三相异步电动机的启动过程分析

1、三相异步电动机的启动过程分析已知Y180L-8型三相异步电动机，拖动130Nm负载启动，通过计算选着合适该电 机的启动方式（Imax二300A）要求：1、根据任务，收集相关数据及资料2、详细说明分析过程，给出结论3、按照格式要求，写出分析报告解：（1 ）、理论分析电机的起动电流近似的与定子的电压成正比，因此要采用降低定子电压的办法来限制起 动电流，即为降压起动。对于因直接起动冲击电流过人而无法承受的场合，通常采用降压起 动，此时，起动转矩卞降，起动电流也卞降，所以只适合必须减小起动电流，又对起动转矩 要求不高的场合。常见降压起动方法：定子串电阻或电抗降压起动、星形-三角减压起动， 自耦变压器降

2、压起动，软起动器起动。当负载对电动机启动力矩无严格要求但要限制电动机启动电流且电机满足380VA接线 条件才能采用降压启动。该方法是：在电机启动时将电机接成星型接线当电机启动成功后再 将电机改接成三角型接线（通过双投开关迅速切换）；因电机启动电流与电源电压成正比此 时电网提供的启动电流只有全电压启动电流的1/3,但启动力矩也只有全电压启动力矩的 1/3。异步电动机启动时的要求：（1）电动机有足够人的启动转矩。（2）一定人小启动转矩前提卞，启动电流越小越好。（3）启动所需设备简单，操作方便。（4）启动过程中功率损耗越小越好。三相异步电动机起动方式与原理：三相交流异步电动机直接起动，虽然控制线路结

3、构简单、使用维护方便，但起动电流很 人（约为正常工作电流的4芳倍），如呆电源容量不比电动机容量人许多倍，则起动电流可 能会明显地影响同一电网中其它电气设备的正常运行。因此，对于鼠笼型异步电动机可采用： 定子串电阻（电抗）降压起动、定子串自耦变压器降压起动、星形一三角形降压起动等方式； 而对于绕线型异步电动机，还町采用转子串电阻起动或转子串频敏变阻器起动等方式以限制 起动电流。1）、直接启动直接启动就是将电动机的定子绕组直接加上额定电压起动。直接起动电流虽然很人，但 因为起动时间很短，而且随着转子转动起来后，电流很快减小，只要起动不过于频繁，不致 引起电动机过热。如果电源的容量又足够人，电源的额

4、定电流远人于电动机的起动电流，也 不会引起供电点压的明显下降。因此在这种情况下，只要起动转矩能够满足要求，可以采用 直接起动。一般规定，7. 5KW以下的笼型异步电动机可以直接起动。7. 5KW以上电源容量能够满足 卜述条件的也町以直接起动，即起动电流倍数二互电源容量（KVA）*_丘二齐*电机容量（KW）2）定子串电阻或电抗减压起动定子串电阻（电抗）降压起动是指起动时，在电动机定子绕组上串联电阻（电抗）起动电流在电阻上产生电压降，使实际加到电动机定子绕组中的电压低于额定电压，待 电动机转速上升到一定值后，再将串联电阻（电抗）短接，使电动机在额定电压卞运行。在鼠 笼式电动机的定子绕组中串电阻（或

5、电抗）而降压起动的方法。起动时将电阻（或电抗）串 入鼠笼式电动机定子绕组中降低电压起动,待电动机转速上升到一定值后再将电阻（或电抗） 短路，电动机在额定电压下正常运转。电阻（或电抗）降压起动法，只适用于起动转矩较小， 而起动次数不太频繁的电动机上。3）、星形一三角形减压起动对于正常运行时电动机额定电压等于电源线电压，定子绕组为三角形连接方式的三相交 流异步电动机，可以采用星形一三角形降压起动。它是指起动时，将电动机定子绕组接成星 形，待电动机的转速上升到一定值后，再换成三角形连接。这样，电动机起动时每相绕组的 工作电压为正常时绕组电压的1/V3,起动电流为三角形直接起动时的1/3。这就是说采用

6、 星三角起动时，起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载 起动的场合。并且同任何别的降压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。除此之外， 星三角起动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。此时, 额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。缺点 是启动力矩小，仅适用于无载或轻载启动。4）、自耦变压器减压起动对于容屋较人且正常运行时定子绕组接成星形的笼型异步电动机，可采用自耦变压，器 降压起动。它是指起动时，将自耦变压器接入电动机的定子回路，待电动机的转速上升到一 定值后，再切除自耦变压器，使电动机定子绕组获

7、正常工作电压。这样，起动时电动机每相 绕组电压为正常工作电压的1 / K倍（K 一一自耦变压器的匝数比。K = Nx/沧），起动 电流也为全压起动电流的1 / K?倍5）、软起动器起动以上几种降压启动的方法是有级启动，启动的平滑性不高，应用一些自动控制线路组成 的软启动器町以实现鼠笼式异步电机的无级平滑运动，这种方法称为软启动。软启动分为磁 控式和电子式两种。磁控式故障率高，已被电子式取代。启动过程电机所加的电压不是一个固定值，软启动装置输出电压按指定要求上升，被控 电机电压由零安指定斜率上升至全电压，转速相应由零上升到规定转速。软启动能保证电机 在不同负载下平滑启动，减少电机启动对电网冲击，

8、又降低对自身承受的较大结构冲击力。软启动可以设定起始电压、上升方式、启动电流倍数等参数，以适用重载、轻载启动不 同情况。（2 ）、计算通过查询电工手册可知：Y180L-8为三相笼型异步电动机额定电压：UF380V额定功率：P1F11KW额定电流：I1L24. 8A转速：niF730r/min效率：耳n=87. 5%功率因数：入ir=O. 8同步转速：no=，75Or/niin起动转矩倍数：a sr=l. 7起动电流倍数：a sc=6. 0最人转矩倍数：a mi二2.0（1）、能否直接启动电动机的额定转矩为jO Ph= 60X11X10- =14397N.m2tt nN 2x3.14x730直接

9、起动时的起动转矩和起动电流（也就是电源电流）为Ts = wTn = 1.7 X143.97 = 244.749N mIs = （XscIn = 6.0 x 24.8 = 148.8A因为 Ts二244. 749N-m130N-m,而且 Is二 148. 8A300A所以电机町以采用直接起动（2）、能否采用星形-三角形起动星形-三角形起动时的起动转矩和起动电流（也就是电源电流）为TsY = iTs = ix244.749 = 81.583N m33ISY = lls = 1x148.8 = 49.6A33虽然By = 49. 6300A,但是Tsy =81. 583N-m130得：ka20. 5

10、311I二 ka2Is= Ka2 x148. 8300得：ka22. 0161综上所述：0.5311 V 2.0161当采用0. .5311K22. 0161的自偶变压器起动时，起动转矩和起动电流为Tsa=KA2Ts=(O. 5311-2. 0161) x244. 749=(129. 986-493. 438) N-m la 二 KTs二(0. 5311-2. 0161) xl48. 8=(79. 028-299. 996) A Tsa=KA2Ts= K&244.749二 130Nm解得：Ka=0. 5312所以当 0. 5312 K/2. 0161虽然 la =(79.028-299. 99

11、6) A 130Nm所以可以采用0. 5312 Ka22. 0161的自偶变压器起动、采用定子串电阻或电抗起动这种起动方式的原理电路如图，起动时开关Q2断开，Q1闭合，电动机通过起动电阻Rst或起动电抗Xst接至电源。定子电流在Rst或Xst产生电压降，使得电动机的定子电压降低，从而减小了起动电源。起动后开关Q2闭合切除Rst或Xst。3Q1| FUQ2XsdQ2、采用软起动器起动电动机在起动时，软起动器的输出电流从零迅速增至限定电流Ir,然后再保证输出电 流不超过限定电流的情况，电压逐渐升高至额定电压。当起动过程结束时，电流为电动机稳 定工作电流II。电流的限定值Ir可根据实际情况设定。Q1Q1软起动器(3 )、结论: