電動機在軟起動時機械特性?電動機無功補償容量計算方法?

2021-02-13 電力講壇

電動機在軟起動時的機械特性

在以前的文章中我們講述了減小電動機定子端電壓可以相應的減小電動機起動時的定子電流,那麼,對於相應的電動機輸出轉矩又如何呢?由電力拖動理論可知,當異步電動機定子與轉子迴路的參數為恆定時,在一定的轉差率下,電動機的電磁轉矩與加在其定子繞組上的電壓U的平方成正比,此時,改變電動機的定子電壓就可以改變其機械特性的函數關係,從而改變電動機在一定轉差率下的輸出轉矩。

調整定子電壓後的電動機機械特性:當改變電動機定子電壓(一般比定子額定電壓小)時,起機械特性曲線將改變,如下圖:

這一曲線簇稱之為電動機定子電壓變化後的機械特性曲線。

如感應電動機在不同電壓下的機械特性曲線,如圖中1/2/3/4和5曲線,負載特性曲線如圖中P1曲線所示,則負載特性曲線與感應電動機機械特性曲線的交點a/bc/e就是電動機在該電壓下的運行點。可以看出,宜選取e點所對應的電壓作為起始電壓,這樣,既保證了足夠的起始轉矩,而且由於起始電壓較小,又有效地限制了起動電流。隨著轉速的提高,轉子等效阻抗不斷變大,端電壓就可以由一個較低的初始電壓逐漸提高,完全可以將定子電流控制在一個較小的範圍內,當電動機轉速接近額定轉速時,電動機已經建立了足夠的反電動勢,此時將電壓提高到額定值也不會出現大的電流。可以看到,通過上述方法,就可以將電動機在較低的電壓下投入電網,使電動機以較小的電流平滑的起動。

顯然,調整電動機電壓後的機械特性其硬度遠較固有特性小,這是端電壓平方與轉矩成正比的緣故。同時,調整電動機電壓後,電動機的初始轉矩也相應地減小了,這是降壓起動裝置固有的特性,晶閘管軟啟動器也不能例外,這一點與變頻器是截然不同的。(摘錄自電動機軟起動器入門與實用案例)

電動機無功補償容量的計算方法

1、空載電流法

QC= 3 (Uc2/Ue2).Ue.I0.K1(kvar)

說明:I0——電動機空載電流   Uc——電容器額定電壓(kv)

Ue——電動機額定電壓 K1——推薦系統0.9

2、目標功率因數法

QC=P.( 1/cosφe2-1  - 1/cosφ2-1 ).K2(kvar)

說明:cosφe——電動機額定功率因數 K2——修正係數Uc2/Ue2

cosφ ——電動機補償後的目標功率因數 P——電動機額定功率 Ue——電動機額定電壓

推薦cosφ在0.95~0.98範圍內選取。

3、驗算:用初步計算補償電容量Qc計算出電容器額定電流Ic,該電流一定要小於電動機的空載電流I0,一般取Ic ≤0.9I0,如果Ic>0.9I0則要修正Qc,以防止電機產生過高的自激磁電壓。

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