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中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 本科畢業(yè)論文外文資料翻譯 系 別： 工程技術(shù)系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 年 月 日 外文翻譯 he of a of of as of or to In be to be or of a a to at 1. of or is to a of of of of of In to be in on is RT by to is to is a is If of in t s by is of In of of of of of 2. of is is is a to of to of to to of to so is to of of If is to of at on of of of a in of in of of be 00% of if by is so in a In to to of a of 0 it is to be of to As a to a 0 of by of of be to be to of by of be in be a is of is by no of is to to of in to of is If of to in at of of up 0% of If it a 3, of is of to of In of is to of of or no up of at of In be a or in a as in of of of of in 80%, 65% 0% is 0% 5%. to in be or of is be to in be to t to by of be to is as as of of be to of of to a of A of is at 0% of as of In be to is in or in a to is of to is in 75% 00% of to to a is to on In of of is in in up to of to be in 0% to It be If be a an is in 00 V .3 kV 4, on of to of of of is it at is to to of as as of to of a of at is is in a in of up to In of 50% to of is in a of be to In up a of to to to is to be in on of on of or to in be in a No of in It is in be to If of or is to a or in of In on of In up at be 0%. up a At a be a of up In to 5,A of of in of is of is as is of of be in a to 0% 0%. of is in So be to in 6, [1] [2] [3] [4] [5] 2001 [6] 2004 [7] 2003 [8] 2003 [9] of 2001 [10] It's to 2008 [11] [12] yu LC [13] [14] 異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的方法和問題 摘 要 ： 大容量的交流異步電動(dòng)機(jī)有多種啟動(dòng)方法?？蛇x擇的如全壓?jiǎn)?dòng)降、壓?jiǎn)?dòng)、自耦變壓器啟動(dòng)、星三角轉(zhuǎn)換啟動(dòng)、軟啟動(dòng)、或者使用可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器都有潛在優(yōu)勢(shì)和選擇。降壓?jiǎn)?dòng)可以減小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ,可以防止損壞負(fù)載。此外 ,功率因數(shù)校正電容器可以用來減小電但選擇的型 號(hào)必須合適 ,否則將會(huì)造成電容器的嚴(yán)重?fù)p壞 。為電動(dòng)機(jī)選擇一個(gè)合適的啟動(dòng)方法 ,需要分析電力系統(tǒng)和啟動(dòng)負(fù)載以確保電機(jī)達(dá)到所需性能且成本最少。本文將探討最常見的幾種啟動(dòng)方法以及它們的應(yīng)用。 關(guān) 鍵 詞 :電機(jī)啟動(dòng) ,降壓?jiǎn)?dòng)，自耦變壓器，星三角，功率因數(shù)校正 。 組等類型。降壓?jiǎn)?dòng)包括固態(tài)啟動(dòng)器、變頻啟動(dòng)和自耦變壓器啟動(dòng)。這些連同全壓或者直接啟動(dòng) ,當(dāng)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合被確定后可以給購(gòu)買者大量類型的變化。每種方法都有它自己的好處 ,以及貿(mào)易業(yè) 績(jī)。合理的選擇包括對(duì)電力系統(tǒng)透徹的研究負(fù) 載的加速以及設(shè)備的全部成本。 為了使負(fù)載能夠很好的加速 ,電動(dòng)機(jī)必須產(chǎn)生比負(fù)載需求更大的轉(zhuǎn)矩。一般來 說 ,在機(jī)械特性曲線上集中有三點(diǎn)。第一點(diǎn)是堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 電機(jī)由靜止到旋轉(zhuǎn)的最小轉(zhuǎn)矩。第二點(diǎn)是最小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ,使電機(jī)由靜止加速到出現(xiàn)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩是的最小轉(zhuǎn)矩。最后一點(diǎn)是臨街轉(zhuǎn)矩 ,就是電機(jī)能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩。如果任何一段虛線在負(fù)載曲線以下 ,則電機(jī)就不能啟動(dòng)。電機(jī)的加速時(shí)間是由負(fù)載的慣性以及電機(jī)的機(jī)械特性曲線和負(fù)載的特性曲線之間的差額決定的?？偟膩碚f，電機(jī)的加速時(shí)間越長(zhǎng)：則電機(jī) 轉(zhuǎn)子銅條、端環(huán)、定子繞組產(chǎn)生的熱量也就越多。這些熱量會(huì)給這些部件帶來額外的壓力甚至還會(huì)影響到電機(jī)的使用壽命。 全壓文啟動(dòng)的方法也叫直接啟動(dòng) ,是最早被使用的方法 ,且設(shè)備成本最低工作最可靠。這種方法利用一個(gè)控制器閉合電流接觸器給電動(dòng)機(jī)輸入全壓。此方法允許電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩使加速時(shí)間最短。 由于用此方法啟動(dòng)電機(jī)會(huì)使啟動(dòng)電流達(dá)到電機(jī)額定電流的六到七倍 ,因此方法然啟動(dòng)不僅會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電壓瞬間下降 ,而且會(huì)使給電機(jī)供電的整個(gè)母 線端電壓下降。電壓下降會(huì)使此電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和工作在同一母線上的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩下降。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩大約和輸入電壓的平方成比例變化。因此 ,由于電壓的大幅下降 工作在此供電系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)可能停車。另外許多控制系統(tǒng)監(jiān)控器工作在低電壓 接啟動(dòng)的另一個(gè)問題驅(qū)動(dòng)設(shè)備突然被加載。由于瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩可以超過轉(zhuǎn)子制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的600%，這個(gè)沖擊負(fù)荷會(huì)增加設(shè)備的磨損，如果負(fù)載不能承受由電機(jī)啟動(dòng)產(chǎn)生力矩甚至?xí)斐蔀?zāi)難性故障。 容器和啟動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)通 常很低 ,因此在開始有很大的感性無(wú)功。 在啟動(dòng)時(shí)通過給電機(jī)增加電容器可以降低對(duì)系統(tǒng)的這種影響。 電機(jī)需要大量的無(wú)功電流滯后于輸入電壓 90 度。這個(gè)無(wú)功功率不產(chǎn)生任何出，但是這是電機(jī)運(yùn)行所必需的。輸入電壓產(chǎn)生無(wú)功功率和這個(gè)無(wú)功功率組成的可用無(wú)功功率功率表測(cè)量。電容器擔(dān)任提供一個(gè)超前 90 度的電流。由電容器產(chǎn)生的超前電流取消了電機(jī)需要的滯后電流 ,降低了從供電系統(tǒng)輸入的感性無(wú)功功率。 避免過電壓和電機(jī)損壞 應(yīng)小心謹(jǐn)慎確保電容器被切除當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí) ,否則由于功率損失 ,電動(dòng)機(jī)利用由電容器提供的磁化電流將不會(huì)進(jìn)入發(fā) 電模式 . 這將在下一段和附錄中詳述。 率因數(shù)校正 電容器也可永久留下提高滿載功率因數(shù) ,當(dāng)使用這種方式時(shí)被稱為功率因數(shù)校正電容器。該電容器的容量不能大于電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流 ,除非當(dāng)功率降低時(shí)他們可以和電機(jī)分離。 附加的電容器將會(huì)改變電機(jī)的開環(huán)時(shí)間常數(shù) ,時(shí)間常數(shù)表示電機(jī)斷電后電壓衰減到原來的 需要的時(shí)間，沒有電容的典型值是兩到三秒。 由于電容器和電動(dòng)機(jī)的前端相連 ,在電機(jī)斷開電源之后電容可以繼續(xù)提供勵(lì)磁電流。這表明該系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)較大。如果電機(jī)驅(qū)動(dòng)高慣性負(fù)載 ,電動(dòng)機(jī)會(huì)利用電容提供的勵(lì)磁電流 和負(fù)載的帶動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)。這可能導(dǎo)致電機(jī)端部的電壓上升到額定電壓的 50%。如果在電壓劇烈衰減之前再次通電會(huì)產(chǎn)生很大的開關(guān)電流和轉(zhuǎn)矩，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。 3、降電壓 每一種降壓方法都是通過控制電動(dòng)機(jī)的輸入電壓來減小電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流對(duì)供電系統(tǒng)的沖擊。在考慮具體的降壓?jiǎn)?dòng)方法時(shí) ,了解負(fù)載特性是非常重要的。當(dāng)電機(jī)制造商要確定他們的設(shè)計(jì)時(shí)必須知道電機(jī)的機(jī)械特性和被驅(qū)動(dòng)設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 可以通過初始狀態(tài)或脫離轉(zhuǎn)矩 ,以及不少于四個(gè)速度上升的數(shù)據(jù)點(diǎn)和全速時(shí)的轉(zhuǎn)矩構(gòu)成啟動(dòng)狀態(tài)的曲線。在很多情況下可以被假設(shè) 成一個(gè)離心曲線或直角曲線 ,但是在 一些應(yīng)用場(chǎng)合這還是有問題的。例如螺桿式壓縮機(jī)在低速時(shí)比離心式鼓風(fēng)機(jī)類負(fù)載需要更大的轉(zhuǎn)矩。通過詳細(xì)了解負(fù)載的特性，廠商可以確定選擇的啟動(dòng)方法可以產(chǎn)生足夠大的力矩啟動(dòng)負(fù)載。 耦變壓器 電動(dòng)機(jī)連接在變壓器的低壓側(cè)。 80%、 65%和 50%是最常用的接頭。電壓為原來的 50%電流則為全壓轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的 25%。電動(dòng)機(jī)降低電壓?jiǎn)?dòng) ,當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的條件時(shí)就切換成全壓。這個(gè)條件可以是預(yù)先設(shè)定的時(shí)間、電流、母線電壓或者電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種變化既可以采用閉環(huán)方式也可以采用開環(huán)方式。采用 開環(huán)方式在低壓和全壓切換時(shí)線路電壓嚴(yán)重 ,應(yīng)小心使用以確保不會(huì)由于切換產(chǎn)生暫態(tài)問題這個(gè)潛在的問題可以采用閉環(huán)的方法消除。采用閉環(huán)的方式可以給電機(jī)提供連續(xù)的電壓。利用自耦起動(dòng)另一個(gè)好處是盡可能的降低了振動(dòng)和噪音。 因?yàn)殡姍C(jī)的轉(zhuǎn)矩隨輸入電壓的平方變化而變化。應(yīng)非常謹(jǐn)慎 ,以確?？梢詮碾妱?dòng)機(jī)獲得足夠的加速轉(zhuǎn)矩。應(yīng)該用驅(qū)動(dòng)設(shè)備的機(jī)械特性和慣性來驗(yàn)證電動(dòng)機(jī)的設(shè) 計(jì)。一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則是至少有 10%的額定轉(zhuǎn)矩，作為該曲線各點(diǎn)的極限。 此外 ,對(duì)加速時(shí)間應(yīng)進(jìn)行計(jì)算 ,以確保電機(jī)有足夠的熱容量將電機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間加速時(shí)產(chǎn)生的熱量散發(fā)掉 。 態(tài)軟啟動(dòng)器 這些裝置采用可控硅整流器或晶閘管 ,通過控制晶閘管的觸發(fā)角可以控制該裝置產(chǎn)生的電壓 ,并限制啟動(dòng)電流 ,在一個(gè)正弦周期中僅讓部分通過來啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。最常用的軟起動(dòng)器的類型是限流型電流被限制在滿載電流 175%到 500%并編入裝置中。然后讓輸入電機(jī)的電壓斜坡上升一直到限制值 ,并使保持電流不變使電機(jī)加速。利恒定的加速度。關(guān)于啟動(dòng)力矩和其他降壓?jiǎn)?dòng)方法有同樣的問題，另一個(gè)問題是由于晶閘管的觸發(fā)角會(huì)使電機(jī)產(chǎn)生振蕩轉(zhuǎn)矩，依靠驅(qū)動(dòng) 設(shè)備，可能導(dǎo)致系統(tǒng)共振。 三角啟動(dòng) 用這種方法啟動(dòng)的異步電機(jī)結(jié)構(gòu)上每一相的引出端都被放置在電機(jī)的接線盒內(nèi)。這允許電機(jī)在初始啟動(dòng)時(shí)星形連接 ,然后重新接成三角形運(yùn)行。初始啟動(dòng)時(shí)用星形連接時(shí)電壓降為原來的 1/3 2/3。根據(jù)應(yīng)用電機(jī)切換到三角形可在轉(zhuǎn)速為 50% 到最大速度之間。必須指出 ,同樣的問題存在 ,包括先前談到的切換方法 暫態(tài)過渡可能是一個(gè)問題。這種方法經(jīng)常用在低 于 600V 的電機(jī)上額定電壓在 更高的電機(jī)則不適合用星三角啟動(dòng)的方法。 4、結(jié)論 異步 電動(dòng)機(jī)有許多啟動(dòng)方法依據(jù)電力系統(tǒng)的制約、設(shè)備成本、負(fù)載設(shè)備來選擇最好的啟動(dòng)方法。從設(shè)備的角度來看 ,全壓?jiǎn)?dòng)是最早的最便宜的方法但它可能在電機(jī)尺寸以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)所需的負(fù)荷。采用變頻器可以消除以上的兩個(gè)缺點(diǎn)， 但需要額外的增加設(shè)備成本。理解應(yīng)用的局限性，以及驅(qū)動(dòng)設(shè)備的啟動(dòng)力矩和速度要求，可以讓你為你的應(yīng)用確定最佳的整體配置。 頻器 這種器件控制全面靈活，一 定量的電流可以產(chǎn)生最大的轉(zhuǎn)矩，但同時(shí)也是成 本最高的。這種裝置不僅電壓變化 使電機(jī)的工作在一個(gè)恒 壓頻比條件下。這可以使電動(dòng)機(jī)在整個(gè)調(diào)速度范圍內(nèi)產(chǎn)生滿載轉(zhuǎn)矩，最高可達(dá) 10:1。在啟動(dòng)過程中，典型的電流值為額定電流的 150%。這使電動(dòng)機(jī)帶載啟動(dòng)時(shí)對(duì)電源的要求有很大的降低并減小了電機(jī)產(chǎn)生的熱量，所有這些加起來，很大的提高了工作效率。利用變頻器也可以使小電機(jī)在低速范圍內(nèi)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩。但電機(jī)的型號(hào)必須大于要帶動(dòng)的負(fù)載。在電機(jī)加速時(shí)變頻器可以允許一個(gè)很大程度的控制而其他降壓?jiǎn)?dòng)方式去不容易做到。 變頻器相對(duì)于其他方式最大的缺點(diǎn)就是成本高使用成本高，只能在特殊電機(jī)的設(shè)計(jì)上使用?；隍?qū)動(dòng)器的輸出信號(hào)，濾波：還是不濾波，都需要額外的裝置。 這些結(jié)構(gòu)特征包括絕緣軸承鐵芯接地刷和絕緣連軸中來自共模電壓的潛在鐵芯電流。沒有這些結(jié)構(gòu)特征鐵芯電流通過鐵芯、軸承、機(jī)殼形成回路造成軸承彎曲使軸承過早的損壞。當(dāng)使用電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置在危險(xiǎn)環(huán)境和區(qū)域中時(shí)應(yīng)該考慮這種潛在的危險(xiǎn)。電機(jī)用在變頻器上的額外結(jié)構(gòu)特征需要電機(jī)繞組有一個(gè)更好的絕緣系統(tǒng)。沒有濾波直接從驅(qū)動(dòng)器出來的信號(hào)會(huì)在電機(jī)中產(chǎn)生諧波電壓毛刺威脅電機(jī)繞組的絕緣。值得注意的 是在變頻器上電機(jī)的這些特征可以用來啟動(dòng)和運(yùn)行。如果這些驅(qū)動(dòng)僅用于啟動(dòng)電機(jī)這些特征可能沒有必要可以和電機(jī)制造商協(xié)商申請(qǐng)具體的要求。 電阻器或電抗器起動(dòng) 這種方法是利用一個(gè)串聯(lián)電阻或是電抗器放置在電機(jī)回路中。串電阻啟動(dòng)方式 在小電機(jī)上應(yīng)用更頻繁。 在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電阻器限制涌流并使電機(jī)輸入端的電壓下降。電阻可以選定使 輸入電壓降為原來的 50%。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升產(chǎn)生一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)來對(duì)抗輸入電在預(yù)定的時(shí)間電阻器將被短接快速打開啟動(dòng) 開關(guān)將電阻器和電路分離。 這種方法提供了一個(gè)封閉式過渡并消除