54 三相異步電動機的啟動特性,采用電動機拖動生產(chǎn)機械，對電動機啟動的主要要求如下。,（1）有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，保證生產(chǎn)機械能正常啟動。一般場合下希望啟動越快越好，以提高生產(chǎn)效率。即要求電動機的啟動轉(zhuǎn)矩大于負載轉(zhuǎn)矩，否則電動機不能啟動。,（2）在滿足啟動轉(zhuǎn)矩要求的前提下，啟動電流越小越好。因為過大啟動電流的沖擊，對于電網(wǎng)和電動機本身都是不利的。,（3）要求啟動平滑，即要求啟動時加速平滑，以減小對生產(chǎn)機械的沖擊。,（4）啟動設備安全可靠，力求結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。,（5）啟動過程中的功率損耗越小越好。,其中，（1）和（2）兩條是衡量電動機啟動性能的主要技術指標。,異步電動機本身的啟動特性為：,a. 定子電流大，Ist=(57)IN,異步電動機在接入電網(wǎng)啟動的瞬時，由于轉(zhuǎn)子處于靜止狀態(tài)，定子旋轉(zhuǎn)磁場以最快的相對速度（即同步轉(zhuǎn)速）切割轉(zhuǎn)子導體，在轉(zhuǎn)子繞組中感應出很大的轉(zhuǎn)子電勢和轉(zhuǎn)子電流，從而引起很大的定子電流,b.啟動轉(zhuǎn)矩小,啟動時 ，轉(zhuǎn)子功率因數(shù) 很低，因而啟動轉(zhuǎn)矩 卻不大。,異步電動機的固有啟動特性如圖所示：,顯然，異步電動機的這種啟動性能和生產(chǎn)機械的要求是相矛盾的，為了解決這些矛盾，必須根據(jù)具體情況，采取不同的啟動方法。,一、 鼠籠式異步電動機的啟動方法,鼠籠式異步電動機有直接啟動和降壓啟動兩種方法，采用什么啟動方法，要根據(jù)實際情況而定。,1直接啟動（全壓啟動）,直接啟動就是將電動機的定子繞組通過閘刀開關或接觸器直接接入電源，在額定電壓下進行啟動。, 特點：電動機定子繞組的工作電壓和啟動電壓相等。, 直接啟動的條件：由于直接啟動的啟動電流很大，因此，在什么情況下采用直接啟動，有關供電、動力部門都有規(guī)定，主要取決于電動機的功率與供電變壓器的容量之比值。,一般在有獨立變壓器供電（即變壓器供動力用電）的情況下，若電動機啟動頻繁時，電動機功率小于變壓器容量的20%時允許直接啟動；,若電動機不經(jīng)常啟動，電動機功率小于變壓器容量的30%時也允許直接啟動。如果沒有獨立的變壓器供電（即與照明共用電源）的情況下，電動機啟動比較頻繁，則常按經(jīng)驗公式來估算，滿足下列關系則可直接啟動。,例5.2：有一臺要求經(jīng)常啟動的鼠籠式異步電動機，其 PN=20kW, Ist/IN=6.5 ，如果供電變壓器（電源）容量為560kVA，且有照明負載，問可否直接啟動？同樣的Ist/IN 比值，功率為多大的電動機則不允許直接啟動？,解：根據(jù)經(jīng)驗公式算出,滿足上述關系，故允許直接啟動。,可算出，額定功率大于24kW的電動機不允許直接啟動。,2電阻或電抗器降壓啟動,異步電動機采用定子串電阻或電抗器的降壓啟動原理接線圖如圖所示。,啟動時，接觸器1KM斷開，KM閉合，將啟動電阻串入定子電路，使啟動電流減??；,待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將1KM閉合，Rst被短接，電動機接上全部電壓而趨于穩(wěn)定運行。, 啟動轉(zhuǎn)矩隨定子電壓的平方下降，故它只適用于空載或輕載啟動的場合；,不經(jīng)濟，在啟動過程中，電阻器上消耗能量大，不適用于經(jīng)常啟動的電動機，若采用電抗器代替電阻器，則所需設備費較貴，且體積大。,特點：,3Y-降壓啟動,Y-降壓啟動的接線圖如圖所示:,啟動時，定子繞組接成星形；待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將定子繞組接成三角形，電動機啟動過程完成而轉(zhuǎn)入正常運行。,設U1為電源線電壓，IstY及Ist為定子繞組分別接成星形及三角形的啟動電流（線電流），Z為電動機在啟動時每相繞組的等效阻抗。則有,所以,Y-降壓啟動方法的特點：, 設備簡單、經(jīng)濟、啟動電流?。? 啟動轉(zhuǎn)矩小，且啟動電壓不能按實際需要調(diào)節(jié)，故只適用于空載或輕載啟動的場合；, 只適用于正常運行時定子繞組接線為的異步電動機。,4自耦變壓器降壓啟動,自耦變壓器降壓啟動的原理接線圖如圖所示。,自耦變壓器啟動時的一相電路，由變壓器的工作原理知，此時，副邊電壓與原邊電壓之比為,啟動時加在電動機定子每相繞組的電壓是全壓啟動時的K倍，因而電流也是全壓啟動時的K倍，即I2=KIst；而變壓器原邊電流 I1=KI2=K2Ist ，即此時電網(wǎng)供電電流I1是直接啟動時電流Ist的K2倍。,特點：, 與Y-降壓啟動時情況一樣，只是在Y-降壓啟動時的 為定值，而自耦變壓器啟動時的K是可調(diào)節(jié)的，這就是此種啟動方法優(yōu)于Y-啟動方法之處，當然它的啟動轉(zhuǎn)矩也是全壓啟動時的K2倍。, 變壓器的體積大、重量重、價格高、維修麻煩，且啟動時自耦變壓器處于過電流（超過額定電流）狀態(tài)下運行，因此，不適于啟動頻繁的電動機。,二、線繞式異步電動機的啟動方法,鼠籠式異步電動機的啟動轉(zhuǎn)矩小，啟動電流大，因此不能滿足某些生產(chǎn)機械需要高啟動轉(zhuǎn)矩低啟動電流的要求。,線繞式異步電動機由于能在轉(zhuǎn)子電路中串電阻，因此具有較大的啟動轉(zhuǎn)矩和較小的啟動電流，即具有較好的啟動特性。,在轉(zhuǎn)子電路中串電阻的啟動方法常用的有兩種：逐級切除啟動電阻法和頻敏變阻器啟動法。,1逐級切除啟動電阻法,采用逐極切除啟動電阻的方法，其目的和啟動過程與他勵直流電動機采用逐級切除啟動電阻的方法相似，主要是為了使整個啟動過程中電動機能保持較大的加速轉(zhuǎn)矩。啟動過程如下如圖(a)所示：lint4-26.swf,2頻敏變阻器啟動法,頻敏變阻器實質(zhì)上是一個鐵心損耗很大的三相電抗器，鐵心由一定厚度的幾塊實心鐵板或鋼板疊成，一般做成三柱式，每柱上繞有一個線圈，三相線圈連成星形，然后接到線繞式異步電動機的轉(zhuǎn)子電路中，,