電動機從接通電源開始轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速逐漸上升直到穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài),這一過程稱為起動。電動機能夠起動的條件是起動轉(zhuǎn)矩tst必須大于負載轉(zhuǎn)矩t2。
電動機在剛接通電源瞬間,n=0,s=l,旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子的相對速度最大,此時起動電流ist也最大。一般中小型鼠籠式三相異步電動機的起動電流約為額定電流的5~7倍。
過大的起動電流會在電源線路上產(chǎn)生較大的電壓降落,影響同一變壓器供電的其他負載的正常工作。
電動機在起動時,盡管起動電流較大,但由于轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)cos2很低,因此電動機的起動轉(zhuǎn)矩實際上是不大的。電動機就不能在滿載下起動,應(yīng)設(shè)法提高。
所以在實際應(yīng)用中要根據(jù)電動機的起動轉(zhuǎn)矩,起動電流和電網(wǎng)電源的要求, 采用適當(dāng)?shù)钠饎臃椒ā?br> 1.直接起動
直接起動就是采用閘刀開關(guān)或接觸器直接將額定電壓加到電動機上。其優(yōu)點:
如果電動機和照明負載共用一臺變壓器供電,則電動機起動時引起的電壓降不能超過額定電壓的5%;若電動機由獨立的變壓器供電,起動頻繁時,則電動機功率不能超過變壓器容量的20%,若電動機不經(jīng)常起動,則其功率只要不超過變壓器容量的30%即可直接起動。一般30kw以下的鼠籠式異步電動機可考慮采用直接起動。
2.降壓起動
降壓起動的目的是為了減小電動機起動時對電網(wǎng)的影響, 其方法是在起動時降低加在電動機定子繞組上的電壓,待電動機轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時,再把電壓恢復(fù)到正常值。由于電動機的轉(zhuǎn)矩與其電壓平方成正比,所以降壓起動時轉(zhuǎn)矩亦會相應(yīng)減小。降壓起動的具體方法主要有以下兩種:
(1)星形—三角形(y—△)換接起動
如果電動機在工作時其定子繞組是聯(lián)接成三角形的鼠籠式異步電動機,那么在起動時可把它聯(lián)接成星形,等到轉(zhuǎn)速接近額定值時再換接成三角形,如下圖所示為鼠籠式異步電動機(y—△)換接起動的接線電路圖。(在起動時,先將閘刀開關(guān)q1合上接通三相電源,然后將組合開歐關(guān)q2向右閉合,使動觸電與靜觸電聯(lián)接,電動機的定子繞組構(gòu)成星形聯(lián)結(jié),這時每相繞組上的起動電壓只有它的額定電壓的1/。當(dāng)電動機到達一定轉(zhuǎn)速后,迅速把開關(guān)q2向左閉合,定子繞組轉(zhuǎn)換成三角形聯(lián)結(jié),使電動機在額定電壓下運行。)
采用這種起動方式,電動機的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩都降低到直接起動時的三分之一,因此該起動方法只適用于空載或輕載起動。
(2)自耦降壓起動
若在正常運行時定子繞組為星形聯(lián)結(jié),可利用三相自耦降壓變壓器將電動機在起動過程中的端電壓陣低,下圖為自耦降壓起動電路接線示意圖。
在起動時,先將閘刀開關(guān)q1合上接通三相電源,然后將開關(guān)q2向下合到起動位置,降低電動機每相定子繞組上的電壓起動,待電動機轉(zhuǎn)速升高后,再將開關(guān)q2向上合到運行位置,將自耦降壓變壓器從電源脫離,進入全壓狀態(tài)運行。
自耦降壓變壓器上常備有2~3組抽頭,輸出不同的電壓(例如為電源電壓的80%、60%、40%),供用戶選用。這種方法的優(yōu)點是使用靈活,不受定子繞組接線方式的限制,缺點是設(shè)備笨重、投資大。降壓起動的專用設(shè)備稱為起動補償器。
采用自耦變壓器降壓起動,在減小起動電流的同時,起動轉(zhuǎn)矩也會減小,如果選擇的自藕變壓器的降壓比為k(k<0),則起動電流ist和起動轉(zhuǎn)矩tst都為直接起動的k2倍。
3.轉(zhuǎn)子串接電阻起動
繞線型電動機可以采用在轉(zhuǎn)子回路中串電阻rst的起動方法,如下圖所示為繞線型電動機起動接線電路圖。
這樣既可以限制起動電流,同時又增大了起動轉(zhuǎn)矩。因此,對要求起動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機械,例如起重機、鍛壓機等常采用繞線型電動機拖動。電動機起動結(jié)束后,隨著轉(zhuǎn)速的上升將起動電阻逐段切除。