三相異步電動機直接起動是指電動機直接加額定電壓,定子回路不串任何電器元件時的起動。這時,三相異步電機的起動卻不象直流電動機那樣,其起動性能卻存在著起動電流很大而起動轉矩不大兩方面的問題,這恰恰不能滿足生產機械對異步電動機起動性能的要求起動轉矩要大,以保證生產機械的正常起動??s小起動時間;起動電流要小。以減小對電網(wǎng)的沖擊。
由三相異步電動機機械特性的物理表達式中表5.1分析知道,在額定電壓下直接起動三相異步電動機。即轉差率 =1,主磁通 ≈ ,功率因數(shù)cos 很小,造成了起動電流 相當大而起動轉矩 并不大的結果。例如,對于普通鼠籠式異步電動機,起動電流 = =(4~7) ( 為起動電流倍數(shù))起動轉矩 =(0.9~1.3) 對于繞線式三相異步電動機的起動轉矩 < 。
一般地,盡管三相異步電動機起動時存在短時間較大的電流,由于三相異步電動機不存在換向問題,而對于不頻繁起動的異步電動機是可以承受的;對于頻繁起動的異步電動機,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%或更嚴重。這樣,一方面反過來影響了異步電動機本身,由于起動轉矩 與電壓 的平方成正比,導致 下降更多,當負載較重時,異步電動機將不能起動;另一方面,影響由同一臺供電變壓器供電的其它負載,如電燈會變暗,用電設備失常,重載的異步電動機可能停轉等。因此,要求設計容量較大的供電變壓器。
綜上所述,三相異步電動機直接起動的情況只適應于供電變壓器容量較大,電動機容量小于 的小容量鼠籠式異步電動機。對于大容量鼠籠式異步電動機和繞線式異步電動機可采用如下方法:(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還可以采用加大轉子端電阻或電抗的方法。對于鼠籠式異步電動機,可以結構上采取措施,如增大轉子導條的電阻,改進轉子槽形。
下面就三相異步電動機起動主要方法進行分析和計算。相應的起動設備參閱課程《工廠電器控制設備》及相關廠家的產品目錄。為方便起見,列出起動電流 和起動轉矩 的表達式為
式中由于 較大,忽略勵群電流 的作用。