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绕线式异步电动机的起动方式

  绕线转子异步电动机转子串入合适的三相对称电阻。既能提高起动转矩,又能减小起动电流。如要求起动转矩等于最大转矩,则Sm=1。为缩短起动时间,增大整个起动过程的加速转矩,使起动过程平滑些,把串接的起动电阻逐步切除。

  优点:减少启动电流,启动转矩保持较大范围,需重载启动的设备如桥式起重机、卷扬机等。

  频敏变阻器是一种有独特结构的新型无触点元件。其外部结构与三相电抗器想似,即有三个铁芯柱和三个绕组组成,三个绕组接成星形,并通过滑环和电刷与绕线式电动机三相转子绕组相接。

  当绕线式电动机刚开始启动时,电动机转速很低,故转子频率f2很大(接近f1),铁心中的损耗很大,即等值电阻Rm很大,故限制了启动电流,增大了启动转矩。随着n的增加,转子电流频率下降(f2=sf1),Rm减小,使启动电流及转矩保持一定数值。频敏变阻器实际上利用转子频率f2的平滑变化达到使转子回路总电阻平滑减小的目的。启动结束后,转子绕组短接,把频敏变阻器从电路中切除。由于频敏变阻器的等值电阻Rm和电抗Xm随转子电流频率而变,反应灵敏,故叫频敏变阻器。

  缺点:电感存在,cos较低,启动转矩并不很大,适于绕线式电动机轻载启动。

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  对于既要求限制起动电流又要求有足够大起动转矩的情问一般三相笼型异步电动机往往不能满足要求。而绕线式异步电动机是解决这个问题的好办法,绕线转子一般均Y形连接,三相绕组通过滑环与外电路连接。起动时,若转子绕组直接短路,则与鼠笼型异步电动机一样,起动电流很大,而起动转矩不大,这就是绕线式电机的独特之处。

  采用转子回路串入分级起动电阻的方法,可以降低起动电流,增加起动转矩,甚至可以做到在s=1起动时,启动转矩Tst=Tmax,并且R2在外部,转子温升大大降低;正常运行时,转子可通过电刷直接短路。绕线式电机设计成转子电阻R2小,电机运行时s小,效率高,除了起动性能好,还可用于调速,主要缺点是造价高,工艺复杂。

  图QD.4表示绕线式异步电动机转子串入分级起动电阻的起动过程,在整个起动过程中,逐段切除电阻,但要保持一定的加速转矩,以缩短起动时间,一般取最大加速转矩T1=(0.7~0.85)Tmax,切换转矩T2=(1.1~1.2)TN。最终切除全部电阻,电机在A点稳定运行。

  异步电动机转子串入分级起动电阻的起动方法适用于起动要求高,电动机在重载情况下的场合。

  绕线式电动机转子串入分级切换电阻起动,需切换开关等设备,投资大,维修不便。近年来发展了用频敏变阻器来代替铸铁分级电阻,可根据转子频率f2=sf1变化自动改变阻抗,可以得到近似于恒起动转矩的平滑的机械特性。结构简单,运行可靠,维护方便,应用广泛。

  频敏变阻器是由厚钢板制成的涡流损耗很大的三相电抗器,铁耗等值电阻Rm值也很大,并且与频率的平方成正比,在起动过程中,能自动、无级的减小电阻保持转矩近似不变,使起动过程平稳、迅速。起动初,f1=50Hz值最大,串入转子绕组回路后既可限制起动电流,同时又改善转子功率因数cos2,使得电机有较大的起动转矩。起动后,随转子转速增高,转子频率f2逐渐降低,频敏变阻器铁心损耗及反映它的等值电阻Rm也减小,相当于逐级切除电阻,使得电机在起动过程中始终保持较大的电磁转矩Tem。起动完成后,f2很低,Rm0,频敏变阻器几乎不起作用,起到自动切除转子电阻的作用。

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