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為什么電機啟動(dòng)電流大?啟動(dòng)后電流又小了?

文章出處:漢德保(HDB MOTOR)電機 人氣:3052發(fā)表時(shí)間:2020-10-29
電機啟動(dòng)電流到底有多大?
電機的啟動(dòng)電流是額定電流的多少倍說(shuō)法不一,很多都是根據具體情況來(lái)說(shuō)的。如說(shuō)十幾倍的、6~8倍的、5~8倍的、5~7倍的等。
為什么電機啟動(dòng)電流大?啟動(dòng)后電流又小了?
一種是說(shuō)法說(shuō)在啟動(dòng)瞬間(即啟動(dòng)過(guò)程的初始時(shí)刻)電機的轉速為零時(shí),這時(shí)的電流值應該是它的堵轉電流值。

對最經(jīng)常使用的Y系列三相異步電動(dòng)機,在JB/T 10391 《Y系列三相異步電動(dòng)機》標準中就有明確的規定。其中5.5kW電機的堵轉電流與額定電流之比的規定值如下:
同步轉速 3000 時(shí),堵轉電流與額定電流之比為7.0;
同步轉速 1500 時(shí),堵轉電流與額定電流之比為7.0;
同步轉速 1000時(shí),堵轉電流與額定電流之比為6.5;
同步轉速 750 時(shí),堵轉電流與額定電流之比為6.0。
5.5kW電機功率比較大,功率小些的電動(dòng)機啟動(dòng)電流和額定電流比值要小些,所以電工教材和很多地方都是說(shuō)異步電動(dòng)機啟動(dòng)電流是額定工作電流的4~7倍。

為什么電機起動(dòng)電流大?起動(dòng)后電流又小了呢?
這里我們有必要從電機啟動(dòng)原理和電機旋轉原理的角度來(lái)理解:
當感應電動(dòng)機處在停止狀態(tài)時(shí),從電磁的角度看,就像變壓器,接到電源去的定子繞組相當于變壓器的一次線(xiàn)圈,成閉路的轉子繞組相當于變壓器被短路的二次線(xiàn)圈;定子繞組和轉子繞組間無(wú)電的的聯(lián)系,只有磁的聯(lián)系,磁通經(jīng)定子、氣隙、轉子鐵芯成閉路。
當合閘瞬間,轉子因慣性還未轉起來(lái),旋轉磁場(chǎng)以最大的切割速度——同步轉速切割轉子繞組,使轉子繞組感應起可能達到的最高的電勢,因而,在轉子導體中流過(guò)很大的電流,這個(gè)電流產(chǎn)生抵消定子磁場(chǎng)的磁能,就象變壓器二次磁通要抵消一次磁通的作用一樣。
而定子方面為了維護與該時(shí)電源電壓相適應的原有磁通,遂自動(dòng)增加電流。因為此時(shí)轉子的電流很大,故定子電流也增得很大,甚至高達額定電流的4~7倍,這就是啟動(dòng)電流大的緣由。
啟動(dòng)后電流為什么?。弘S著(zhù)電動(dòng)機轉速增高,定子磁場(chǎng)切割轉子導體的速度減小,轉子導體中感應電勢減小,轉子導體中的電流也減小,于是定子電流中用來(lái)抵消轉子電流所產(chǎn)生的磁通的影響的那部分電流也減小,所以定子電流就從大到小,直到正常。

減小電動(dòng)機啟動(dòng)電流的方法有哪些?
常見(jiàn)減小電動(dòng)機啟動(dòng)電流的啟動(dòng)方法有直接啟動(dòng),串電阻啟動(dòng),自耦變壓器啟動(dòng),星三角減壓?jiǎn)?dòng)及變頻器啟動(dòng)的方法來(lái)減小對電網(wǎng)的影響。

直接啟動(dòng)
直接啟動(dòng)就是將電機的定子繞組直接接入電源,在額定電壓下起動(dòng),具有起動(dòng)轉矩大、起動(dòng)時(shí)間短的特點(diǎn),也是最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟和最可靠的起動(dòng)方式。全壓起動(dòng)時(shí)電流大,而起動(dòng)轉矩不大,操作方便,起動(dòng)迅速,但是這種啟動(dòng)方式對電網(wǎng)容量和負載要求比較大,主要適用于1W以下的電機啟動(dòng)。

串電阻啟動(dòng)
電機串電阻啟動(dòng),也就是降壓?jiǎn)?dòng)的一種方法。在啟動(dòng)過(guò)程中,在定子繞組電路中串聯(lián)電阻,當啟動(dòng)電流通過(guò)時(shí),就在電阻上產(chǎn)生電壓降,減少了加在定子繞組上面的電壓,這樣就可以達到減小啟動(dòng)電流目的。

自耦變壓器啟動(dòng)
利用自耦變壓器的多抽頭減壓,既能適應不同負載起動(dòng)的需要,又能得到更大的起動(dòng)轉矩,是一種經(jīng)常被用來(lái)起動(dòng)較大容量電動(dòng)機的減壓起動(dòng)方式。它的最大優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)轉矩較大,當其繞組抽頭在80%處時(shí),起動(dòng)轉矩可達直接起動(dòng)時(shí)的64%,并且可以通過(guò)抽頭調節起動(dòng)轉矩。

星三角減壓?jiǎn)?dòng)
對于正常運行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動(dòng)機來(lái)說(shuō),如果在起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形,待啟動(dòng)完畢后再接成三角形,就可以降低啟動(dòng)電流,減輕它對電網(wǎng)的沖擊。這樣的啟動(dòng)方式稱(chēng)為星三角減壓起動(dòng),或簡(jiǎn)稱(chēng)為星三角啟動(dòng)。采用星三角啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)電流只是原來(lái)按三角形接法直接啟動(dòng)時(shí)的1/3。在星三角啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)電流才2-2.3倍。

這就是說(shuō)采用星三角啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)轉矩也降為原來(lái)按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的1/3。適用于無(wú)載或者輕載啟動(dòng)的場(chǎng)合。并且同任何別的減壓?jiǎn)?dòng)器相比較,其結構最簡(jiǎn)單,價(jià)格也最便宜。除此之外,星三角啟動(dòng)方式還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),即當負載較輕時(shí),可以讓電動(dòng)機在星形接法下運行。此時(shí),額定轉矩與負載可以匹配,這樣能使電動(dòng)機的效率有所提高,并因之節約了電力消耗。

變頻器啟動(dòng)
變頻器是現代電動(dòng)機控制領(lǐng)域技術(shù)含量最高,控制功能最全、控制效果最好的電機控制裝置,它通過(guò)改變電網(wǎng)的頻率來(lái)調節電動(dòng)機的轉速和轉矩。因為涉及到電力電子技術(shù),微機技術(shù),因此成本高,對維護技術(shù)人員的要求也高,因此主要用在需要調速并且對速度控制要求高的領(lǐng)域。

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