高压电机的软启动有哪些？
2.启动电流过大和启动转矩过小造成的危害
普通异步电动机的起动电流达到额定电流的5-7倍，而起动转矩仅为额定转矩的0.4-1.6倍。在电网条件(电动机启动时电网电压降小于10%)和工艺条件(满足启动转矩)允许的情况下，可以直接启动。但是启动电流太大，启动转矩太小，启动时间太长，对电机和电网都造成了很大的危害。
当电机的启动电流达到额定电流的6-7倍时，线圈的发热量是电机正常运行时的36-49倍，产生的电磁力也是36-49倍。过高的温度、过快的加热速度、过大的温度梯度和电磁力产生了巨大的破坏力，缩短了定子线圈和转子铜排的使用寿命(特别是转子经常利用集肤效应降低起动电流，起动时转子铜排表面温度达到350℃以上)。如柳钢公司29m2烧结厂主风机电机为两台1000KW鼠笼式电机，直接全压启动，从1997开始一年内电机烧坏6次。从1998开始采用降压启动，到2002年，已经运行了4年，没有发生一起电机烧毁事故。正因如此，相关统计表明，电动机的直接启动时间不到电动机运行时间的0.1%，但故障率却占电动机总故障率的30%以上。
电机的供电装置一般根据电机的额定电流来选择。过大的启动电流往往会导致供电装置的触点发热，触点周围的绝缘老化，这也是供电装置损坏的一个主要原因。比如南阳炼油厂丙烷装置，供电变压器容量为800kvA，最大电机容量仅为130kw，完全满足电机直接启动的条件。但2001年启动电流过大造成低压开关柜三次短路，生产装置三次停工检修，给工厂造成了重大经济损失。
由于上述原因，在电网和工艺条件满足的情况下，大容量电机往往会采取降低启动电流的措施来提高供电的可靠性，降低电机的故障率。但是，起动装置价格高(尤其是中高压电机、软启动器+起动开关柜等的价格。是65438+电机价格的0.5倍以上)和复杂的结构不仅增加了用户的成本而且降低了电驱动系统的可靠性。同时，电机的起动转矩与起动电流的平方成正比。当采用降低定子电压的启动方式时，如果启动电流从6Ie降低到3Ie，电机的启动转矩将降低4倍，电机的启动时间将增加5倍以上。为此，要求启动转矩比较大，启动时间比较短的电机，只能用绕线式电机代替鼠笼式电机。
绕线式电动机因其碳刷、滑环和起动控制系统，不能用于对牵引系统可靠性和免维护要求高的场合。比如油田广泛使用的抽油机，需要较大的启动力矩电机，但由于都是在现场安装，数量较多(年产654.38+0.8万吨原油的河南油田，抽油机电机数量超过2000台，大庆油田超过5万台)。为了提高电机驱动的可靠性，不得不采用鼠笼式电机。同时，为了增加启动扭矩，必须增加电机容量。使得抽油机电机的平均负载率小于电机额定功率的30%。它不仅增加了电驱动系统的成本，而且降低了电机的固有效率，浪费了大量的能源。
为了说明无刷自控电机的优点，a 1400KW，ne =1488r/min，6KV，Ie =154。a，Ist/Ie=6.38，MMAX/ME = 2.3；鼠笼式电机带动一台主风机和一台1400KW绕线式电机带动同一个负载，两者都配有水电阻软启动器(水电阻启动器价格仅为可控硅和磁饱和电抗器软启动器的1/2)。作为例子，说明了设计方法、起动性能和拖动系统成本。
3.鼠笼式电机及其驱动系统
拖动系统的组成如图2所示，一般由运行高压开关柜DL1、启动高压开关柜DL2、隔离开关K柜、水电阻R及其控制装置组成。其中，水电阻R及其控制装置是通过将两个电极插入一种导电液体如盐水中而形成的。其电阻的大小与电极之间的距离成正比。通过调节电极板之间的距离，可以调节这个电阻的大小，达到调节定子电流的目的。通过将这种可变电阻器与电动机的定子电路串联，电动机可以平稳地启动。
电机定子线圈串联三相对称电阻后:
风机进气阀全关后启动电机，假设电机启动时的加速转矩为电机额定转矩的10%，则表(标称值)为1:
滑移率1 . 000 . 900 . 800 . 700 . 600 0 . 500 . 400 . 300 . 200 0 . 100 . 050 . 02平均值。
速度0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 0.98
全电压扭矩1.17 1.21.25 1.30 1.35 1.40 1.42 1.53 1.77。
满电压时的电流为6.38 6.30 6.21 6.10 5.96 5.80 5.61 5.38 5.09 4.53 2.57 1.70 5.14。
风扇空载扭矩0.11.09 0.08 0.08 0.10 0.12 0.15 0.18 0.23 0.26 0.31.15
软启动电流2.70 2.49 2.35 2.28 2.19 2.17 2.16 2.04 1.70 1.19 0.96 2.03。
电机电压0.42 0.40 0.38 0.37 0.37 0.38 0.39 0.40 0.38 0.46 0.56 0.41。
电阻器两端的电压降为0.89 0.89 0.88 0.88 0.88 0.87 0.86 0.85 0.82 0.75 0.64 0.44 0.80。
电机输出扭矩0.21.19 0.18 0.18 0.20 0.21.25 0.28 0.33 0.36 0.40 0.25。
水阻动力2.40 2.20 2.08 2.00 1.92 1.89 1.87 1.83 1.68 1.28 0.77 0。
在这种状态下，电机启动时间为69秒，平均耗电2300kw，耗电约44kwh(可使475kg水从20℃上升到100℃)。电机启动后，操作人员(或时间继电器)应先合上运行高压开关DL1，再合上启动开关DL2和K，然后再打开风机负荷阀，否则会威胁电机和启动装置的安全运行。
驱动系统电机价格约654.38+0.7万元，起动柜、隔离开关柜约654.38+0.2万元，三相变阻器约需654.38+0.2万元。增加三根电缆，每根30米，加上6个电缆头，大概需要4.5万元。如果排除基建【变阻器+启动和隔离开关柜】的费用约为:(1.7+1.2)×1.2×2.8m 3】总收费仍高达45.5万元(。
4.绕线式电机及其驱动系统
绕线电机驱动系统如图3所示:电机启动时，转子回路中串联一个电阻R，启动后，串联的转子电阻短路。绕线式电机水电阻变化的原理与鼠笼式电机相同，不同的是水电阻串联在电机的转子电路中，降低了电机的起动电流，增加了电机的起动转矩。绕线式电机的转子串联三相对称电阻后，上述公式与鼠笼式电机最大的区别在于鼠笼式电机的起动电阻只是增大了起动转矩的分母，即减小了电机的起动电流和电机的起动转矩；而且电机在启动过程中是感性负载，电源电压全部加在启动电阻上，增加了启动电阻的功耗。绕线电机正好克服了上述缺点。Rst”》(x 1+x2 0+X2)时，电机的转矩与Rst/S成反比，电流与Rst/S成反比；转子的输出电压与转差率s成正比，根据这个关系，在风机的起动阻力矩和电机的额定转矩的基础上，以额定转矩的100%的加速起动电机，就可以做出功率损耗对电机转速、转矩、电流、电阻的表2。
滑移率1 . 000 . 900 . 800 . 700 . 600 0 . 500 . 400 . 300 . 200 0 . 100 . 050 . 02平均值。
速度0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 0.98
电机电流1.11.09 1.08 1.08 1.08 10 1.1.12 65438+。
电阻器两端的电压降1 . 000 . 900 . 800 . 700 0 . 600 0 . 500 . 400 . 300 . 200 0 . 100 . 050 . 020 . 46
电机输出扭矩1.11.09 1.08 1.08 1.08 1.10 1.12 65438+。438+08 1.23 1.26 1.31 1.15
水阻功率1.11.98 0.86 0.76 0.65 0.55 0.45 0.34 0.24 0.120.060 . 030.56438+0。
从表2中可以清楚地看出，当绕线式电机的起动电流与鼠笼式电机相比减少了近65，438+0/2倍时，起动转矩增加了4倍以上，起动时间减少到65，438+0/65，438+00倍(6.9秒)，起动电阻上的功耗减少了约33倍(65，438+0.3Kw)
拖动系统:绕线电机约需23万元，三相变阻器+短路开关柜约需654.38+万元；需要增加三根3×240mm2的低压电缆作为转子电流引出线，每根长度为30m，6个电缆头，大约需要2.5万元，不算基建费用，总费用达到35.5万元。
5.无刷自动控制电机及其实现方法
无刷自控电机驱动系统如图4所示。它不需要增加启动控制柜和复杂的控制装置，只需要一个运行开关柜就可以实现电机的软启动。其主要电气性能相当于带水电阻软启动器的绕线式异步电动机。不同的是，与转子串联的起动电阻随着电机转速的升高而自动降低，当电机转速达到额定转速的90%左右时，起动电阻降至零。它保证了起动装置与电机起动过程完全同步，克服了绕线式电机和鼠笼式电机的滑环和碳刷起动装置复杂、成本高带来的危害。
专利申请号:200920092058.8
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