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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。可選擇的如全壓?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(lái)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(lái) 說(shuō) ,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?lái)說(shuō)，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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)選擇最好的啟動(dòng)方法。從設(shè)備的角度來(lái)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(lái)，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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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