異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓的選擇條件

令狐昌松

摘要：異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓有三種選擇條件和三種選擇方式。文章先對(duì)異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓的選擇條件進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓的三種選擇方式進(jìn)行詳細(xì)介紹，并著重對(duì)其中的全壓?jiǎn)?dòng)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：異步電動(dòng)機(jī)；啟動(dòng)電壓；母線電壓

中圖分類(lèi)號(hào)：S275 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）20-0081-02

異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)需要考慮很多條件，一方面是考慮三種選擇條件及啟動(dòng)時(shí)的母線電壓、電動(dòng)機(jī)定子端電壓、電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)熱穩(wěn)定；另一方面異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電壓在這里也有三種可供選擇的啟動(dòng)方式：全壓?jiǎn)?dòng)、降壓?jiǎn)?dòng)、變頻啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)總結(jié)，全壓?jiǎn)?dòng)是這三種啟動(dòng)方式中最好的一種，下面我們將對(duì)異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓的條件進(jìn)行分析。

1 異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓的選擇條件分析

在異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓的選擇條件方面會(huì)有很多因素的影響，其中啟動(dòng)時(shí)的母線電壓情況、電動(dòng)機(jī)的定子端的電壓情況、電動(dòng)機(jī)及生產(chǎn)機(jī)械時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)熱穩(wěn)定性的情況這三種因素是在考慮異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓選擇條件時(shí)最主要的三個(gè)選擇條件。下面將對(duì)這三種選擇條件進(jìn)行詳細(xì)分析介紹。

1.1 母線電壓在啟動(dòng)時(shí)的影響情況

電網(wǎng)的電壓降在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)是有安全范圍的，它必須在安全范圍內(nèi)才能正常啟動(dòng)，如果超出安全范圍值，必須關(guān)閉不能再啟動(dòng)，因此，電網(wǎng)的電壓降在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)必須在以下安全范圍值內(nèi)：

1.1.1 根據(jù)科學(xué)的報(bào)告顯示：電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)分為經(jīng)常啟動(dòng)和偶爾啟動(dòng)兩種，我們對(duì)經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，它的電網(wǎng)電壓降在10%以?xún)?nèi)；而對(duì)于偶爾啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，它的電網(wǎng)的電壓降在15%以?xún)?nèi)。

1.1.2 另一種是電網(wǎng)的電壓降安全范圍值可以是在20%以?xún)?nèi)，甚至是更大范圍內(nèi)，這種情況是在保證不影響其他設(shè)備正常工作的大前提下，同時(shí)滿足機(jī)械生產(chǎn)所需要的要求，才能允許電網(wǎng)的電壓降值在這么大的范圍內(nèi)。

1.2 電動(dòng)機(jī)的定子端電壓在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的影響情況

這方面主要考慮的是在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的一瞬間，會(huì)產(chǎn)生很大的電壓降，再加上變壓器有繞組阻抗的影響，會(huì)使電流在啟動(dòng)時(shí)變得更大，這就會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的定子端電壓變小，甚至?xí)葐?dòng)電壓還小，電動(dòng)機(jī)就不能正常啟動(dòng)，導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。

1.3 電動(dòng)機(jī)及生產(chǎn)機(jī)械時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)熱穩(wěn)定性的影響情況

這方面考慮的主要是在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)必須滿足電動(dòng)機(jī)的多個(gè)要求，還要滿足生產(chǎn)機(jī)械時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定性的要求，另一方面還必須滿足啟動(dòng)時(shí)的沖擊力，這主要是針對(duì)電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械時(shí)要承受的情況。這主要是針對(duì)大部分電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)情況，另外還要把個(gè)別的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)情況單獨(dú)考慮，在考慮這些因素的前提下，還要考慮該電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)廠家所規(guī)定的熱穩(wěn)定性的要求。

2 異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)的選擇條件分析

2.1 全壓?jiǎn)?dòng)的優(yōu)點(diǎn)

全壓?jiǎn)?dòng)也稱(chēng)為直接啟動(dòng)，這是因?yàn)槿珘簡(jiǎn)?dòng)是將啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的定子直接接入額定的電壓中啟動(dòng)。因此，全壓?jiǎn)?dòng)具有啟動(dòng)所用時(shí)間較短、啟動(dòng)的設(shè)備簡(jiǎn)單、啟動(dòng)的轉(zhuǎn)矩很大等優(yōu)點(diǎn)，而且操作者容易操作、故障率低、減少成本、容易維護(hù)等特點(diǎn)。

2.2 全壓?jiǎn)?dòng)的選擇條件

將全壓?jiǎn)?dòng)的各種特點(diǎn)考慮進(jìn)去，可以總結(jié)出在全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)主要考慮全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的沖擊力矩和發(fā)熱的條件這兩個(gè)主要因素。而目前我國(guó)在設(shè)計(jì)制造電動(dòng)機(jī)尤其是籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，基本上都是按照這兩個(gè)主要因素進(jìn)行設(shè)計(jì)的，盡最大努力滿足現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)的要求。所以，在選擇全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，只要被用來(lái)拖動(dòng)的設(shè)備在承受全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)這兩個(gè)主要因素及沖擊力矩、發(fā)熱條件能夠完全承受，而且它的壓降在啟動(dòng)時(shí)還在安全允許的范圍內(nèi)，就可以選擇全壓?jiǎn)?dòng)。

2.3 異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)的選擇條件

在進(jìn)行異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓選擇時(shí)，要根據(jù)具體情況具體分析，不能所有情況都按照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，這樣將會(huì)給異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)帶來(lái)很大損壞，甚至有危險(xiǎn)出現(xiàn)。在總結(jié)前人的基礎(chǔ)上，再將異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的各方面因素考慮進(jìn)去，筆者認(rèn)為在選擇全壓?jiǎn)?dòng)的時(shí)候，必須是在有專(zhuān)用變壓器這個(gè)大前提下才能實(shí)現(xiàn)的，這是硬性的規(guī)定，不能隨便改動(dòng)，因此，可以說(shuō)專(zhuān)用變壓器是選擇全壓?jiǎn)?dòng)的必備前提。

2.3.1 母線的剩余電壓在全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的校核。母線的剩余電壓在全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的校核，主要是在電源非常大甚至是在無(wú)窮大的情況下進(jìn)行校核的，主要是針對(duì)偶爾啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)考慮的，由上面分析可知：偶爾啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，它的電網(wǎng)的電壓降在15%以?xún)?nèi)，因此，它的校核可以用下面公式進(jìn)行校核：

式中，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，母線的剩余電壓百分比為U%；額定電壓為Ur，單位是kV；啟動(dòng)時(shí)的最大電流為Imax；Imax是將本臺(tái)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的電流和其余電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)的電流的總和包括在內(nèi)的，單位為A；變壓器的阻抗電壓的百分比為Uk；變壓器的額定容量為SrT，單位為kVA。

選擇全壓?jiǎn)?dòng)的前提是，滿足U%在85%以上就行。

舉例說(shuō)明：一個(gè)帶動(dòng)五臺(tái)215kW、380V，其變壓器為1600kVA的異步電動(dòng)機(jī)，它的變壓器的阻抗百分比為Uk=6.5%，電動(dòng)機(jī)的額定電流In=427A，啟動(dòng)電流倍數(shù)K=5.5（將機(jī)組最不好的情況考慮進(jìn)去，一臺(tái)啟動(dòng)，四臺(tái)正常運(yùn)行），則：

90%>85%，合格。

2.3.2 將變壓器的過(guò)載能力考慮進(jìn)去分析。變壓器過(guò)負(fù)荷（室外配電裝置）所允許的延續(xù)時(shí)間如表1所示。我們可以從表1中得出，變壓器在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載來(lái)說(shuō)，不是完全不行的，也是有一定的潛力存在的。

舉例說(shuō)明：如果一臺(tái)電動(dòng)機(jī)在白天晚上一共啟動(dòng)六次，并且每次的啟動(dòng)時(shí)間都是十五秒，并且變壓器的負(fù)荷率在0.9以?xún)?nèi)，這時(shí)最大的啟動(dòng)電流就變成變壓器額定電流的四倍了。

K=Imax/Ir2=4.057/2.309=1.76

當(dāng)過(guò)載為78%時(shí)，查表1可知：允許的延續(xù)時(shí)間大約是在7.5min，從表1可以看出，啟動(dòng)的時(shí)間一般只有幾秒到十幾秒的時(shí)間，當(dāng)然這對(duì)變壓器來(lái)說(shuō)是完全能夠承受的。

3 結(jié)語(yǔ)

異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電壓選擇條件主要有三種影響因素，我們一定要認(rèn)真考慮這三方面的影響因素，在遇到問(wèn)題時(shí)要進(jìn)行全面的分析，并最終做出選擇。這樣在異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)就能減少事故的發(fā)生，提高安全性。

參考文獻(xiàn)

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