電機如何才能順利起動?加速轉矩很關鍵!

2020-11-25 騰訊網

起動是電機運行的特性之一,如何能順利起動,是電動機產品非常關鍵的性能指標。起動是電動機產品從靜止到額定轉速狀態的一個過程,這個過程中時間短、發熱少、壓降小,是比較理想的狀態,如何達成這個目標,是電機產品研究過程的一個課題。

起動轉矩的要求

電機起動過程是一個轉速由慢到快,最後再到額定轉速的一個變化過程。起動過程中,在任何一個轉速下都會對應一個電磁轉矩,該轉矩必須大於負載阻力矩是電機能夠起動的必要條件。這裡我們就引進一個加速轉矩概念,即電磁轉矩與負載阻力矩的差,這個差值越大,電機更容易起動,可以避免由於電機處於靜止狀態,或低速爬行狀態導致的發熱甚至燒毀問題。

對於異步電動機,電壓和轉速是轉矩的重要變量,不同的負載特性,對應的關係不同。電機轉矩與所施加的電壓呈相關,如果在電機起動過程中存在較大的電壓降,電機起動轉矩則會面臨更大的挑戰。在電機產品設計時,會涉及電壓的波動情況,大多數產品技術條件中規定電壓下偏差為10%,會對於該偏差範圍內起動轉矩的設計值進行必要的設定。為了兼顧這些不確定因素,會對電機的起動轉矩及最小轉矩設計一定裕度,以滿足負載在相應轉速範圍內可能出現的最大轉矩情況。一般情況下,以起動轉矩相對於額定負載阻力矩的倍數表示,倍數值在1.2-1.3之間。

電機起動過程的發熱問題

對於任何一款電動機,起動過程都是一個關鍵環節,特別是對於普通的工頻籠型電機,額定電壓起動時,起動電流會達到額定電流的5-7倍,隨著轉速的不斷提高,電流會逐漸減小,達到額定轉速時,電流也趨於穩定和正常。

為了有效降低電機的起動電流,不少的場合會選擇降壓起動,但降壓起動時,對應的起動轉矩又會減小,自然也就延長了起動時間。總之,電機起動過程的發熱效應基本相同。

對於電網容量相對飽和的情況下,籠型電機的起動非常困難,因而會選擇輕載起動再加載的方式運行。還有一種情況,是在電機起動過程中採用點動方式,也就是進行反覆關閉和開啟開關的方法,其目的在於調節起動過程電壓,但反覆的啟停對開關觸點無疑是一種損傷。

異步電動機起動過程的累計時間與電機額定轉速和轉動慣量正相關,而與電機起動過程的加速轉矩負相關。因而對於頻繁起動的電機,特別是負載轉動慣量較大的電動機,為了避免起動過熱對於電動機壽命的影響,必須控制電機起動電流、提高起動轉矩、縮短起動時間,可能時限定電機的起動次數。

對於繞線式轉子電機及變頻電機,起動過程相對容易一些,對於這方面的內容我們會另擇篇幅進行。

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