(已结贴)电源电气擂台第108期-----异步电动机启动 点击:1363 | 回复:13



OLDPOLICE

    
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发表于:2014-06-04 19:47:49
楼主

        作为电工都知道三相异步电动机直接启动时电流可达额定电流的4-7倍,但启动转矩却不大,本期擂台请你谈谈为什么启动电流很大,而启动转矩却不大?

 

         本期擂台 针对以上问题进行阐述,阐述最详细,原创最多的获一等奖。

 

        工控电源电器擂台两周一期。

 

        奖项设置: 


         一等奖1名:20MP,二等奖5名:10MP,三等奖各奖励50积分。 

        MP介绍:gongkongMP即工控币,是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位, 
        类似于大家熟悉的QB,1个MP=1元人民币。 

         MP有什么用?兑换服务:以1个MP=1元来置换中国工控网的相关服务。 
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发表于:2014-06-04 19:59:24
1楼

三相异步电动机启动时起动电流很大(可达额定电流的4-7倍),但起动转矩却不大(约是额定转矩的2倍左右);这是由于异步电机的结构和工作原理所造成;
启动时,转子不动,定子旋转磁场切割转子导体的速度很大,在转子里产生的感应电势也很大,所以起动电流很大;
启动时,转子感应电流的频率与电源频率相同,是50Hz,这时,转子电抗相对转子电阻很大,转子回路的功率因素很小,根据:M=KmΦIcosφ,cosφ很小,I较大,所以起动转矩M不太大;(因为电流和磁通都在变化,二者之间有相位差,电流很大时,磁通不大,所以转矩不大)。

taihewangshi

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发表于:2014-06-04 20:23:53
2楼

启动电流很大的原因是:刚启动时,转差率s最大,转子电动势E也最大,因而启动电流很大。启动转矩不大的原因有两方面:一是因电磁转矩取决于转子绕组电流的有功分量,启动时,s=1,转子漏电抗最大,转子侧功率因数很低(0.3左右),因而,启动时转子绕组电流有功分量很小;二是启动电流大又导致定子绕组的漏阻抗压降增大,若供电电源容量小,还会导致电源输出电压下降,其结果均使每极气隙磁通量下降,进而引起启动转矩的减小。

江湖混混-余辉

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发表于:2014-06-08 11:15:01
3楼

异步电动机的启动电流和启动力矩是指定子三相绕组接通电源而转子尚未转动时的定子电流及电磁力矩。启动时,转子尚未动,转子转速为零,转差最大,而使转子绕组中感生电流最大,经电礅耦合,从而使定子绕组中产生很大的启动电流。虽然电流很大,但此时转子电路的频率高,转子电路的漏电抗值远大于转子电路的电阻值,所以启动电流很大,而启动力矩不是很大。

 

ncy123

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发表于:2014-06-11 10:47:06
4楼

回答:为什么电机启动时,电流很大?  

     三相异步电动机的原理和变压器类似,副线圈(转子)的电流决定主线圈(定子)的电流,故可以对转子电路来分析:

转子电路的数学表达式为:

                                        (1)

    故转子电路中的电流为:

                                           (2)

只要分析上式,就可以知道电流是如何变化的

    转子电路感应电动势为

                                              (3)

    其有效值为

                                  (4)

    当转子转动时,存在漏磁感抗

                                        (5)

    把式(4)和式(5)带入(2),得到电流的数学模型为

                         (6)

    式(6)则表示了转差率S和转子电流I2的函数关系,并且是个增函数,当S增大时,D电流I增大。

    当转子开始转动时,转差率S=1,故此时电流是最大的。根据变压器的理论可以知道,此时定子电路中的电流也最大。


回答:为什么电机启动时,启动转矩很小?

     三相异步电动机的转矩是由旋转磁场每极磁通与转子电流作用产生的,它与磁通和电流的乘积成正比,此外,它还与转子转子电路的功率因数有关,功率因数随转差率增大而减小,转矩数学模型为

                                         (7)

     通过变化(此处省略)可以得到电机转矩的另一个表达式

                   (8)

    根据电机的实际气隙结构和材料,可以得到K等数值,通过MATLAB绘图软件,可以得到转速关于转矩的图像。从图像中可以知道当转速为0时,电机转矩是小的。

     

     


             

             

           

             


世猫

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发表于:2014-06-15 21:32:40
5楼

     为使电动机能够转动起来,并很快地达到额定转速而正常工作,要求电动机具有足够大的起动转矩;但又希望起动电流不要太大,以免电网产生过大的电压降落而影响接在电网上的其他电机和电气设备的正常运行。此外,起动电流过大时,将使电动机本身受到过大电磁力的冲击,如果经常起动,还有使绕组过热的危险。因此,我们总是希望在起动电流比较小的情况下,能获得较大的起动转矩。

     普通结构的鼠笼式异步电动机不采取任何措施而直接投入电网起动时,往往不能满足上述要求,因为它的起动电流很大,而起动转矩并不大。起动电流很大的原因,从物理现象看,起动时n=0,s=1,旋转磁场以同步转速割切转子,在短路的转子绕组中感应很大的电势和电流,引起与它平衡的定子电流的负载分量也跟着急剧增加,以致定子电流很大;从等效电路(见图)来看,正常运行时,转差率s很小(0.01-0.05),所以r sˊ/s很大,,从而限制了定、转子电流。但起动时s=1,所以r sˊ/s很小,随之整个电动机的等效电阻很小,所以起动电流很大。至于起动电流很大,但起动转矩却不大,则可以从异步电机的电磁转矩与磁通和转子电流的关系式:Mem=CMФmI2COSΨ2=CMФmI2a(式中I2a是转子每相电流的有功分量,I2a=I2COSΨ2;对已制成的电机来说,CM是一常数,对鼠笼式转子CM=Z2p/2√2, Z2为转子槽数,p为气隙旋转磁场的极对数;对绕线式转子CM=m2ω2kω2p/√2,其中m2是转子相数,ω2kω2是转子每相串联的有效匝数)来说明:起动时s=1,f2=f1 ,转子漏抗X2б远大于转子电阻r2,使转子功率因数角Ψ2=tg-1X2б/r2接近90 º,COSΨ2很小,所以尽管I2很大,但其有功分量I2COSΨ2却不大;其次,由于起动电流很大,定子绕组的漏阻抗压降增大,使感应电势E1减小,从定、转子电势的有效值E1和E2公式:E1=√2πf1ω1kω1Фm;E2=√2πf1ω2kω2Фm可知主磁通Фm将与E1成正比例减小。于是Фm变小,I2COSΨ2不大,说明起动电流虽然很大,但起动转矩并不大。


      异步电机的"T"形等效电路


bingshenzhai

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发表于:2014-06-18 20:35:58
6楼

   异步电动机加额定电压直接启动时,启动电流很大,转矩同样大(同降压后相比)
电机启动时,由于转子绕组是净止的,相对于定子旋转磁场切割磁力线的速度就高,转子绕组产生的电压就高,转子电流也就大,转矩大,定子电流大。
降压启动时,定子电流降低,磁场降低,转矩降低。

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发表于:2014-07-18 09:18:11
7楼

看是用什么启动方法了

如果是用降压启动的话 启动转矩和电压的平方成反比

也就是说 电压降低 启动转矩将会降的更低

如果是直接启动 启动转矩低的话 那应该就是电机的问题了。

平常心心常平

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发表于:2014-07-24 18:09:05
8楼

刚启动时候,380V电压时加在线圈上的,刚上电的瞬间电机没有转速,功耗全部消耗在线圈上,于是启动电流就是正常运行的20倍。当电机达到额定转速,实际电流也就是额定电流,于是从20倍的启动电流过度到1倍的电流,按时间的取值,单位时间里的平均启动电流就是4-7倍

平常心心常平

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发表于:2014-07-24 18:10:31
9楼

负载转矩比电机额定转矩小,电机可以正常启动,如果负载转矩比电机转矩大出很多,那么电机肯定起不来,会堵转,电流会很大。


电机在额定工况下,带额定负载,基本上所有工况都会达到额定要求。至于电机转速,由于是异步电动机,转速肯定会受负载的影响而变化。例如空载时转差率小,基本可以达到将近同步转速,满载时转速定会下降。

taobin

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发表于:2014-07-29 15:42:46
10楼

刚启动时,转差率s最大,转子电动势E也最大,因而启动电流很大。启动转矩不大的原因有两方面:一是因电磁转矩取决于转子绕组电流的有功分量,启动时,s=1,转子漏电抗最大,转子侧功率因数很低(0.3左右),因而,启动时转子绕组电流有功分量很小;二是启动电流大又导致定子绕组的漏阻抗压降增大,若供电电源容量小,还会导致电源输出电压下降,其结果均使每极气隙磁通量下降,进而引起启动转矩的减小。
启动时是提速阶段,电机会尽大的电流来加速,所以电耗大!
启动电流是额定的4-7倍。

37578688

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11楼

   异步电动机起动时由于转子绕组与电枢磁场的相对运动速度最大,起动时笼条切割旋转磁场的速度最大,所以感应电势最大,转子电流也很大就是电动机在启动瞬间的转速为零,反电势尚未建立起来,所以外电压全部加在没有反电势的定子绕组上,其电路电流瞬间就是外电压除以绕组的电阻,所以转子绕组感应电势与电流均最大,但此时转子回路的功率因数却很小,所以起动转矩不大

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12楼

电机启动电流大是因为启动时电机未达到额定转速,转差率高,造成的,只是瞬时的,不可长时间处在启动状态,不然会烧电机的。

另外,直接启动电流大,它对在线输入端降压也大。它在起动时力矩并不小的,相反这时力矩是比正常还要大的。只不过刚起动时阻力大于正常运转时阻力,就比如你踩单车一样,刚起步时你用很大力却很慢,并不是你没力踩,而且是这时阻力大的原因,当你踩运起来就轻松了。电机也一样。

 

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发表于:2014-07-30 10:09:54
13楼

启动电流很大,而转矩不大,说明电机定子转子之间有堵转情况,比如转子轴损坏等情况。


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