浅论电机启动方式的选择.pdf

广东建材2010年第5期
工艺与设备
浅论电机启动方式的选择
梁佰兴
(广东省工业设备安装公司)
摘要:本文主要介绍电机的各种启动方式,介绍了电机直接启动的计算,并对电机启动方式选择
进行了探讨。
关键词:电动机;启动方式;起动电流
引言:交流电动机的起动电流大(一般约为额定电1.3自耦变压器降压启动
流的5~7倍)。大的起动电流(由于起动时间短)对电机
自耦变压器降压启动是指电动机启动时利用自耦
本身来说,尚不至于引起电机温度的显著提高(频繁起変压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。待电
动除外),但却会引起电网电压的显著降低,因而影响接动机启动后,再使电动机与自耦变压器脱离,从而在全
在同一母线上的其他用点设备的正常运行。所以对交流压下正常运动。
电动机的起动,必须根据电容的容量、电动机的起动电
采用自耦变压器降压起动时,与直接起动相比较,
流的大小及负载大小等情况做综合考虑后选择合适的起动电压降低得很多(为额定电压的1/4~1/7,而起
起动方法。
动转矩降低得更多;且自耦变压器不允许频繁起动,因
交流电动机的常用启动方式:直接启动,星形ー三而限制了它的广泛使用。
角形启动,自耦变压器降压启动,软启动,变频器启动。
14软启动
1电机启动方式
运用的软起动器,控制其内部晶闸管的导通角,使
11全压直接起动
电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升,直至起动
全压起动是最常用的起动方式,也称为直接起动。结東,赋予电机全电压,即为软起动。
它是将电动机的定子绕组直接接入电源,在额定电压下
软起动器( Soft Starter)是一种集电机软起动、软
起动,具有起动转矩大、起动时间短的特点,也是最高停车、轻載节能和多种保护功能于一体的电机控制装
单、最经济和最可靠的起动方式。
置。利用软起动器串接于电源与被控电机之间来启动电
1.2星三角Y-△起动
机时,控制其内部晶闸管的导通角,使电机输入电压从
零以预设函数关系逐渐上升,直至起动结束,赋予电机
对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式全电压,即为软起动。
异步电动机来说,如果在起动时将定子绕组接成星形,
软起动时电压由零慢慢提升到额定电压,这样在启
待起动完毕后再接成三角形,就可以降低起动电流,减动过程中的启动电流,就由过去过载冲击电流不可控制
轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起变成为可控制。可根据需要调节启动电流的大小。电机
动,或简称为星三角起动(Y-△起动)。
启动的全过程都不存在冲击转矩,而是平滑的启动运
采用星三角起动时,起动电流只是原来按三角形接行,待电机达到额定转速时,启动过程结束,教启动器自
法直接起动时的1/3.如果直接起动时的起动电流以动用旁路接触器取代已完成任务的晶闻管,为电动机正
6~7Ie计,则在星三角起动时,起动电流オ2~2.3倍。常运转提供额定电压,以降低晶闸管的热损耗,延长软
这就是说采用星三角起动时,起动转矩也降为原来按三启动器的使用寿命,提高其工作效率,又使电网避免了
角形楼法直接起动时的1/8。适用于无載或者轻載起动谐波污染。
的场合。并且与其它减压起动器相比较,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
1.5变频启动
点,即当负载较轻时,可以让电动机在星形接法下运行。
变频器亦叫电动机变频调速器.是一种静止的频率
此时,额定转矩与负载可以匹配,这样能使电动机的を变换器.它把电力配电网50Hz恒定频率的交流电变成
率有所提高,并使之节约了电力消耗。
可调频率的交流电.供普通的交流异步电动机作电源
175
万方数据
工艺与设备
广东建材2010年第5期
用,其最主要的特点是具有高效率的驱动性能和良好的电流的冲击),与节约电能的角度考虑,大于11kw的电
控制特性,应用变频器不仅可以节约大量电能。
动机不宜用全压启动。
2启动方式选择
2.2.1降压启动
星三角起动,自藕减压起动,由于其成本低,维护相
对不同功率电机,我们如何选择合适的启动方式
°对软起动和变频控制容易,目前在实际运用中还占有很
2.1全压启动的条件
大的比重。但因其采用分立电气元件组装,控制线路接
在设计规范中,对电动机起动引起配电系统的压降点较多,在其运行中,故障率相对还是比较高。另外有时
有明确规定。JGJ/T16-92(《民用建筑电气设计规范》(以根据生产需要,要更改电机的运行方式,如原来电机是
下简称《规范》)第10.2.1.1条规定:“交流电动机起动连续运行的,需要改成定时运行,这时就需要增加元件,
时,其端子上的计算电压应符合下列要求
更改线路才能实现
(1)电动机频繁起动时,不宜低于额定电压的90%
另选择降压启动必需要满足以下的基本条件:①起
电动机不频繁起动时,不宜低于额定电压的85%。
动时电动机端子电压应能能保证传动机械要求的起动
2电动机不与照明或其他对电压波动敏感的负荷转矩:Ust2=1.1Mj/Mst(其中Ust为起动电动机端子电
合用变压器,且不频繁起动时,不应低于额定电压的压相对值,Mst电动机起动时转矩相对值,Mj电动机传
动机械静阻转矩相对值);②低压电动机起动时还应该
(3)当电动机由单独的变压器供电时,其允许值应拔保证接触器线圈的电压不低于释放电压;③结构特殊的
机槭要求的起动转矩确定
电动机起动方式,应该符合制造厂规定。
对于低压电动机,还应保证接触器线圈的电压不低2.2.2软启动与变频启动
于释放电压。
软启动与变频启动都可以让电机启动时实现软启
一般情况下要判断一台电机能否直接启动,可以通动,不会对电网造成冲击。但软启动不可调速,变频可以
过以下公式粗略计算:
实现电动机调速.根据需求而定,如果想对90KW的电机
△Ust=(KXW+S)/Stn)U弘%
实现软启动,不用考虑调速,可以选择软启动,它的价格
△Ust一电动机起动时配电系统的压降百分数
相对便宜一些,但如果电机工作要求需要调速,就只能
K一电动机起动电流倍数(起动电流与额定电流选择变频。
之比);
在实际应用中,大型电机的起动会使整个电网电压
W一一电动机额定功率(kW);
大大下降,并对电机造成很大的冲击和机械设备造成很
S变压器带的其他负荷(k);
大的伤害,采用减压起动时,上述危害只有一定程度的
Stn变压器的额定容量(kVA);
降低,但软启动或者变频启动,可以大大延长电机的使
Uk%一变压器阻抗电压百分数。
用寿命并几乎消除上述的危害,故大型电机一般需要用
公式为粗略计算,是因为忽略了一些次要的因素,软启或变频启动。
如母线及开关上的压降等,而且将有功功率与视在功率
综合考虑,当全压起动符合条件时,电动机应全压
混算,有误差,但误差很小,但基本上能够满足工程设计起动:从安全和节能角度考虑,在经济条件允许的情况
的精度要求。
下较大功率的电机应尽量避免采用直接启动方式,选用
总的来说,在电网容量和负截两方面都允许全压直降压启动方式时应考虑校验电动机的端子电压,使其满
接起动的情况下,可以考虑采用全压直接起动。优点是足所拖动机械的最小转矩要求;在经济充裕的条