電動(dòng)機(jī)從接通電源開始轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速逐漸上升直到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),這一過程稱為起動(dòng)。電動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)的條件是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩tst必須大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩t2。
電動(dòng)機(jī)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(shí)起動(dòng)電流ist也最大。一般中小型鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流約為額定電流的5~7倍。
過大的起動(dòng)電流會(huì)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(fù)載的正常工作。
電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí),盡管起動(dòng)電流較大,但由于轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)cos2很低,因此電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩實(shí)際上是不大的。電動(dòng)機(jī)就不能在滿載下起動(dòng),應(yīng)設(shè)法提高。
所以在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,起動(dòng)電流和電網(wǎng)電源的要求, 采用適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)方法。
1.直接起動(dòng)
直接起動(dòng)就是采用閘刀開關(guān)或接觸器直接將額定電壓加到電動(dòng)機(jī)上。其優(yōu)點(diǎn):
如果電動(dòng)機(jī)和照明負(fù)載共用一臺變壓器供電,則電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)引起的電壓降不能超過額定電壓的5%;若電動(dòng)機(jī)由獨(dú)立的變壓器供電,起動(dòng)頻繁時(shí),則電動(dòng)機(jī)功率不能超過變壓器容量的20%,若電動(dòng)機(jī)不經(jīng)常起動(dòng),則其功率只要不超過變壓器容量的30%即可直接起動(dòng)。一般30kw以下的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)可考慮采用直接起動(dòng)。
2.降壓起動(dòng)
降壓起動(dòng)的目的是為了減小電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的影響, 其方法是在起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓,待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時(shí),再把電壓恢復(fù)到正常值。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與其電壓平方成正比,所以降壓起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩亦會(huì)相應(yīng)減小。降壓起動(dòng)的具體方法主要有以下兩種:
(1)星形—三角形(y—△)換接起動(dòng)
如果電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)其定子繞組是聯(lián)接成三角形的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī),那么在起動(dòng)時(shí)可把它聯(lián)接成星形,等到轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)再換接成三角形,如下圖所示為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)(y—△)換接起動(dòng)的接線電路圖。(在起動(dòng)時(shí),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(dòng)觸電與靜觸電聯(lián)接,電動(dòng)機(jī)的定子繞組構(gòu)成星形聯(lián)結(jié),這時(shí)每相繞組上的起動(dòng)電壓只有它的額定電壓的1/。當(dāng)電動(dòng)機(jī)到達(dá)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(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行。)
采用這種起動(dòng)方式,電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都降低到直接起動(dòng)時(shí)的三分之一,因此該起動(dòng)方法只適用于空載或輕載起動(dòng)。
(2)自耦降壓起動(dòng)
若在正常運(yùn)行時(shí)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(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中的端電壓陣低,下圖為自耦降壓起動(dòng)電路接線示意圖。
在起動(dòng)時(shí),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(dòng)位置,降低電動(dòng)機(jī)每相定子繞組上的電壓起動(dòng),待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高后,再將開關(guān)q2向上合到運(yùn)行位置,將自耦降壓變壓器從電源脫離,進(jìn)入全壓狀態(tài)運(yùn)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(diǎn)是使用靈活,不受定子繞組接線方式的限制,缺點(diǎn)是設(shè)備笨重、投資大。降壓起動(dòng)的專用設(shè)備稱為起動(dòng)補(bǔ)償器。
采用自耦變壓器降壓起動(dòng),在減小起動(dòng)電流的同時(shí),起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也會(huì)減小,如果選擇的自藕變壓器的降壓比為k(k<0),則起動(dòng)電流ist和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩tst都為直接起動(dòng)的k2倍。
3.轉(zhuǎn)子串接電阻起動(dòng)
繞線型電動(dòng)機(jī)可以采用在轉(zhuǎn)子回路中串電阻rst的起動(dòng)方法,如下圖所示為繞線型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)接線電路圖。
這樣既可以限制起動(dòng)電流,同時(shí)又增大了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此,對要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械,例如起重機(jī)、鍛壓機(jī)等常采用繞線型電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束后,隨著轉(zhuǎn)速的上升將起動(dòng)電阻逐段切除。