)行的。如果定時(shí)時(shí)間太短，則當(dāng)起動(dòng)電阻被旁路時(shí)，電機(jī)仍未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速而形成沖擊。第21頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五電機(jī)3Thermal過(guò)載保護(hù)Star接觸器Delta接觸器Main接觸器星/三角起動(dòng)在起動(dòng)時(shí)，電機(jī)先接成星形，經(jīng)過(guò)預(yù)置定時(shí)間后，再接成三角形運(yùn)行。 星形連接時(shí)，其起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩僅是三角形連接時(shí)的1/3。星/三角起動(dòng)器由于價(jià)格低廉而被廣泛使用。第22頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五0501001502002503001009080706050403020

18、100SLIP (%)FULL LOAD 轉(zhuǎn)矩 (%)0100200300400500600700CURRENT (%)星/三角起動(dòng)星形連接時(shí)加速轉(zhuǎn)矩較低。 問(wèn)題：不可調(diào)節(jié)星三角轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩.但其起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊會(huì)對(duì)機(jī)械電氣系統(tǒng)造成巨大損害。第23頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)42分，星期五斷開(kāi)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 星三角起動(dòng)系統(tǒng)在切換至公平電網(wǎng)時(shí)，進(jìn)過(guò)了以下幾個(gè)過(guò)程： 1 連接到降壓電路; 2 斷開(kāi)降壓電路; 3 連接到工頻電壓。 當(dāng)進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)候，會(huì)瞬間造成電流和轉(zhuǎn)矩上的巨大變化，對(duì)電氣設(shè)備和機(jī)械裝置帶來(lái)的危害比全壓起動(dòng)更大。 當(dāng)這個(gè)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，突然斷開(kāi)電