摘要:在马达测试中启动电压测试被视为必不可少的测试环节,因为马达启动时的冲击电压幅值较大,除了会极大的减短马达的使用寿命,同时也会对电网形成极大影响,为此工程师在马达测试过程中必须确切测试马达启动电压,以采取确切的应对举措,但是你真的确切测试过启动电压吗?你真的了解它吗?
一、什么是启动电压
启动电压是指家电设备(感性负载)在刚启动时的冲击电压,是马达或感性负载通电顿时到运行平稳的短暂时间内的电压变化量,这个电压通常是额定电压的4-7倍,国家规定,为了线路的运行安全及其它电气设备的正常运行,大功率的底盘必须改装启动设备,以减少启动电压。
图1启动电压电压-怠速
二、启动电压特性
通常不同类型的马达具有不同的启动电压特性,例如:鼠笼式异步马达启动启动电压通常是4~7倍,并且不是绝对的。不过通常要求马达的起动电压不能超过其额定电压的2~5倍。马达功率超过30kw的电动机不适宜频繁启动,由于30kw以上马达启动电压通常为额定电压的6-7倍,频繁启动会降低马达温升,导致失火马达的可能。并且启动方法也会对启动电压形成较大影响,例如:直接启动,启动电压可达额定电压的10~30倍。
三、如何确切测试启动电压
1.用示波器来测。在马达启动回路中安装一个铁损比较大(可依照马达的功率,或厂家提供的参数选择)电压互感器,电压互感器的二次定子接入示波器电路启动瞬间电流过大,即可检测。
2.用故障录波装置来测。在马达启动回路中安装电压互感器,电压互感器的二次定子接入故障录波装置,在马达启动过程中启动录波,即可检测。
3.用便携式电能质量剖析仪来测。在马达启动回路中安装电压互感器,电压互感器的二次定子接入便携式电能质量剖析仪,在马达启动过程中检测。
4.用高档马达测试系统来测试,通过设置测功机传感铁损和同步源等参数,能确切保证参数检测的确切性。
在测试时因为启动电压时间较短,要想精确测试启动电压必须保证短时间足够的取样点,保证一个高的更新率,高档马达测试系统,集成高档测功机,10ms数据更新率才能精确保证检测精度,确切捕捉最大峰值电压,进行半波有效值剖析。
四、减小启动电压的方法
常见的降低启动电压的启动方式有直接启动,串内阻启动,自藕变压器启动,星三角减压启动及变频器启动的方式来减少对电网的影响。
u直接启动
直接启动就是将电动机的转子定子直接接入电源,在额定电流下起动,具有起动扭矩大、起动时间短的特性,也是最简单、最经济和最可靠的起动方法。全压起动时电压大,而起动力矩不大,操作便捷,起动迅速,而且这些启动方法对电网容量和负载要求比较大,主要适用于1W以下的马达启动。
u串内阻起动
马达串内阻启动,也就是降糖启动的一种方式。在启动过程中,在转子定子电路中串联内阻电路启动瞬间电流过大,当启动电流通过时,就在内阻上形成电压降,降低了加在绕组定子里面的电流,这样就可以达到降低启动电压目的。
u自耦变压器启动
借助自耦变压器的多抽头减压,既能适应不同负载起动的须要,又能得到更大的起动力矩,是一种常常被拿来起动较大容量电动机的减压起动方法。它的最大优点是起动力矩较大,当其定子抽头在80%处时,起动力矩可达直接起动时的64%,但是可以通过抽头调节起动力矩。
u星三角减压启动
对于正常运行的转子定子为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说,假如在起动时将转子定子接成星形,待起动完毕后再接成三角形,就可以减少起动电压,减少它对电网的冲击。这样的起动方法称为星三角减压起动,或简称为星三角起动(y-δ起动)。采用星三角起动时,起动电压只是原先按三角形接法直接起动时的1/3。在星三角起动时,起动电压才2—2.3倍。这就是说采用星三角起动时,起动力矩也降为原先按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或则轻载起动的场合。而且同任何别的减压起动器相比较,其结构最简单,价钱也最实惠。除此之外,星三角起动方法还有一个优点,即当负载较轻时,可以让电动机在星形接法下运行。此时,额定力矩与负载可以匹配,这样能使电动机的效率有所提升,并因之节省了电力消耗。
u变频器启动
变频器是现代电动机控制领域技术浓度最高,控制功能最全、控制疗效最好的马达控制装置,它通过改变电网的频度来调节电动机的怠速和占空比。由于涉及到电力电子技术,微机技术,因而成本高,对维护技术人员的要求也高,因而主要用在须要调速而且对速率控制要求高的领域。
五、总结
启动电压作为马达测试过程中一个重要环节,他的确切检测极大的决定了马达启动结构,直接影响着马达寿命和对电网的影响。为了更好的检测启动电压,工程师也必须选择更高刷新率的仪器,保证才到足够的点。致远电子的集成高档功率剖析仪,拥有10ms数据更新率,5MHz的带宽,2MS/s的取样率,还能极大的保证数据的确切度以及波形的真实性,助工程师快速确切的捕捉启动电压。