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电机的运行特性之——电机如何才能顺利起动?

2020-07-29 09:12:22     来源:电机技术日参        

【大比特导读】电机起动过程是一个转速由慢到快,最后再到额定转速的一个变化过程。起动过程中,在任何一个转速下都会对应一个电磁转矩,该转矩必须大于负载阻力矩是电机能够起动的必要条件。

起动是电机运行的特性之一,如何能顺利起动,是电动机产品非常关键的性能指标。起动是电动机产品从静止到额定转速状态的一个过程,这个过程中时间短、发热少、压降小,是比较理想的状态,如何达成这个目标,是电机产品研究过程的一个课题。

起动转矩的要求

电机起动过程是一个转速由慢到快,最后再到额定转速的一个变化过程。起动过程中,在任何一个转速下都会对应一个电磁转矩,该转矩必须大于负载阻力矩是电机能够起动的必要条件。这里我们就引进一个加速转矩概念,即电磁转矩与负载阻力矩的差,这个差值越大,电机更容易起动,可以避免由于电机处于静止状态,或低速爬行状态导致的发热甚至烧毁问题。

电机

对于异步电动机,电压和转速是转矩的重要变量,不同的负载特性,对应的关系不同。电机转矩与所施加的电压呈相关,如果在电机起动过程中存在较大的电压降,电机起动转矩则会面临更大的挑战。在电机产品设计时,会涉及电压的波动情况,大多数产品技术条件中规定电压下偏差为10%,会对于该偏差范围内起动转矩的设计值进行必要的设定。为了兼顾这些不确定因素,会对电机的起动转矩及最小转矩设计一定裕度,以满足负载在相应转速范围内可能出现的最大转矩情况。一般情况下,以起动转矩相对于额定负载阻力矩的倍数表示,倍数值在1.2-1.3之间。

电机起动过程的发热问题

对于任何一款电动机,起动过程都是一个关键环节,特别是对于普通的工频笼型电机,额定电压起动时,起动电流会达到额定电流的5-7倍,随着转速的不断提高,电流会逐渐减小,达到额定转速时,电流也趋于稳定和正常。

为了有效降低电机的起动电流,不少的场合会选择降压起动,但降压起动时,对应的起动转矩又会减小,自然也就延长了起动时间。总之,电机起动过程的发热效应基本相同。

对于电网容量相对饱和的情况下,笼型电机的起动非常困难,因而会选择轻载起动再加载的方式运行。还有一种情况,是在电机起动过程中采用点动方式,也就是进行反复关闭和开启开关的方法,其目的在于调节起动过程电压,但反复的启停对开关触点无疑是一种损伤。

异步电动机起动过程的累计时间与电机额定转速和转动惯量正相关,而与电机起动过程的加速转矩负相关。因而对于频繁起动的电机,特别是负载转动惯量较大的电动机,为了避免起动过热对于电动机寿命的影响,必须控制电机起动电流、提高起动转矩、缩短起动时间,可能时限定电机的起动次数。

对于绕线式转子电机及变频电机,起动过程相对容易一些,对于这方面的内容我们会另择篇幅进行。

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