异步电动机分级变频软起动的研究 (适合电气B方向)文献综述

 2021-09-25 20:31:41

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一.研究意义及背景

电动机作为重要的动力装置,已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位,但由于本身结构原因,例如,换向器的机械强度不高,电刷易于磨损等,远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。而交流电动机,特别是三相鼠笼式异步电动机,由于其结构简单、制造方便、价格低廉,而且坚固耐用,惯量小,运行可靠等优势,在工业生产中得到了极广泛的应用,也正在发挥着越来越重要的作用。

交流异步电动机因为结构简单、体积小、重量轻、价格便宜、维护方便等特点,在生产和生活中得到了广泛地应用,成为当今传动工程中最常用的动力来源。但是由于其起动特性,如果这些电动机连接电源系统直接起动,将会产生过大的起动电流,该电流通常达到电动机额定电流的5~8倍,甚至更高。过大的起动电流会造成电动机发热而加速绝缘老化,大大降低电动机的使用寿命,若电动机在操作工艺和绝缘处理上不够完善,在长期使用过程中电动机绕组易发生短路以至于烧毁电动机。在许多场合,这种过大的起动电流会直接影响接在该电网上电气设备的运行。全压起动的电动机容量愈大,且供电变压器容量愈小时,这种影响愈显著。因此对交流电动机拖动的控制及保护是达到节约能源、简化控制、优化国家资源的重要手段。因此如何降低起动电流,增大起动转矩,一直都是国内外电机行业专家探讨的重要课题。

二.异步电动机

感应电动机,又称异步电动机,即转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下,获得一个转动力矩,因而转子转动。转子是可转动的导体,通常多呈鼠笼状。定子是电动机中不转动的部分,主要任务是产生一个旋转磁场。旋转磁场并不是用机械方法来实现。而是以交流电通于数对电磁铁中,使其磁极性质循环改变,故相当于一个旋转的磁场。这种电动机并不像直流电动机有电刷或集电环,依据所用交流电的种类有单相电动机和三相电动机,单相电动机用在如洗衣机,电风扇等;三相电动机则作为工厂的动力设备。

三相感应电动机电气制动方式有:能耗制动、反接制动、再生制动三种。通过定子产生的旋转磁场(其转速为同步转速n1)与转子绕组的相对运动,转子绕组切割磁感线产生感应电动势,从而使转子绕组中产生感应电流。转子绕组中的感应电流与磁场作用,产生电磁转矩,使转子旋转。由于当转子转速逐渐接近同步转速时,感应电流逐渐减小,所产生的电磁转矩也相应减小,当异步电动机工作在电动机状态时,转子转速小于同步转速。为了描述转子转速n与同步转速n1之间的差别,引入转差率(slip)。

三.软启动

电压由零慢慢提升到额定电压,这样电机在启动过程中的启动电流,就由过去过载冲击电流不可控制变成为可控制。并且可根据需要调节启动电流的大小。电机启动的全过程都不存在冲击转矩,而是平滑的启动运行。这就是软启动。

软起动一般有下面几种起动方式:

(1)斜坡升压软起动。

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