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[!--downpath--]1、.电动机直接启动与变压器容量的关系交流电动机以其构造简单、运行可靠、维护便捷、价格廉价、转子力矩小等特性，得到了最广泛的应用。但其启动电压高达马达额定电压的510倍，除了对电动机及所拖动的设备引起电气和机械损伤，并且引发电网电流回升，影响同一电网的其他电气设备的运行。为了保证电动机启动时对端电流的要求和避免对同一电网的其他电气设备的运行的影响，就须要减小电源变压器的容量，通常来说，须要时常直接启动的电动机其功率不小于变压器容量的20；不须要时常直接启动的电动机其功率不小于变压器容量的30。倘若采用直接启动方法，除了须要减小变压器的一次投资，并且更重要的是减小了变压器的根本水费容量水费。为此，
2、这种启动方法，小型电动机已很少采用。须要采用降糖启动和软启动方法。验证电动机能够直接起动的经历公式电动机能够直接起动，可有以下经历公式来确定：式中：C系数，随电源总容量的比值而变动直流电机启动电流过大，见下表；IQ电动机的起动电压，安；In电动机额定电压，安；电源总容量电动机容量11.522.533.544.555.56C10.7500.6250.5500.5000.4650.4380.4170.4000.3810.375例：设电源总容量为2000千瓦，电动机的容量为910千瓦。则：从表中查出C值为0.625因而,在这些情况下电动机是可以直接起动的。单相异步电动机的启动控制线路单相异步电动机具有构造简
3、单，运行可靠，巩固耐用，价钱廉价，修理便捷等一系列优点。与同容量的直流电动机相比，异步电动机还具有容积小，重量轻，转动力矩小的特征。因而，在工矿企业中异步电动机得到了广泛的应用。单相异步电动机的控制线路大多由接触器、继电器、闸刀开关、按钮等有触点家电组合而成。单相异步电动机分为鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机，两者的构造不同，启动方式也不同，其启动控制线路差别很大。一、鼠笼式异步电动机全压启动控制线路在许多工矿企业中，鼠笼式异步电动机的数目占电力拖动设备总量的85%左右。在变压器容量容许的情况下，鼠笼式异步电动机应当尽可能采用全电流直接起动，既可以提升控制线路的可靠性，又可以降低家电的修理工
4、作量。电动机双向起动控制线路常用于只须要单方向运转的小功率电动机的控制。诸如大型通风机、水泵以及皮带运输机等机械设备。图1是电动机双向起动控制线路的电气原理图。这是一种最常用、最简单的控制线路，能实现对电动机的起动、停顿的手动控制、远距离控制、频繁操作等。图1双向运行电气控制线路在图1中，主电路由隔离开关QS、熔断器FU、接触器KM的常开主触点，热熔断器FR的热器件和电动机M组成。控制电路由起动按键SB2、停顿按键SB1、接触器KM线圈和常开辅助触点、热熔断器FR的常闭触头构成。控制线路工作原理为：1、起动电动机合上单相隔离开关QS，按起动按键SB2，按触器KM的吸引线圈得电，3对常开主触
5、点闭合，将电动机M接入电源，电动机开场起动。同时，与SB2并联的KM的常开辅助触点闭合，虽然松手断掉SB2，吸引线圈KM通过其辅助触点可以继续保持通电，维持衔铁状态。即便接触器或熔断器借助自己的辅助触点来保持其线圈带电的，称之为自锁自保。这个触点称为自锁自保触点。因为KM的自锁作用，当抬起SB2后，电动机M仍能继续起动，最后抵达稳定运转。2、停顿电动机按停顿按键SB1，接触器KM的线圈失电，其主触点和辅助触点均断掉，电动机脱离电源，停顿运转。这时，虽然抬起停顿按键，因为自锁触点断掉，接触器KM线圈不会再通电，电动机不会自行起动。只有再度按下起动按键SB2时，电动机方能再度起动运转。也可以用下
6、述形式描述：合上开关QS起动KM主触点闭点电动机M得电起动、运行按下SB2KM线圈得电KM常开辅助触点闭合实现自保停车KM主触点复位电动机M断电停车按下SB1KM线圈失电KM常开辅助触点复位自保解除3、线路保护环节1漏电保护漏电时通过继电器FU的熔融熔断切开主电路。2过载保护通过热熔断器FR实现。因为热熔断器的热惯性比拟大，虽然热器件上流过几倍额定电压的电压，热熔断器也不会立刻动作。因而在电动机起动时间不太长的情况下，热熔断器禁得起电动机起动电压的冲击而不会动作。只有在电动机常年过载下FR才动作，断掉控制电路，接触器KM失电，切断电动机主电路，电动机停转，实现过载保护。
7、3欠压和失压保护当电动机正在运行时，假若电源电流因为*种诱因消失，则在电源电流恢复时，电动机就将自行起动，这就可能导致生产设备的受损直流电机启动电流过大，甚至导致人身车祸。对电网来说，同时有许多电动机及其他用电设备自行起动也会造成不容许的过电压及顿时网路电流升高。为了避免电流恢复时电动机自行起动的保护叫失压保护或零压保护。当电动机正常运转时，电源电流过份地增加将导致一些家电释放，导致控制线路不正常工作，可能形成车祸；电源电流过份地增加也会导致电动机怠速升高甚至停转。因而须要在电源电压降到一定容许值以下时将电源切断，这就是欠电流保护。欠压和失压保护是通过接触器KM的自锁触点来实现的。在电动机正常运行中，因为*
8、种诱因使电网电流消失或减少，当电流高于接触器线圈的释放电流时，接触器释放，自锁触点断掉，同时主触点断掉，切断电动机电源，电动机停转。假如电源电流恢复正常，因为自锁解除，电动机不会自行起动，避免了意外车祸发生。只有操作人员再度按下SB2后，电动机能够起动。控制线路具备了欠压和失压的保护能力之后，有如下三个方面优点：避免电流严重下滑时电动机在重负载情况下的低压运行；避免电动机同时起动而导致电流的严重下滑；避免电源电流恢复时，电动机忽然起动运转，导致设备和人身车祸。二、三相鼠笼式异步电动机降糖起动线路鼠笼式异步电动机采用全压直接起动时，控制线路简单，修理工作量较少。并且，并不是所有异步电动机
9、在任何情况下都可以采用全压起动。这是由于异步电动机的全压起动电压通常可达额定电压的4-7倍。过大的起动电压会增加电动机寿命，使得变压器二次电流大幅度增长，降低电动机本身的起动力矩，甚至使电动机根本没法起动，还要影响同一供电网络中其它设备的正常工作。怎样判别一台电动机能够全压起动呢？通常规定，电动机容量在10kW以下者，可直接起动。10kW以上的异步电动机是否准许直接起动，要按照电动机容量和电源变压器容量的比值来确定。对于给定容量的电动机，通常用下边的经历公式来恐怕。Iq/Ie3/4+电源变压器容量(kVA)/4电动机容量(kVA)式中Iq电动机全电流起动电压A；Ie电动机额定电压A。假定估算
10、结果满足上述经历公式，通常可以全压起动，否则不予全压起动,应考虑采用降糖起动。有时，为了限制和降低起动力矩对机械设备的冲击作用，容许全压起动的电动机，也多采用降糖起动方法。鼠笼式异步电动机降糖起动的方式有以下几种：转子电路串内阻或检波降糖起动、自耦变压器降糖起动、Y-降糖起动、-降糖起动等.使用这种方式都是为了限制起动电压,(通常增加电流后的起动电压为电动机额定电压的2-3倍)，降低供电干线的电流降落，保障各个用户的电气设备正常运行。1、串内阻或检波降糖起动控制线路在电动机起动过程中，常在单相绕组电路中串接内阻或检波来增加绕组定子上的电流，使电动机在增加了的电流下起动，以抵达限制起动电压的目的
11、。一旦电动机怠速接近额定值时，摘除串联内阻或检波，使电动机步入全电流正常运行。这些线路的设计思想，一般都是采用时间原则按量摘除起动时串入的内阻或检波以完成起动过程。在具体线路中可采用人工自动控制或时间熔断器手动控制来加以实现。图2转子串内阻降糖起动控制线路图2是转子串内阻降糖起动控制线路。电动机起动时在单相绕组电路中串接内阻，使电动机转子定子电流增加，起动后再将内阻漏电，电动机依然在正常电流下运行。这些起动方法因为不受电动机接线方式的限制，设备简单，因此在中大型车床中也有应用。车床中也常用这些串接阻值的方式限制点动调整时的起动电压。图2A控制线路的工作过程如下：按SB2KM1得电电动机串内阻
12、启动KT得电延时KM2得电短接内阻，电动机正常运行按SB1，KM2断电，其主触点断掉，电动机停车。只要KM2得电才能使电动机正常运行。但线路图(A)在电动机起动后KM1与KT仍然得电动作，这是何必要的。线路图(B)就解决了这个问题，接触器KM2得电后，其动断触点将KM1及KT断电，KM2自锁。这样，在电动机起动后，只要KM2得电，电动机便能正常运行。串阻值起动的优点是控制线路构造简单，本钱低，动作可靠，增强了功率质数，有利于保证电网质量。并且，因为转子串内阻降糖起动，起动电压随转子电流成反比增长，而起动力矩则按电流增长比列的平方倍增长。同时，每次起动都要消耗大量的电能。因而，单相鼠笼式异
13、步电动机采用内阻降糖的起动方式，仅适用于要求起动平稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合。大容量电动机多采用串检波降糖起动。2、串自耦变压器降糖起动控制线路1线路设计思想在自耦变压器降糖起动的控制线路中，限制电动机起动电压是借助自耦变压器的降糖作用来实现的。自耦变压器的中级和电源相接，自耦变压器的次级与电动机相联。自耦变压器的次级通常有3个抽头，可得到3种数值不等的电流。使用时，可依据起动电压和起动力矩的要求灵活选择。电动机起动时，转子定子得到的电流是自耦变压器的二次电流，一旦起动完毕，自耦变压器便被摘除，电动机直接接至电源，即得到自耦变压器的一次电流，电动机步入全电流运行。一般称这些自耦变压
14、器为起动补偿器。这一线路的设计思想和串内阻起动线路根本一样，都是按时间原则来完成电动机起动过程的。图3转子串自耦变压器降糖起动控制线路线路工作原理：闭合开关QS。起动按下按键SB2，KM1和时间熔断器KT同时得电，KM1常开主触点闭合，电动机经星形联接的自耦变压器接至电源降糖起动。时间熔断器KT经一定时间抵达延时值，其常开延时触点闭合，中间熔断器KA得电并自锁，KA的常闭触点断掉，使接触器KM1线圈失电，KM1主触点断掉，将自耦变压器从电网摘除,KM1常开辅助触点断掉，KT线圈失电，KM1常闭触点恢复闭合，在KM1失电后，使接触器KM2线圈得电，KM2的主触点闭合，将电动机直接接入电源，
15、使之在全电流下正常运行。停顿按下按键SB1，KM2线圈失电，电动机停顿转动。在自耦变压器降糖起动过程中，起动电压与起动力矩的比值按铁损平方倍增加。在获得同样起动力矩的情况下，采用自耦变压器降糖起动从电网获取的电压，比采用内阻降糖起动要小得多，对电网电压冲击小，功率耗损小。所以自耦变压器被称之为起动补偿器。换句话说，假定从电网取得同样大小的起动电压，采用自耦变压器降糖起动会形成较大的起动力矩。这些起动方式常用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机。其缺点是自耦变压器价钱较贵，相对内阻构造复杂，容积庞大，且是根据非连续工作制设计制造的，故不容许频繁操作。3、Y降糖起动控制线路1线路设计思想
16、Y降糖起动称作为星形三角形降糖起动，简称星三角降糖起动。这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。所不同的是，在起动时将电动机转子定子接成星形，每相定子承受的电流为电源的相电流220V，降低了起动电压对电网的影响。而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法，每相定子承受的电流为电源的线电流380V，电动机步入正常运行。即便正常运行时转子定子接成三角形的鼠笼式异步电动机，均可采用这些线路。2典型线路介绍转子定子接成Y降糖起动的手动控制线路如图4所示。图4Y降糖起动控制线路工作原理：按下起动按键SB2，接触器KM1线圈得电，电动机M接入电源。同时，时间熔断器KT及接触器KM2线圈得电。
17、接触器KM2线圈得电，其常开主触点闭合，电动机M转子定子在星形联接下运行。KM2的常闭辅助触点断掉，保证了接触器KM3不得电。时间熔断器KT的常开触点延时闭合；常闭触点延时继开，切断KM2线圈电源，其主触点断掉而常闭辅助触点闭合。接触器KM3线圈得电，其主触点闭合，使电动机M由星形起动切换为三角形运行。停车按SB1辅助电路断电各接触器释放电动机断电停车线路在KM2与KM3之间设有辅助触点互锁，避免它们同时动作引起漏电；据悉，线路转到三角接运行后，KM3的常闭触点分断，摘除时间熔断器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能，并延长其寿命。单相鼠笼式异步电动
18、机采用Y降糖起动的优点在于：转子定子星形接法时，起动电流为直接采用三角形接法时的1/3，起动电压为三角形接法时的1/3，因此起动电压特点好，线路较简单，投资少。其缺点是起动力矩也相应增长为三角形接法的1/3，力矩特点差。所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。另外应注意，Y连接时要注意其旋转方向的一致性。4、降压起动控制线路1线路设计思想如前所述，Y降糖起动有好多优点，但美中缺少的是起动力矩太小。能够设计一种新的降糖起动方式，既具有星形接法起动电压小，又不须要专用起动设备，同时又具有三角形接法起动力矩大的优点，以期完成更为理想的起动过程呢？降糖起动便能满足这些要求。在起动时，将电动机转子定子
19、一局部接成星形，另一局部接成三角形。待起动完毕后，再转换成三角形接法，转换过程仍依照时间原则来控制。从图5中的定子接线看，就是一个三角形3条边的延长，故亦称珲春三角形。图5为电动机转子定子抽头联接形式。其中图a是原始状态。图b为起动时接成珲春三角形的状态。图c为正常运行时状态。这些电动机共有9个抽线头，改变转子定子抽头比即N1与N2之比，才能改变起动时转子定子上电流的大小，进而改变起动电压和起动力矩。但通常来说，电动机的抽头比早已固定，所以，仅在这种抽头比的围作有限的变动。诸如，通过相量估算可知，假定线电压为380V，当N1/N2=1/1时，相像于自耦变压器的抽头比率71，则相电流为264V
20、；当N1/N2=1/2时，相像于自耦变压器的抽头比率78，则相电流为290V；当N1/N2=2/1时，相像于自耦变压器的抽头比率66；Y接法，相像于自耦变压器的抽头比率58。2典型线路介绍转子定子呈接法的线路如图6所示。线路工作原理：常见电动机起动器比拟常见电动机起动器比拟如表。传统起动器现代软起动器直接起动Y/起动自耦变压器起动二极管起动变频器起动起动电压58Ie1.82.6Ie1.74Ie05Ie01.5Ie起动力矩0.51.5Te0.5Te0.40.85Te01Te01.5Te起动方法恒压起动恒压分步起动恒压分步起动恒流软起动，线性电流斜坡起动可以恒力矩起动，也
21、可配合负载起动起动特点冲击扭力很大分步跳跃上升，有二次冲击力矩分步跳跃上升，有二次冲击力矩扭力匀速、平滑上升，无二次冲击扭力恒力矩冲击电压很大，1次2次2次及以上1次1次转换方法无开路转换开路转换闭路转换闭路转换起动级数122，3或4连续无级连续无级起动时间不可调45s可调45s可调2200s可调可调执行单元开关开关自耦器件二极管变频器保护和监控依控制开关的保护而定有过载、堵转过流、欠流、缺相、电机过热和短路保护有过载、堵转过流、欠流、缺相、电机过热和短路保护有过载、堵转过流、欠流、缺相、电机过热和短路保护有过载、堵转过流、欠流、缺相、电机过热和短路保护适用负载低、中等功率，可轻载起
22、动可空载或轻载起动高功率电动机，可空载或轻载起动负载围2.2800kW，可带不超过50%Te的负载起动负载围22510000kW，可带超过50%Te的负载起动异同点控制设备简单，起动过程会形成高电压峰值和大压降，对负载冲击很大价钱廉价，Y/切换时会形成电压峰值和占空比波动，控制设备须要维护在电流变化时会出现大压降和高电压峰值，顿时力矩波动，控制设备复杂笨重，须要维护可独立调节加减速形式，积分，有多种刹车电动机，保护齐全，设备不需维护可独立调节加减速形式，积分，有多种刹车电动机，保护齐全，设备不需维护注：Ie为电动机额定电压；Ue为电动机额定电流；Te为额定力矩。普通降糖起动器
23、的种类为限制电动机的起动电压过大，电动机起动时通入较低的电流，待电动机运转后，再加至额定电流，称为降脂起动。降糖形式有以下几种：1、星-三角起动器：电动机的转子定子单相接为Y(星)形，每相定子的电流为额定电流的，此时，电动机的起动电压降低，起动力矩也小，运转正常后，通过起动器手动或自动将电动机转子单相定子接线变换为D(三角)形，每相定子的电流升为额定电流，电动机可正常工作。星-三角起动器为电动操作时，接线可手动转换，可遥控电动机起动、停顿，并具有过载及失压保护。星-三角起动器通常用于空载或轻载起动的中、小型笼式电动机。2、自耦降糖起动器：在电动机的控制电路中，借助自耦变压器增加电源电流，以降低
24、起动电压。自耦变压器输出侧有不同的电流抽头，可利用调节马达起动电流，以抵达增加起动电压，电动机转动后可逐步调节至额定电流。自耦降糖起动器由自耦变压器和交流接触器、热熔断器等器件组成，可供电动机不频繁起动和停顿，可具有过载保护及失压保护功能。自耦降糖起动器通常用于惯性负载，如泵类、风机、压缩机等。3、电抗降糖起动器：检波降糖起动器为在电动机的电源电路中设一串接检波线圈旁路，电动机起动时，通过检波线圈降糖，以减少起动电压，电动机转动后，摆脱检波线圈，切换为全电流运行。检波降糖起动器由检波线圈、交流接触器、热熔断器等部件组成，可具有过载保护和失压保护功能，并可变换电动机转向。通常用于恒力矩负载或重力
25、负载的大小型马达，如绞盘、升降机、传送带等。4、电阻降糖起动器：内阻降糖起动器的工作原理与检波降糖起动器相像，其区别是在电源电路中串接内阻器件，电动机起动时，通过内阻器件降糖，以减少起动电压。内阻降糖起动器的应用围亦与检波降糖起动器一样。5、延边三角形起动器：珲春三角()形起动法是星-三角起动法的一种举办，借助这些起动法的电动机的转子定子，每相均有中学间抽头，起动时一半定子接成三角形，另一半则接成星形，可以减少相电流和起动电压；运转正常后，则改接成三角形，可正常工作。这些起动方式既减少了起动电压，又不造成起动力矩过小，是带负载起动电动机的较好起动方式。珲春三角形起动器是配合特殊定子(转子定子每相三个端头)的电动机，由交流接触器、热熔断器、变换开关、按钮及讯号装置组合而成。珲春三角形起动器通常用于传送带、重载台车、压力机等。