交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大(一般約為額定電流的5~7倍)。大的起動(dòng)電流(由于起動(dòng)時(shí)間短)對(duì)電機(jī)本身來說,尚不至于引起電機(jī)溫度的顯著提髙(頻繁起動(dòng)除外),但卻會(huì)引起電網(wǎng)電壓的顯著降低,因而影響接在同一母線上的其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。所以對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),必須根據(jù)電容的容量、電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流的大小及負(fù)載大小等情況做綜合考慮后選擇合適的起動(dòng)方法。交流電動(dòng)機(jī)的常用啟動(dòng)方式:直接啟動(dòng),星形-三角形啟動(dòng),自耦變壓器降壓啟動(dòng),軟啟動(dòng),變頻器啟動(dòng)。
1、電機(jī)啟動(dòng)方式
1.1、全壓直接起動(dòng)
全壓起動(dòng)是最常用的起動(dòng)方式,也稱為直接起動(dòng)。它是將電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接入電源,在額定電壓下起動(dòng),具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)時(shí)間短的特點(diǎn),也是最簡單、最經(jīng)濟(jì)和最可靠的起動(dòng)方式。
1.2、星三角y-△起動(dòng)
對(duì)于正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)來說,如果在起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形,待起動(dòng)完畢后再接成三角形,就可以降低起動(dòng)電流,減輕它對(duì)電網(wǎng)的沖擊。這樣的起動(dòng)方式稱為星三角減壓起動(dòng),或簡稱為星三角起動(dòng)(y—△起動(dòng))。
采用星三角起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流只是原來按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的1/3。如果直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流以6~7ie計(jì), 則在星三角起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流才2~2.3倍。這就是說采用星三角起動(dòng)時(shí),起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的1/3。適用于無載或者輕載起動(dòng)的場合。并且與其它減壓起動(dòng)器相比較,其結(jié)構(gòu)最簡單,價(jià)格也最便宜。除此之外, 星三角起動(dòng)方式還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),即當(dāng)負(fù)載較輕時(shí),可以讓電動(dòng)機(jī)在星形接法下運(yùn)行。此時(shí),額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配,這樣能使電動(dòng)機(jī)的效率有所提髙,并使之節(jié)約了電力消耗。
1.3、自耦變壓器降壓啟動(dòng)
自耦變壓器降壓啟動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)利用自耦變壓器來降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的啟動(dòng)電壓。待電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,再使電動(dòng)機(jī)與自耦變壓器脫離,從而在全壓下正常運(yùn)行。采用自耦變壓器降起動(dòng)時(shí),與直接起動(dòng)相比較,起動(dòng)電壓降低得很多(為額定電壓1/4~1/7),而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低得更多;且自耦變壓器不允許頻繁起動(dòng),因而限制了它的廣泛使用。
1.4、軟啟動(dòng)
軟起動(dòng)器(softstarter)是一種集電機(jī)軟起、軟起動(dòng)停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的電機(jī)控制裝罝。利用軟起動(dòng)器串接于電源與被控電機(jī)之間來啟動(dòng)電機(jī)時(shí),控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角,使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升,直至起動(dòng)結(jié)朿,賦予電機(jī)全電壓,即為軟起動(dòng)。軟起動(dòng)時(shí)電壓由零慢慢提升到額定電壓,這樣在啟動(dòng)過程中的啟動(dòng)電流,就由過去過載沖擊電流不可控制變成為可控制。可根據(jù)需要調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流的大小。電機(jī)啟動(dòng)的全過程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩,而是平滑的啟動(dòng)運(yùn)行。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),啟動(dòng)過程結(jié)朿,軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管,為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長軟啟動(dòng)器的 使用壽命,提髙其工作效率,又使電網(wǎng)避免了諧波污染。
1.5、變頻啟動(dòng)
變頻器亦叫電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速器.是一種靜止的頻率變換器.它把電力配電網(wǎng)50hz恒定頻率的交流電變成可調(diào)頻率的交流電.供普通的交流異步電動(dòng)機(jī)作電源用,其最主要的特點(diǎn)是具有髙效率的驅(qū)動(dòng)性能和良好的控制特性,應(yīng)用變頻器也可以節(jié)約大量電能。
2、啟動(dòng)方式選擇
對(duì)不同功率電機(jī),我們?nèi)绾芜x擇合適的啟動(dòng)方式。
2.1、全壓啟動(dòng)的條件
在設(shè)計(jì)規(guī)范中,對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)引起配電系統(tǒng)的壓降有明確規(guī)jgj/t16—92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)第10.2.1.1條規(guī)定:”交流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),其端子上的計(jì)算電壓應(yīng)符合下列要求:
電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)時(shí),不宜低于額電定壓的90%;電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)時(shí),不宜低于額定電壓的85%。
電動(dòng)機(jī)不與照明或其他對(duì)電壓波動(dòng)敏感的負(fù)荷合用變壓器,且不頻繁起動(dòng)時(shí),不應(yīng)低于額定電壓的80%。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)由單獨(dú)的變壓器供電時(shí),其允許值應(yīng)按機(jī)械要求的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩確定。
對(duì)于低壓電動(dòng)機(jī),還應(yīng)保證接觸器線闡的電壓不低于釋放電壓。
—般情況下要判斷一臺(tái)電機(jī)能否直接啟動(dòng),可以通過以下公式粗略計(jì)算:
△ust= ( (k×w+s) /stn) uk%
△ust——電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)配電系統(tǒng)的壓降百分?jǐn)?shù);
k——電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流倍數(shù)(起動(dòng)電流與額足電流之比);
w——電動(dòng)機(jī)額定功率(kw);
s——變壓器帶的其他負(fù)荷(kw);
stn——變壓器的額定容量(kva);
uk%——變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)。
公式為粗略計(jì)算,是因?yàn)楹雎粤艘恍┐我囊蛩兀缒妇€及開關(guān)上的壓降等,而且將有功功率與視在功率混算,有誤差,但誤差很小,伹基本上能夠滿足工程設(shè)計(jì)的精度要求??偟膩碚f,在電網(wǎng)容量和負(fù)載兩方面都允許全壓直接起動(dòng)的情況下,可以考慮采用全壓直接起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是操縱控制方便,維護(hù)簡單,而且比較經(jīng)濟(jì)。主要用于小功率電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。
2.2、其它方式啟動(dòng)方式選擇
交流電動(dòng)機(jī)在全壓直接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流會(huì)達(dá)到額足電流的4~7倍,當(dāng)電機(jī)的容量相對(duì)較大時(shí),該起動(dòng)電流會(huì)引 起電網(wǎng)電壓的急劇下降,影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行。出于安全運(yùn)行角度來說(對(duì)電機(jī)、電網(wǎng)減少大電流的沖擊), 與節(jié)約電能的角度考慮,大于llkw的電動(dòng)機(jī)不宜用全壓啟動(dòng)。
2.2.1、降壓啟動(dòng)
星三角起動(dòng),自藕減壓起動(dòng),由于其成本低,維護(hù)相對(duì)軟起動(dòng)和變頻控制容易,目前在實(shí)際運(yùn)用中還占有很大的比重。但因其采用分立電氣元件組裝,控制線路接點(diǎn)較多,在其運(yùn)行中,故障率相對(duì)還是比較高。另外有時(shí)根據(jù)生產(chǎn)需要,要更改電機(jī)的運(yùn)行方式,如原來電機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的,需要改成定時(shí)運(yùn)行,這時(shí)就需要增加元件,更改線路才能實(shí)現(xiàn)。
另選擇降壓啟動(dòng)必需要滿足以下的基本條件:①起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)端子電壓應(yīng)能能保證傳動(dòng)機(jī)械要求的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩: ust≥1.1mj /mst:(其中ust為起動(dòng)電動(dòng)機(jī)壓相對(duì)值,mst電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩相對(duì)值,mj電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)械靜阻轉(zhuǎn)矩相對(duì)值);②低壓電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)還應(yīng)該保證接觸器線圈的電壓不低于釋放電壓;③結(jié)構(gòu)特殊的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式,應(yīng)該符合制造廠規(guī)定。
2.2.2、軟啟動(dòng)與變頻啟動(dòng)
軟啟動(dòng)與變頻啟動(dòng)都可以讓電機(jī)啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。但軟啟動(dòng)不可調(diào)速,變頻可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速.根據(jù)需求而定,如果想對(duì)90kw的電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),不用考慮調(diào)速,可以選擇軟啟動(dòng),它的價(jià)格相對(duì)便宜一些,但如果電機(jī)工作要求需要調(diào)速,就只能選擇變頻。在實(shí)際應(yīng)用中,大型電機(jī)的起動(dòng)會(huì)使整個(gè)電網(wǎng)電壓大大下降,并對(duì)電機(jī)造成很 大的沖擊和機(jī)械設(shè)備造成很大的傷害,采用減壓起動(dòng)時(shí),上述危害只有一這程度的降低,但軟啟動(dòng)或者變頻啟動(dòng),可以 大大延長電機(jī)的使用壽命并幾乎消除上述的危害,故大型電機(jī)一般需要用軟啟或變頻啟動(dòng)。
3、結(jié)朿語
綜上所述,當(dāng)全壓起動(dòng)符合條件時(shí),電動(dòng)機(jī)應(yīng)全壓起動(dòng);從安全和節(jié)能角度考慮,在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下較大功率的電機(jī)應(yīng)盡量避免采用直接啟動(dòng)方式,選用降壓啟動(dòng)方式時(shí)應(yīng)考慮校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的端子電壓,使其滿足所拖動(dòng)機(jī)械的最小轉(zhuǎn)矩要求;在經(jīng)濟(jì)充裕的條件下,在考慮到電機(jī)沖擊和機(jī)械設(shè)備使用壽命時(shí),就盡量使用軟啟動(dòng)或變頻啟動(dòng)。