三相異步的起動方法主要有直接起動、傳統(tǒng)減壓啟動和軟啟動三種啟動方式。
直接起動,也叫全壓起動。減壓起動是在起動時先降低定子繞組上的電壓,待起動后,再把電壓恢復(fù)到額定。
包括(1)定子串接電阻或電抗起動(2)星-三角形(丫-△)起動(3)自耦變壓器起動。軟起動可分為有級和無級兩類,前者的調(diào)節(jié)是分檔的,后者的調(diào)節(jié)是連續(xù)的。
1、直接啟動
即啟動時加在電動機定子繞組上的電壓為額定電壓。三相直接啟動的條件(滿足一條即可)
1、容量在7、5KW以下的電動機均可采用。
2、電動機在啟動瞬間造成的電網(wǎng)電壓降不大于電壓正常值的10%,對于不常啟動的電動機可放寬到15%。
3、可用經(jīng)驗公式粗估電動機是否可直接啟動
優(yōu)點:所需啟動設(shè)備簡單,啟動時間短,啟動方式簡 單、可靠,所需成本低。
缺點:對電動機及電網(wǎng)有一定沖擊
2、降壓啟動
在電動機啟動時降低定子繞組上的電壓,啟動結(jié)束時加額定電壓的啟動方式。降壓啟動能起到降低電動機啟動電流目的,但由于轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比,因此降壓啟動時電動機的轉(zhuǎn)矩減小較多,故只適用于空載或輕載啟動。
A、自耦變壓器(亦稱補償器)降壓啟動
?。?)接線:自耦變壓器的高壓邊投入電網(wǎng),低壓邊接至電動機,有幾個不同電壓比的分接頭供選擇。
?。?)特點:設(shè)自耦變壓器的變比為K,原邊電壓為U1,副邊電壓U2= U1/K,副邊電流I2(即通過電動機定子繞組的線電流)也按正比減小,又因為I1= I2/K,則電源供給電動機的啟動電流為直接啟動時1/K2倍。因電壓降低了1/K倍,轉(zhuǎn)矩降為1/K2倍。
自耦變壓器副邊有2~3組抽頭,如二次電壓分別為原邊電壓的80 %、60%、40%。
優(yōu)點:可按允許的啟動電流和所需的啟動轉(zhuǎn)矩來選擇自耦變壓器的不同抽頭實現(xiàn)降壓啟動,定子繞組采用Y或Δ。
缺點:設(shè)備體積大,投資較貴。
三相異步兩相運行是引起電動機損壞的常見原因。為什么電動機安裝了熔斷器保護(hù)、磁力啟動器附加的保護(hù)、過流保護(hù),都不能很好地對電動機兩相運行起有效保護(hù)作用呢?
1)首先,根據(jù)電機學(xué)原理,其如接至兩相,其定子繞組不可能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,旋轉(zhuǎn)力矩為零,電動機只震動而不轉(zhuǎn)動。電動機在進(jìn)入兩相電源起動時,實際上處于短路狀態(tài),其短路電流為三相啟動時啟動電流的0.866倍,而一般啟動電流為額定電流的4~7倍,故電動機在進(jìn)入兩相電源起動時,相當(dāng)于兩相短路時的電流為額定電流的3.464~6.062倍,所以上述電流,即比啟動電流小,比電動機額定電流大得多。電動機兩相啟動時,電動機不運轉(zhuǎn),運行人員會立即發(fā)現(xiàn),而且熔斷器也會熔斷,因為熔斷器的熔斷電流一般按下面兩種原則選定:對于啟動次數(shù)少及啟動時間較短的電動機,按IH=IZ/2.5選定;對于反復(fù)起動及加速慢的電動機,按IH=IZ/(1.6~2)選定。上述兩式中,IH是熔斷器的額定電流;IZ為電動機三相啟動電流。對于運轉(zhuǎn)中的電動機,突然斷掉一相電源后,在機械慣性作用下,在某些特定條件下尚可滯速旋轉(zhuǎn)。由于電動機過電流倍數(shù)與電動機實際負(fù)荷和電動機本身最大力矩倍數(shù)K有關(guān)。當(dāng)最大力矩倍數(shù)大于2時,電動機將維持兩相運行,但轉(zhuǎn)速大大降低,K愈大電動機兩相運行時的過負(fù)荷倍數(shù)愈大。當(dāng)最大力矩倍數(shù)K等于2時,電動機帶額定負(fù)荷并發(fā)生兩相運行情況下,電動機的過電流大約為額定電流的3.5倍,此時電動機如果按規(guī)定選用的熔斷器作保護(hù),熔斷器可以熔斷,并起保護(hù)作用。
2)當(dāng)電動機只帶50%的額定負(fù)荷時,兩相運行電流大致與額定電流相等。而當(dāng)電動機負(fù)荷在50%額定負(fù)荷以上,又在額定負(fù)荷以下兩相運行時,熔斷器就不能可靠地起到保護(hù)作用了。正常電動機的啟動電流為電動機額定電流的4~7倍,由此可以看出熔斷器不可能可靠的保護(hù)電動機兩相運行。
3)第三種情況是電動機最大力矩倍數(shù)K小于2時,電動機將減速停車,直至熔斷熔絲。除了熔斷器保護(hù),在三相低壓電動機保護(hù)中,還采用熱繼電器,作電動機過負(fù)荷保護(hù)。其動作電流一般選用1.1倍額定電流,考慮備用裕度,以防止電動機的電壓變動及環(huán)境溫度變化而誤切電動機,一般是按1.2~1.3倍額定電流選擇熱元件,依靠熱力保護(hù)熱慣性產(chǎn)生的延時,躲開起動電流。所以由熱元件構(gòu)成的過負(fù)荷保護(hù),也不可能可靠保護(hù)電動機兩相運行。同樣對于斷路器過流保護(hù),一般按躲開電動機啟動電流整定,顯而易見,按這樣整定值也不能正確的保護(hù)電動機兩相運行。
關(guān)于電動機兩相運行的保護(hù)問題:
近年來各地提出很多方案,基本上可以歸納為兩大類:一類是安裝電動機一相熔斷的信號指示,另一類是利用晶體管構(gòu)成的負(fù)序保護(hù)。采用這些方法,也有一定效果,但仍不夠完善,因此推廣應(yīng)用還不普遍。為此可以采用雙組熔斷器,構(gòu)成比較簡單而又可靠的電動機兩相保護(hù)。方法是用6個熔斷器,每兩個并聯(lián)構(gòu)成三相熔斷器保護(hù),每相中的兩個熔斷器,一個按電動機1.2~1.3倍額定電流整定,另一個按前述熔斷器額定電流公式選定。電動機起動時合上后三個熔斷器,使電動機正常啟動,啟動結(jié)束后,再合上前三個熔斷器,再拉開后一個熔斷器,使電動機正常運行。
最后應(yīng)當(dāng)指出,大量實踐證明,要防止電動機兩相運行,只有加強監(jiān)視,總結(jié)經(jīng)驗,注意發(fā)現(xiàn)缺相運行的異?,F(xiàn)象,及時切除兩相運行的電動機,確保電動機的安全可靠運行。
1、保持清潔。
對電動機外殼、風(fēng)扇罩處的灰塵、油污及其他雜物等要經(jīng)常進(jìn)行清除,以保證良好的通風(fēng)散熱和避免對電動機部件的腐蝕。對繞線轉(zhuǎn)子電動機,還應(yīng)及時清除電刷磨下的炭粉,以免貼附在繞組上造成局部短路。
2、檢查安裝部位。
對電動機與基礎(chǔ)架構(gòu)以及配套設(shè)備之間的安裝聯(lián)結(jié)部位,應(yīng)經(jīng)常檢查,發(fā)現(xiàn)有松動的及時修復(fù);有斷裂時,應(yīng)停機處理。
3、檢查電動機各處緊固螺釘和帶輪頂絲。
在停機時,檢查和緊固電動機上各處的安裝螺釘以及帶輪頂絲。
4、定期更換軸承潤滑脂。
對非全封閉式軸承,應(yīng)根據(jù)電動機的使用情況,兩年左右更換一次軸承潤滑脂。有注排油裝置的電動機,可通過這些裝置換油脂。
5、清理電動機內(nèi)部和加強絕緣。
對使用環(huán)境中有較多灰塵的電動機,特別是防護(hù)等級較低的電動機(如IP23),應(yīng)視情況在大修時和年度保養(yǎng)時,打開端蓋,清除繞組端部的灰塵和油污。還可在端部刷一層防潮絕緣漆以加強絕緣和防潮。