[第2讲]三相异步电动机的起动

三相异步电动机的起动§5－1直接起动的问题及对策起动要求；1、转矩足够大，对电网冲击小2、平滑、快速、机械冲击小，损耗小3、简单、易操作与普通工业用直流电动机不同，三相笼型允许直接全压起动。起动电流可达额定电流的4～7倍，由4－92式2'rs2'rss'r)XX()SR(RUI（忽略励磁支路影响）起动时，n=0，S＝1，转子电动势)SjXR(IErrrfrf(4-72)最大，起动电流很大.a.起动电流大，定子绕组漏阻抗压降增大，定子有效作用电压减小，每极气隙磁通量m下降,mcfmNssskfN44.4E,ssssZIEU(4-47,4-75)UsIsRsXs+-ImEs+-RmXmRr'Xr'S1-SRr'Ir'φmb.S=1，转子侧功率因数低（0.3左右）,起动转矩不大：0'r2'r0emremSRI3PcosITrmTK，2'r2'r'rr)SX()(RRcos（4－90、4－88、4－78）例：一台三相异步电动机参数为：90X,7R,4.4X,12.1R,43.2X,33.1R,rpm1452n,V380U,KW10Pmm'r'rssNNN1、额定转差率（4－61）032.0150014521500nnnS0N0N；2、忽略励磁支路时，由4－92,转子额定电流A104.443.2032.012.133.1380)XX()SR(RUI222'rs2'rss'rN4、转子起动电流A52)4.443.2(12.133.1380)XX()SR(RUI222'rs2'rss'rS5、转子额定功率因素99.04.4032.012.112.1)SX()(RRcos222'r2'r'rrN6、转子起动功率因素247.04.412.112.1)SX()(RRcos222'r2'r'rrS7、额定转矩mN716015002032.012.13.103SRI3PcosIKT20'r2'r0emrrmTemN8、起动转矩mN59601500212.14.523SRI3PcosIKT20'r2'r0emrrmTemS9、临界转差率16.04.443.233.112.1XXRR222'rS2s'rcrS,(4-94)10、最大转矩mNfp1664.443.233.133.138050423XXRRU43T2222'rs2ss2smax(4-95)此例说明，虽然三相异步电动机起动时转子电流高达其额定工作时的5倍以上，所产生的起动转矩却小于额定转矩ITTIn0IsTsScrTem结论：三相异步电动机直接起动时，起动电流很大，起动转矩却不大。短时大电流冲击，笼型转子可承受，但对电源产生冲击，起动过频繁电机会过热；起动转矩小，会使起动时间拖长，负载重时可能不能起动。直接起动适用范围：非频繁、负载较轻、电源相对电机容量足够大。§5－2三相绕线转子异步电动机的起动对策要求：1、增大起动转矩2、减小起动电流对策分析：一、2'rs2'rss12'rs2'rss'rsXXRRU)XX()SR(RUIS(4-92)起动时增大转子绕组电阻'rR可减小起动电流；二、2'rs2ss2smaxXXRRU43Tfp(4-95)最大电磁转矩与转子绕组电阻大小无关，增大转子绕组电阻不影响最大电磁转矩；三、2'rS2s'rXXRRcrS(4-94)临界转差率与转子绕组电阻成正比；四、pf60n0(4-1)同步转速与转子绕组电阻无关。结论：如果能在转子回路串入附加电阻使临界转差率＝1，则可达到即减小起动电流又获得最大起动转矩的目的。Tn0TsScr0TemScr1Scr2Rr增加，Irs减小，Scr增大，Tem不变'’S10应用前提：转子回路能串入电阻适用对象：绕线转子异步电动机例如上例中若可使起动时转子电阻96.6)(R2'2'rrssXXR，则可在起动电流降为35.4A的情况下以最大电磁转矩起动。mN166601500296.64.353SRI3PcosIT20'r2'r0emremSrmTK845.04.496.696.6)SX()(RRcos222'r2'r'rrS实现方法：一、逐级切除附加起动电阻的起动法UVWU1V1W1M3~KM1R1R2KM3KM2R3KM40n0nshfdbcegiaTTTT01LBAISNS1S2S3NTVIVIIIIInN1.8～2.0TN1.1～1.21、铭牌计算2、选3、连4、连S4=11、图解法·计算NNNnPTpfn9550,600，确定（0，0n）、（NNnT,），绘特性I·按NNTT)2.1~1.1(T,)0.2~8.1(TBA预选BATT,·连接（0，0n）和（0,AT），得IV，交T＝BT于b·过b作平行于横轴直线，交T＝AT于c·连接（0，0n）和c，得III，交T＝BT于d……如此重复，直到最后按起动级数m的要求，通过f点所作平行横轴的直线正好通过固有机械特性曲线和直线T＝AT的交点g，否则调整BATT,重新作图。·连接（0，0n）和（0,NT）稳定运行段有SSTTcremmax2,(4-108)此式说明电磁转矩一定时，转差率与临界转差率成正比又因为临界转差率与转子电阻成正比所以：转矩一定时，转差率与转子电阻成正比:CTtrRRS＝(5-2)tR：一相绕组回路中外接附加起动电阻rR：一相绕组自身电阻由于转矩一定时，转差率与转子电阻成正比所以，对额定转矩，有4332122111SRSRRRRSRRRSRRSRrNtttrttrtrNrrNR：每相转子绕组的额定电阻额定状态时，额定转差率很小，对星形绕组，有)1S(I3ESRRRXjSRZI3ES4rNrNNrrNrrNrrfrNrNNrNrNIE,均为线额定值Si可通过读图获得。2、解析法SSTTcremmax2S一定时，电磁转矩和临界转差率成反比，临界转差率与转子电阻成正比，故S一定即转速一定时，电磁转矩和转子电阻成反比。CStremRR1T＝2312r121321121rt1rBARRRRRRRRRTTttrtttrtrttrRRRRRRRRRRRR令BATT,若起动分为m级，则有：rm22r1RR,,R,RRmrR由于转矩一定时，转差率与转子电阻成正比（5－2）〖比值为常数〗所以有额定转矩时，NTTmmrNRSRS，即NmrmSSRR(推5－8）又起动时，由三角形（)0,,0nTA,中的相似关系，有（例m=3）1mBNNmANNrmmANNrmANm1mmN1mATSTTSTRR,TSTRRTTS1S,STST，0n0nshfdbcegiaTTTT01LBAISNS1S2S3NTVIVIIIIInNS4＝1二、转子绕组串频敏变阻器起动法（略）§5－3三相笼型转子异步电动机的起动直接起动：电流大、起动转矩不大。不能在转子绕组中串电阻或电抗。2'rs2'rss'rsXXRRUI，2'rs2ss2smaxXXRRU43Tfp2'rS2s'rXXRRcrS，pf60n0改善起动性能的方法为·降压起动·改变转子结构一、降压起动nsn00s1s2scr10TTmaxTLUUUNs1s2？根据4-93、4-94、4-99式，电磁转矩、起动转矩均与电压Us的平方成正比关系减少，而临界转差率与Us无关。仅适合空载、轻载起动。降压起动方法1.星三角降压起动U1U2V1V2W1W2a)Y联接U1U2V1V2W1W2b)ΔIsyIsΔIΔIyY接时，线电流3/IIIYsY；三角接时，线电流I3Is31I33/IIIssY优点：起动电流冲击只有三角直接起动的1/3。缺点：转矩与相电压的平方成正比（4－99式，P125），起动转矩降为三角直接起动的1/3。2.定子绕组自耦变压器降压起动2ess21e2es'sBK1TT;K,K1IINN优点：起动定子绕组电源电压可调缺点：起动转矩相应下降。3、定子绕组串电阻、串电抗降压起动起动转矩下降规律不变，且功耗比1、2大。二、变频变压起动三、从结构上改善三相笼型异步电动机起动性能的方法·采用电阻率高的转子绕组导条：转子电阻增加，起动转矩增大；转差率也增大。·斜槽·深槽·双笼型