自控電機(jī)起動(dòng)方式探討

本文先從異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置產(chǎn)生的原因和存在的問題出發(fā)，介紹無刷自控電機(jī)軟起動(dòng)器的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，說明無刷自控電機(jī)軟起動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)和代替其它電機(jī)起動(dòng)裝置的必然性.。
關(guān)鍵詞：軟起動(dòng)器 起動(dòng)電流 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 無刷自控電機(jī) 鼠籠電機(jī) 繞線電機(jī)
一、問題的提出
1.1社會(huì)的發(fā)展
??? 隨著生產(chǎn)設(shè)備的大型化，工業(yè)領(lǐng)域的球磨機(jī)、破碎機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、打漿機(jī)等設(shè)備中的電動(dòng)機(jī)容量越來越大。交流電動(dòng)機(jī)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。但是,
1、起動(dòng)電流是額定電流的5-7倍，對(duì)供電設(shè)備、電機(jī)及所拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備的造成極大的損害。
??? 2、起動(dòng)時(shí)因過大的起動(dòng)電流產(chǎn)生過大的電壓降，嚴(yán)重威脅著鄰近用電設(shè)備的安全運(yùn)行。
??? 3、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的0.4-1.2倍(電機(jī)容量越大,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍率越小),對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比較大的負(fù)載（如球磨機(jī)、抽油機(jī)等）為了能正常起動(dòng)電機(jī),必須增加電機(jī)容量，造成電機(jī)大馬接小車。
1.2傳統(tǒng)起動(dòng)設(shè)備存在的問題
??? 傳統(tǒng)的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)設(shè)備（Y-△、串電阻、串電抗器、自耦變壓器等），屬有級(jí)降壓起動(dòng)，起動(dòng)控制過程靠時(shí)間繼電器等間接控制。起動(dòng)特性不理想、起動(dòng)過程變換時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊電流、起動(dòng)控制設(shè)備復(fù)雜、成本高。同時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與起動(dòng)電流的平方成正比，當(dāng)電流降低50%時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低75% 繞線式異步電機(jī)串電阻多級(jí)起動(dòng)，能極大地增加電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、減少起動(dòng)電流，但復(fù)雜的起動(dòng)控制裝置，且起動(dòng)過程中需頻繁切換起動(dòng)電阻，造成多次沖擊電流。繞線式異步電機(jī)串頻敏變阻器起動(dòng)，頻敏變阻器仍屬電抗器,起動(dòng)電流仍達(dá)到電機(jī)額定電流的3-4倍，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足額定轉(zhuǎn)矩的1.5倍,電壓稍低時(shí)，起動(dòng)困難。同時(shí)，繞線式異步電機(jī)滑環(huán)、碳刷是造成電機(jī)運(yùn)行維護(hù)工作量大、故障率高的根本原因。
1.3現(xiàn)代的軟起動(dòng)設(shè)備不能滿足用戶的需要
??? 高壓鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)液態(tài)電阻（熱變電阻）、磁控電抗器、固態(tài)（晶閘管）軟起動(dòng)設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)恒電流軟起動(dòng)電機(jī)（因電機(jī)起動(dòng)電流與時(shí)間的關(guān)系是非線性，僅靠時(shí)間根本無法實(shí)現(xiàn)恒電流軟起動(dòng)）。但裝置串聯(lián)在電機(jī)的定子回路，要承受高電壓。這使得起動(dòng)裝置體積較大、價(jià)格高、運(yùn)行維護(hù)工作量大。同時(shí)，它仍受起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與起動(dòng)電流的平方成正比，當(dāng)電流降低50%時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低75%的影響，起動(dòng)電流必須大于電機(jī)額定電流3倍以上，才能起動(dòng)輕載電機(jī)（對(duì)重載電機(jī)如球磨機(jī)，該起動(dòng)方式無效）。繞線式異步電機(jī)液態(tài)電阻軟起動(dòng)設(shè)備，靠伺服電機(jī)改變水電阻極板距離。距離改變的速度需預(yù)先設(shè)置，無法自動(dòng)跟蹤實(shí)際負(fù)載的變化。同時(shí)它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、價(jià)格高，無法克服滑環(huán)、碳刷造成的不良影響。
變頻器起動(dòng)電機(jī)，雖具有良好的靜、動(dòng)態(tài)起動(dòng)特性（能以1.5倍額定電流、額定轉(zhuǎn)矩起動(dòng)電機(jī)），起動(dòng)電流倍數(shù)可以在一定的范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)、實(shí)現(xiàn)了恒電流、恒轉(zhuǎn)矩起動(dòng)電機(jī)的目的。但價(jià)格昂貴（高壓電機(jī)每KW達(dá)到1000元、低壓電機(jī)每KW近500元）、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行維護(hù)難度大，如用它起動(dòng)電機(jī)，目前時(shí)機(jī)顯然不成熟。
二、 無刷自控電機(jī)軟起動(dòng)器工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2．1無刷自控電機(jī)軟起動(dòng)器簡(jiǎn)介
??? 無刷自控電機(jī)軟起動(dòng)器是將起動(dòng)電阻直接安裝在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，利用電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力作為動(dòng)力，控制電阻的大小，達(dá)到減少電機(jī)起動(dòng)電流、增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使繞線式異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無刷自控運(yùn)行的裝置。它在交流電動(dòng)機(jī)上安裝使用方法如圖1所示