关于电动机启动及降压启动器知识介绍分享

2023-01-06 11:01:13 米兰(中国)

关于电动机启动及降压启动器知识介绍分享

Q：何时需要降压启动器？

A：您是否需要降压启动器或是否可以使用全电压型启动器，可通过以下方式确定。电机和被驱动设备能否在电机施加满电压的情况下启动？向电机端子施加全额定电压可提供全额定起动转矩和涌入电流。这给出了两个可能需要解决的领域。这些区域是由全电压启动引起的机械和电气问题。

在某些应用中，全启动扭矩可能会损坏电机或从动设备，并导致许多不同的机械问题。

机械问题：

1.皮带断裂、尖叫或频繁磨损

2.齿轮断裂

3.联轴器损坏

4.电机或传动系轴弯曲或断裂

5.轴承故障

6.安装或基础开裂或螺栓断裂

7.产品破损或溢出

工业中使用的大多数电机都被分类为NEMA设计B。该分类列出了启动或锁定转子扭矩不同的电机。例如，同步转速为1800转/分的电机，其锁定转子扭矩为140%（75马力）至80%（500马力）。需要记住，这些只是最小值，实际锁定转子扭矩可能会大大超过这些值。东芝75马力TEFC四极电机的锁定转子扭矩为254%，大大超过了设计B扭矩列表。这在需要高扭矩的应用中可能是非常有益的，但在具有扭矩限制的其他应用中也是有害的。

电气问题：

1.电机绝缘恶化和绕组故障

2.启动过程中出现断电或低电压情况，导致线圈掉落或其他电气设备问题（即计算机断电故障）

3.启动过程中断路器跳闸或保险丝熔断*

4.具有触点点蚀或燃烧的气磁接触器

随着高效电机的推出，出现了一个新的问题，许多最终用户通常对此一无所知。高效电机的设计因制造商而异。制造技术、马力额定值、同步速度、电源等都对电机的涌入电流起着重要作用。电机的启动电流量是其电抗/电阻比（X/R）的函数。一般来说，设计效率提高的电机会导致X/R比降低，从而产生更高的涌入电流。当使用全电压起动器时，这些较高的电流会导致断路器跳闸（主接触器一闭合就跳闸）。该问题有几种可能的解决方案，NEC正在解决断路器方面的问题。

断路器跳闸的解决方案

1.选择一个能够通过高水平涌入电流的断路器，这可能是困难的、反复试验和昂贵的。

2.不要使用断路器进行短路保护，而是使用可熔断开开关，并选择能够通过启动电流的保险丝，这可能是一个有效的解决方案，但没有单相保护的起动器上的单个保险丝熔断可能会导致额外的问题。

3.使用降压起动器减少涌入电流。由于在从Y形连接到三角形连接的过渡过程中断路器可能跳闸，因此不应选择Y形-三角形开放过渡型起动器。

如果您的应用程序中出现或可能出现上述任何情况，则应使用某种类型的降压启动器。

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Q：您如何选择需要哪种类型的降压起动器或哪种类型最适合应用？

A：最常见的降压起动器类型有部分绕组、星形三角形（开路和闭合过渡）、自动变压器和固态。交流调速驱动器（逆变器），虽然可以被视为一种降压起动器，但由于其成本，这里不讨论。

部分绕组起动器：该起动器不是真正的降压起动器。部分绕组起动器专为具有两组独立绕组的电机设计，起动器在启动期间用全电压激励电机的一半绕组，然后在运行条件下激励另一半绕组。

典型的起动电流为电动机全电压涌入电流的50-65%，起动转矩约为全电压下产生的转矩的50%。

这种起动器是降压起动器中最便宜的，然而，有几个限制限制了它的使用。如上所述，电机必须有两个独立的绕组，这是双电压（230/460V）电机的标准，但这些电机只能在较低电压（230V）下启动部分绕组。一些单电压电机设计可以通过部分绕组法启动，但通常必须构建一个特殊的电机（因此不是普通的配电盘电机）。为部分风力启动配备专用绕线电机将导致终端用户或分销商库存专用电机，增加库存成本，或者在制造新电机或重建现有电机时设备可能会停机。

部分绕组起动器应用的另一个限制是，根据电机设计，标准电机的允许加速时间（仅一半绕组通电）为1至2秒（最多3秒）。

应用-只有具有低启动转矩要求的负载，如低惯性风扇和鼓风机，以及一些压缩机设计，才能使用部分绕组起动器方法启动。这些应用受到一个简单的事实的限制，即负载必须能够在两秒内从零加速到全额定速度，而电机容量只有一半。如果在第二个绕组通电之前，负载不能达到全速，则电机的扭矩和涌入电流将跳至全电压值，从而破坏启动器的功能。基本上，零件卷绕起动器仅用于两件事；它是降压起动器中最便宜的，并且它满足公用事业公司的要求，即“X”马力以上的电动机必须通过降压起动。

星形三角形起动器：该起动器也不是真正的降压起动器，因为电机端子将看到全线电压。然而，在启动期间，电机绕组以Y形配置连接，这意味着单个绕组被设计为其两端具有线电压（即460V），但每个绕组两端的电压是线电压除以三的平方根（即265V）或58%。这会降低绕组上的电压，电机仅从线路中汲取33%的电流。由于每个绕组上的电压为58%，扭矩为电压的平方，因此电机输出扭矩为33%。

应用-星形三角形起动器与三角形绕线鼠笼式电动机一起使用，该电动机的所有引线（6或12）都引出，以便于星形连接。这种起动方法特别适用于涉及长加速时间或频繁起动的应用。星形三角形起动器通常用于高惯性负载，尽管它们适用于需要低启动电流且允许低启动转矩的情况。

降压自动变压器电动机起动器：降压自动变压器起动器在启动期间使用三相（线圈）自动变压器上的抽头向电动机端子提供降压。自动变压器电压抽头允许调节电流和扭矩要求的范围。标准抽头为全线路电压的50%、65%和80%。因此，起动扭矩分别为25%、42%和64%。当电机的电流分别为50%、65%和80%时，线路电流将为全电压额定值的25%、42%和64%。

应用自动变压器起动器可与任何标准感应式电机一起使用。电机连接与全电压启动相同。自动变压器起动器专为标准鼠笼式电动机的降压启动而设计，每安培线路电流可提供最高的启动转矩，是必须以最小的启动转矩来降低浪涌电流的应用中电动机启动的有效手段。

在需要扭矩但必须减少电流的情况下，使用自动变压器型起动器。应用包括输送机、破碎机、挤出机、混合器、风扇、压缩机和切片机。这些起动器是闭合过渡，

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