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电机为何要配软起动柜

作者：兆复安点击：次发布时间：2021-09-26

文章摘要：电机采用直接起动，起动电流是电机满载工作电流的7倍，会造成母线上产生过大的线路压降，使连接该电动机的供电和母线系统产生快速、短暂的电压波动，影响到系统中的其他用电设备的正常工作。电压跌落对一些设备的危害：集成芯片测试仪：电压低于85% ，测电机采用直接起动，起动电流是电机满载工作电流的7倍，会造成母线上产生过大的线路压降，使连接该电动机的供电和母线系统产生快速、短暂的电压波动，影响到系统中的其他用电设备的正常工作。

1. 电压跌落对一些设备的危害：
•集成芯片测试仪：电压低于85% ，测试仪停止工作
•PLC：电压低于81% ， PLC停止工作，但对于一些I/O设备,当电压低于90%，持续时间几个周波，就会被切除
•交流调速传动设备：当电压低于90%持续时间几个周波，就会被切除
•电动机：当电压低于额定电压85%，电动机会产生不同程度的过载现象
2. 减少对电机本体结构的冲击
→直接起动，起动电流是电机满载工作电流的7倍，就会在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生比额定工况大49倍的电动力，使电动机各部件受到过大的应力，致使绕组破坏和鼠笼条断裂；
→7倍的起动电流产生大量的焦耳热，造成绕组过热，加速电机绝缘老化；
3. 减少对生产传动机械的冲击
直接起动产生过大的转矩，使被拖动的机械设备产生巨大的应力，会造成：
→管道、阀门的破裂
MHRS型高压电抗软启动柜

→风机的轴承断裂、叶片变形
→皮带传送带撕裂
→齿轮磨损加快甚至破碎
→泵的叶轮变形或损坏，润滑油不能及时到位，轴承干磨
直接起动增加设备的停工台时，影响生产的正常进行，大大增加工作人员的维护工作量，增加维修费用，缩短机械设备的正常使用寿命。
启动力矩T是随着定子电流的大小而感应变化的。所以启动力矩大自然电流要大了。不是所有的电动机都需要软启动器，软启动器只是方式之一。
三相异步电动机启动方法的选择和比较
1、直接启动
直接启动的优点是所需设备少，启动方式简单，成本低。理论上来说，所有的电动机都可以直接启动。经常启动的电动机，需要提供电源的变压器的容量大于电动机容量的5倍以上；不经常启动的电动机，需要提供电源的变压器容量大于电动机容量的3倍以上；这一要求对于小容量的电动机容易实现，所以小容量的电动机绝大部分都是直接启动的，不需要降压启动。对于大容量的电动机来说，一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件，另一方面强大的启动电流冲击电网和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网稳定运行不利，所以大容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。

直接启动可以用胶木开关、铁壳开关、空气开关（断路器）等实现电动机的近距离操作、点动控制，速度控制、正反转控制等，也可以用限位开关、交流接触器、时间继电器等实现电动机的远距离操作、点动控制、速度控制、正反转控制、自动控制等。
2、用自耦变压器降压启动
采用自耦变压器降压启动，电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方成比例降低，相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转。如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的42％，启动转矩为全压启动转矩的42%。
MLSS低压软起动柜

自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制，也可以用交流接触器自动控制，经久耐用，维护成本低，适合所有的空载、轻载启动异步电动机使用，在生产实践中得到广泛应用。缺点是人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱（自偶补偿器箱），自动控制要配置自偶变压器、交流接触器等启动设备和元件。
3、Y－△降压启动
定子绕组为△连接的电动机，启动时接成Y，速度接近额定转速时转为△运行，采用这种方式启动时，每相定子绕组降低到电源电压的58％，启动电流为直接启动时的33％，启动转矩为直接启动时的33％。启动电流小，启动转矩小。
Y－△降压启动的优点是不需要添置启动设备，有启动开关或交流接触器等控制设备就可以实现，缺点是只能用于△连接的电动机，大型异步电机不能重载启动。
4、转子串电阻启动

绕线式三相异步电动机，转子绕组通过滑环与电阻连接。外部串接电阻相当于转子绕组的内阻增加了，减小了转子绕组的感应电流。从某个角度讲，电动机又像是一个变压器，二次电流小，相当于变压器一次绕组的电动机励磁绕组电流就相应减小。根据电动机的特性，转子串接电阻会降低电动机的转速，提高转动力矩，有更好的启动性能。
在这种启动方式中，由于电阻是常数，将启动电阻分为几级，在启动过程中逐级切除，可以获取较平滑的启动过程。
根据上述分析知：要想获得更加平稳的启动特性，必须增加启动级数，这就会使设备复杂化。采用了在转子上串频敏变阻器的启动方法，可以使启动更加平稳。

频敏变阻器启动原理是：电动机定子绕组接通电源电动机开始启动时，由于串接了频敏变阻器，电动机转子转速很低，启动电流很小，故转子频率较高，f2≈f1，频敏变阻器的铁损很大，随着转速的提升，转子电流频率逐渐降低，电感的阻抗随之减小。这就相当于启动过程中电阻的无级切除。当转速上升到接近于稳定值时，频敏电阻器短接，启动过程结束。
转子串电阻或频敏变阻器虽然启动性能好，可以重载启动，由于只适合于价格昂贵、结构复杂的绕线式三相异步电动机，所以只是在启动控制、速度控制要求高的各种升降机、输送机、行车等行业使用。
5、软启动器 MLFR低压变频柜

软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管交流调压器。运用不同的方法，改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程，直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作
软启动器的优点是降低电压启动，启动电流小，适合所有的空载、轻载异步电动机使用。缺点是启动转矩小，不适用于重载启动的大型电机。
6、变频器
　　变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。
比起其他控制装置，变频器的精妙之处，在于频率与电压是成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，近似于恒功率调速方式，避免弱磁和磁饱和现象的产生。
变频器价格虽贵但性能良好，结构复杂但使用简单，是现代控制电动机启动运行最优秀的设备。

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