三相异步的起动方法主要有直接起动、传统减压启动和软启动三种启动方式。
直接起动,也叫全压起动。减压起动是在起动时先降低定子绕组上的电压,待起动后,再把电压恢复到额定。
包括(1)定子串接电阻或电抗起动(2)星-三角形(丫-△)起动(3)自耦变压器起动。软起动可分为有级和无级两类,前者的调节是分档的,后者的调节是连续的。
1、直接启动
即启动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压。三相直接启动的条件(满足一条即可)
1、容量在7、5KW以下的电动机均可采用。
2、电动机在启动瞬间造成的电网电压降不大于电压正常值的10%,对于不常启动的电动机可放宽到15%。
3、可用经验公式粗估电动机是否可直接启动
优点:所需启动设备简单,启动时间短,启动方式简 单、可靠,所需成本低。
缺点:对电动机及电网有一定冲击
2、降压启动
在电动机启动时降低定子绕组上的电压,启动结束时加额定电压的启动方式。降压启动能起到降低电动机启动电流目的,但由于转矩与电压的平方成正比,因此降压启动时电动机的转矩减小较多,故只适用于空载或轻载启动。
A、自耦变压器(亦称补偿器)降压启动
(1)接线:自耦变压器的高压边投入电网,低压边接至电动机,有几个不同电压比的分接头供选择。
(2)特点:设自耦变压器的变比为K,原边电压为U1,副边电压U2= U1/K,副边电流I2(即通过电动机定子绕组的线电流)也按正比减小,又因为I1= I2/K,则电源供给电动机的启动电流为直接启动时1/K2倍。因电压降低了1/K倍,转矩降为1/K2倍。
自耦变压器副边有2~3组抽头,如二次电压分别为原边电压的80 %、60%、40%。
优点:可按允许的启动电流和所需的启动转矩来选择自耦变压器的不同抽头实现降压启动,定子绕组采用Y或Δ。
缺点:设备体积大,投资较贵。
三相异步两相运行是引起电动机损坏的常见原因。为什么电动机安装了熔断器保护、磁力启动器附加的保护、过流保护,都不能很好地对电动机两相运行起有效保护作用呢?
1)首先,根据电机学原理,其如接至两相,其定子绕组不可能产生旋转磁场,旋转力矩为零,电动机只震动而不转动。电动机在进入两相电源起动时,实际上处于短路状态,其短路电流为三相启动时启动电流的0.866倍,而一般启动电流为额定电流的4~7倍,故电动机在进入两相电源起动时,相当于两相短路时的电流为额定电流的3.464~6.062倍,所以上述电流,即比启动电流小,比电动机额定电流大得多。电动机两相启动时,电动机不运转,运行人员会立即发现,而且熔断器也会熔断,因为熔断器的熔断电流一般按下面两种原则选定:对于启动次数少及启动时间较短的电动机,按IH=IZ/2.5选定;对于反复起动及加速慢的电动机,按IH=IZ/(1.6~2)选定。上述两式中,IH是熔断器的额定电流;IZ为电动机三相启动电流。对于运转中的电动机,突然断掉一相电源后,在机械惯性作用下,在某些特定条件下尚可滞速旋转。由于电动机过电流倍数与电动机实际负荷和电动机本身最大力矩倍数K有关。当最大力矩倍数大于2时,电动机将维持两相运行,但转速大大降低,K愈大电动机两相运行时的过负荷倍数愈大。当最大力矩倍数K等于2时,电动机带额定负荷并发生两相运行情况下,电动机的过电流大约为额定电流的3.5倍,此时电动机如果按规定选用的熔断器作保护,熔断器可以熔断,并起保护作用。
2)当电动机只带50%的额定负荷时,两相运行电流大致与额定电流相等。而当电动机负荷在50%额定负荷以上,又在额定负荷以下两相运行时,熔断器就不能可靠地起到保护作用了。正常电动机的启动电流为电动机额定电流的4~7倍,由此可以看出熔断器不可能可靠的保护电动机两相运行。
3)第三种情况是电动机最大力矩倍数K小于2时,电动机将减速停车,直至熔断熔丝。除了熔断器保护,在三相低压电动机保护中,还采用热继电器,作电动机过负荷保护。其动作电流一般选用1.1倍额定电流,考虑备用裕度,以防止电动机的电压变动及环境温度变化而误切电动机,一般是按1.2~1.3倍额定电流选择热元件,依靠热力保护热惯性产生的延时,躲开起动电流。所以由热元件构成的过负荷保护,也不可能可靠保护电动机两相运行。同样对于断路器过流保护,一般按躲开电动机启动电流整定,显而易见,按这样整定值也不能正确的保护电动机两相运行。
关于电动机两相运行的保护问题:
近年来各地提出很多方案,基本上可以归纳为两大类:一类是安装电动机一相熔断的信号指示,另一类是利用晶体管构成的负序保护。采用这些方法,也有一定效果,但仍不够完善,因此推广应用还不普遍。为此可以采用双组熔断器,构成比较简单而又可靠的电动机两相保护。方法是用6个熔断器,每两个并联构成三相熔断器保护,每相中的两个熔断器,一个按电动机1.2~1.3倍额定电流整定,另一个按前述熔断器额定电流公式选定。电动机起动时合上后三个熔断器,使电动机正常启动,启动结束后,再合上前三个熔断器,再拉开后一个熔断器,使电动机正常运行。
最后应当指出,大量实践证明,要防止电动机两相运行,只有加强监视,总结经验,注意发现缺相运行的异常现象,及时切除两相运行的电动机,确保电动机的安全可靠运行。
1、保持清洁。
对电动机外壳、风扇罩处的灰尘、油污及其他杂物等要经常进行清除,以保证良好的通风散热和避免对电动机部件的腐蚀。对绕线转子电动机,还应及时清除电刷磨下的炭粉,以免贴附在绕组上造成局部短路。
2、检查安装部位。
对电动机与基础架构以及配套设备之间的安装联结部位,应经常检查,发现有松动的及时修复;有断裂时,应停机处理。
3、检查电动机各处紧固螺钉和带轮顶丝。
在停机时,检查和紧固电动机上各处的安装螺钉以及带轮顶丝。
4、定期更换轴承润滑脂。
对非全封闭式轴承,应根据电动机的使用情况,两年左右更换一次轴承润滑脂。有注排油装置的电动机,可通过这些装置换油脂。
5、清理电动机内部和加强绝缘。
对使用环境中有较多灰尘的电动机,特别是防护等级较低的电动机(如IP23),应视情况在大修时和年度保养时,打开端盖,清除绕组端部的灰尘和油污。还可在端部刷一层防潮绝缘漆以加强绝缘和防潮。
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