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電動機的啟動電流計算

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2017/11/29

  當電動機轉速為零時,加上額定電壓而啟動瞬間的線電流稱為啟動電流。異步電動機直接啟動時。其啟動電流很大可達額定電流的4~7倍,是影響異步電動機啟動性能的主要因素。

  啟動電流大,對電動機本身和電網電源都有影響。首先。是使電網電壓瞬間下降。特別在電源容量(電力變壓器容量川、和大功率電動機啟動的情況下,電壓下降更大,不僅使該臺電動機啟動困難,還影響到電源線路上其他電動機的正常運行和啟動困難(因為電動機的電磁轉矩與電壓的平方成正比)。另一方面,過大的啟動電流將使電動機和線路上的電能損耗增加。特別是在頻繁啟動、啟動較慢、或啟動過程較長的情況下,電能損耗更大,發熱嚴重。所以,在啟動時對供電線路電壓降有影響的電動機應限制其啟動電流。

    啟動電流是指電氣設備(感性負載)在剛啟動時的沖擊電流,是電機或感性負載通電的瞬間到運行平穩的短暫的時間內的電流的變化量,這個電流一般是額定電流的4-7倍,國家規定,為了線路的運行安全及其它電氣設備的正常運行,大功率的發動機必須加裝啟動設備,以降低啟動電流。沖擊電流是指輸入電壓按規定時間間隔接通或斷開時,輸入電流達到穩定狀態前所通過的最大瞬間電流。常見的交流電機的啟動方法有直接啟動,串電阻啟動,自藕變壓器啟動,星三角減壓啟動及變頻器啟動的方法來減小對電網的影響.
這里有必要提一個概念——電磁轉矩
    電磁轉矩(T)是由轉子中各個載流導體在旋轉磁場的作用下受到的電磁力對轉子轉軸所形成的轉矩之總和。

電動機的啟動電流計算,轉矩計算公式 

    三相異步電動機電磁轉矩有三種表達式:如圖1 從上面的式子可以知道M∝U12 轉矩與電源電壓的平方成正比,設正常輸入電壓時負載轉矩為M2 ,電壓下降使電磁轉矩M下降很多;由于M2不變,所以M小于M2平衡關系受到破壞,導致電動機轉速的下降,轉差率S上升;它又引起轉子電壓平衡方程式的變化,使轉子電流I2上升。也就是定子電流I1隨之增加(由變壓器關系可以知道);同時I2增加也是電動機軸上送出的轉矩M又回升,直到與M2相等為止。這時電動機轉速又趨于新的穩定值。這就是啟動電流大且啟動同時會造成電壓下降的原因。

三相異步電動機電磁轉矩有三種表達式 
    如果覺得難以理解的話可以這么說:當感應電動機處在停止狀態時,從電磁的角度看,就象變壓器,接到電源去的定子繞組相當于變壓器的一次線圈,成閉路的轉子繞組相當于變壓器被短路的二次線圈;定子繞組和轉子繞組間無電的的聯系,只有磁的聯系,磁通經定子、氣隙、轉子鐵芯成閉路。當合閘瞬間,轉子因慣性還未轉起來,旋轉磁場以最大的切割速度——同步轉速切割轉子繞組,使轉子繞組感應起可能達到的最高的電勢,因而,在轉子導體中流過很大的電流,這個電流產生抵消定子磁場的磁能,就象變壓器二次磁通要抵消一次磁通的作用一樣。而定子方面為了維護與該時電源電壓相適應的原有磁通,遂自動增加電流。因為此時轉子的電流很大,故定子電流也增得很大,甚至高達額定電流的4~7倍,這就是啟動電流大的緣由。啟動后電流為什么小:隨著電動機轉速增高,定子磁場切割轉子導體的速度減小,轉子導體中感應電勢減小,轉子導體中的電流也減小,于是定子電流中用來抵消轉子電流所產生的磁通的影響的那部分電流也減小,所以定子電流就從大到小,直到正常。
    三相鼠籠異步電機的啟動電流一般是4~7倍,但是不是絕對的。不過一般要求電機的起動電流不能超過其額定電流的2~5倍。電機功率超過30kw的電動機不適合頻繁啟動,因為30kw以上電機啟動電流一般為額定電流的6-7倍,頻繁啟動會增加電機溫升,造成燒毀電機的可能。
    一般交流電動機是異步電動機,它的直接啟動電流約是額定電流的4-7倍,電機小,則是7倍,電機大,則是5-4倍。因為交流電動機有阻抗,不像直流電動機只有電阻,所以啟動電流不可能有十幾倍。對于同一臺電機來說,不管重載輕載,它的啟動電流是一樣的。僅僅在用儀表測量時看起來有點不一樣。因為輕載時,電機啟動較快,當儀表指針還未升到最大時,電機已起來了,電流開始下降,因此看上去電流較小。而當重載時,電機啟動慢,儀表基本能跟上電流的變化,看起來電流較大。實際是一樣的。

Tags:電動機的啟動電流計算,電動機,啟動電流  
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