三相異步電動機(jī)直接起動是指電動機(jī)直接加額定電壓,定子回路不串任何電器元件時的起動。這時,三相異步電機(jī)的起動卻不象直流電動機(jī)那樣,其起動性能卻存在著起動電流很大而起動轉(zhuǎn)矩不大兩方面的問題,這恰恰不能滿足生產(chǎn)機(jī)械對異步電動機(jī)起動性能的要求起動轉(zhuǎn)矩要大,以保證生產(chǎn)機(jī)械的正常起動??s小起動時間;起動電流要小。以減小對電網(wǎng)的沖擊。
由三相異步電動機(jī)機(jī)械特性的物理表達(dá)式中表5.1分析知道,在額定電壓下直接起動三相異步電動機(jī)。即轉(zhuǎn)差率 =1,主磁通 ≈ ,功率因數(shù)cos 很小,造成了起動電流 相當(dāng)大而起動轉(zhuǎn)矩 并不大的結(jié)果。例如,對于普通鼠籠式異步電動機(jī),起動電流 = =(4~7) ( 為起動電流倍數(shù))起動轉(zhuǎn)矩 =(0.9~1.3) 對于繞線式三相異步電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩 < 。
一般地,盡管三相異步電動機(jī)起動時存在短時間較大的電流,由于三相異步電動機(jī)不存在換向問題,而對于不頻繁起動的異步電動機(jī)是可以承受的;對于頻繁起動的異步電動機(jī),只要限制每小時最高起動次數(shù),也是可以承受的。但是,起動電流過大,對電網(wǎng)沖擊大。使電網(wǎng)電壓降低,對于異步電動機(jī)的前端供電變壓器造成很大影響。使得變壓器輸入電壓下降幅度很大,超過了額定值的允許偏差△ =±10%或更嚴(yán)重。這樣,一方面反過來影響了異步電動機(jī)本身,由于起動轉(zhuǎn)矩 與電壓 的平方成正比,導(dǎo)致 下降更多,當(dāng)負(fù)載較重時,異步電動機(jī)將不能起動;另一方面,影響由同一臺供電變壓器供電的其它負(fù)載,如電燈會變暗,用電設(shè)備失常,重載的異步電動機(jī)可能停轉(zhuǎn)等。因此,要求設(shè)計容量較大的供電變壓器。
綜上所述,三相異步電動機(jī)直接起動的情況只適應(yīng)于供電變壓器容量較大,電動機(jī)容量小于 的小容量鼠籠式異步電動機(jī)。對于大容量鼠籠式異步電動機(jī)和繞線式異步電動機(jī)可采用如下方法:(1)降低定子電壓;(2)加大定子端電阻或電抗。對于繞線式異步電動機(jī)還可以采用加大轉(zhuǎn)子端電阻或電抗的方法。對于鼠籠式異步電動機(jī),可以結(jié)構(gòu)上采取措施,如增大轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的電阻,改進(jìn)轉(zhuǎn)子槽形。
下面就三相異步電動機(jī)起動主要方法進(jìn)行分析和計算。相應(yīng)的起動設(shè)備參閱課程《工廠電器控制設(shè)備》及相關(guān)廠家的產(chǎn)品目錄。為方便起見,列出起動電流 和起動轉(zhuǎn)矩 的表達(dá)式為
式中由于 較大,忽略勵群電流 的作用。