为什么电机启动电流大?启动后电流又小了?

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电机启动时为什么它的启动电流会比较大呢?而启动后正常转起来了电流为什么又小了呢? 这里我们有必要从电机电机启动原理和电机旋转原理的角度来理解: 当感应电动机处在停止状态时,从电磁的角度看,就象变压器,接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈,成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈;定子绕组和转子绕组间无电的的联系,只有磁的联系,磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。当合闸瞬间,转子因惯性还未转起来,旋转磁场以最大的切割速度——同步转速切割转子绕组,使转子绕组感应起可能达到的最高的电势,因而,在转子导体中流过很大的电流,这个电流产生抵消定子磁场的磁能,就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样。

电机启动时为什么它的启动电流会比较大呢?而启动后正常转起来了电流为什么又小了呢?


这里我们有必要从电机电机启动原理和电机旋转原理的角度来理解:


当感应电动机处在停止状态时,从电磁的角度看,就象变压器,接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈,成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈;定子绕组和转子绕组间无电的的联系,只有磁的联系,磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。当合闸瞬间,转子因惯性还未转起来,旋转磁场以最大的切割速度——同步转速切割转子绕组,使转子绕组感应起可能达到的最高的电势,因而,在转子导体中流过很大的电流,这个电流产生抵消定子磁场的磁能,就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样。


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而定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通,遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大,故定子电流也增得很大,甚至高达额定电流的4~7倍,这就是启动电流大的缘由。启动后电流为什么小:随着电动机转速增高,定子磁场切割转子导体的速度减小(公众号:泵管家),转子导体中感应电势减小,转子导体中的电流也减小,于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小,所以定子电流就从大到小,直到正常。


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三相鼠笼异步电机的启动电流一般是4~7倍,但是不是绝对的。不过一般要求电机的起动电流不能超过其额定电流的2~5倍。电机功率超过1kw的电动机不适合频繁启动,因为1kw以上电机启动电流一般为额定电流的6-7倍,频繁启动会增加电机温升,造成烧毁电机的可能。


一般交流电动机是异步电动机,它的直接启动电流约是额定电流的4-7倍,电机小,则是7倍,电机大,则是5-4倍。因为交流电动机有阻抗,不像直流电动机只有电阻,所以启动电流不可能有十几倍。对于同一台电机来说,不管重载轻载,它的启动电流是一样的。仅仅在用仪表测量时看起来有点不一样。因为轻载时,电机启动较快,当仪表指针还未升到最大时,电机已起来了,电流开始下降,因此看上去电流较小。而当重载时,电机启动慢,仪表基本能跟上电流的变化,看起来电流较大。实际是一样的。


减小电动机启动电流的方法有哪些?


直接启动


直接启动就是将电动机的定子绕组直接接入电源,在额定电压下起动,具有起动转矩大、起动时间短的特点,也是最简单、最经济和最可靠的起动方式。全压起动时电流大,而起动转矩不大,操作方便,起动迅速,但是这种启动方式对电网容量和负载要求比较大,主要适用于1W以下的电机启动。


串电阻启动


电机串电阻启动,也就是降压启动的一种方法。在启动过程中,在定子绕组电路中串联电阻,当启动电流通过时,就在电阻上产生电压降,减少了加在定子绕组上面的电压,这样就可以达到减小启动电流目的。


自藕变压器启动


利用自耦变压器的多抽头减压(公众号:泵管家),既能适应不同负载起动的需要,又能得到更大的起动转矩,是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它的最大优点是起动转矩较大,当其绕组抽头在80%处时,起动转矩可达直接起动时的64%,并且可以通过抽头调节起动转矩。


星三角减压启动


对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说,如果在起动时将定子绕组接成星形,待起动完毕后再接成三角形,就可以降低起动电流,减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动,或简称为星三角起动(y-&起动)。采用星三角起动时,起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。在星三角起动时,起动电流才2-2.3倍。这就是说采用星三角起动时,起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载起动的场合。并且同任何别的减压起动器相比较,其结构最简单,价格也最便宜。除此之外,星三角起动方式还有一个优点,即当负载较轻时,可以让电动机在星形接法下运行。此时,额定转矩与负载可以匹配,这样能使电动机的效率有所提高,并因之节约了电力消耗。


变频器启动(软启动)


变频器是现代电动机控制领域技术含量最高,控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置,它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。因为涉及到电力电子技术,微机技术,因此成本高,对维护技术人员的要求也高,因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。


如何准确测量电动机启动电流?


电机启动的过程是一个动态变化的过程,在实际测试过程中想要准确测试,一般采用高采样率的波形记录仪或者具备波形记录功能的测试仪器完成。以高采样率的测试仪器对被测电量进行记录并且绘制瞬态波形或趋势曲线,一般由以下几种测试方式  


用示波器来测——在电机启动回路中安装一个变比比较大(可根据电机的功率,或厂家提供的参数选择)电流传感器,电流传感器的二次绕组接入示波器,即可完成测量。    


用故障录波装置来测——在电机启动回路中安装电流传感器,电流传感器的二次绕组接入故障录波装置,在电机启动过程中启动录波,即可测量。  


用便携式电能质量分析仪来测——在电机启动回路中安装电流传感器,电流传感器的二次绕组接入便携式电能质量分析仪,在电机启动过程中测量。    


用高端电机测试系统来测试——通过设置测功机传感器变比和同步源等参数,可以有效对启动电流进行测试。    


用功率分析仪来测——功率分析仪是一种通用测试仪器,也是现代电机测试台架的必要组成部件,可以准确对电机各项参数进行高精度测试。

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