電動機的啟動方式和結構

電動機啟動方式包括:全壓直接啟動、自耦減壓起動、星三角降壓起動、軟起動器、變頻器。

全壓直接起動:

在電網容量和負載兩方面都允許全壓直接起動的情況下,可以考慮採用全壓直接起動。優點是操縱控制方便,維護簡單,而且比較經濟。主要用於小功率電動機的起動,從節約電能的角度考慮,大於11kW的電動機不宜用此方法。

自耦減壓起動:

利用自耦變壓器的多抽頭減壓,既能適應不同負載起動的需要,又能得到更大的起動轉矩,是一種經常被用來起動較大容量電動機的減壓起動方式。它的最大優點是起動轉矩較大,當其繞組抽頭在80%處時,起動轉矩可達直接起動時的64%。並且可以透過抽頭調節起動轉矩。至今仍被廣泛應用。

星三角降壓起動:

對於正常執行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式非同步電動機來說,如果在起動時將定子繞組接成星形,待起動完畢後再接成三角形,就可以降低起動電流,減輕它對電網的衝擊。這樣的起動方式稱為星三角減壓起動,或簡稱為星三角起動(y-△起動)。採用星三角起動時,起動電流只是原來按三角形接法直接起動時的1/3。如果直接起動時的起動電流以6~7ie計,則在星三角起動時,起動電流才2~2。3倍。這就是說採用星三角起動時,起動轉矩也降為原來按三角形接法直接起動時的1/3。適用於無載或者輕載起動的場合。並且同任何別的減壓起動器相比較,其結構最簡單,價格也最便宜。除此之外,星三角起動方式還有一個優點,即當負載較輕時,可以讓電動機在星形接法下執行。此時,額定轉矩與負載可以匹配,這樣能使電動機的效率有所提高,並因之節約了電力消耗。

軟起動器:

這是利用了可控矽的移相調壓原理來實現電動機的調壓起動,主要用於電動機的起動控制,起動效果好但成本較高。因使用了可控矽元件,可控矽工作時諧波干擾較大,對電網有一定的影響。另外電網的波動也會影響可控矽元件的導通,特別是同一電網中有多臺可控矽裝置時。因此可控矽元件的故障率較高,因為涉及到電力電子技術,因此對維護技術人員的要求也較高。

變頻器:

變頻器是現代電動機控制領域技術含量最高,控制功能最全、控制效果最好的電機控制裝置,它透過改變電網的頻率來調節電動機的轉速和轉矩。因為涉及到電力電子技術,微機技術,因此成本高,對維護技術人員的要求也高,因此主要用在需要調速並且對速度控制要求高的領域。

調速方法

電動機的調速方法很多,能適應不同生產機械速度變化的要求。一般電動機調速時其輸出功率會隨轉速而變化。從能量消耗的角度看,調速大致可分兩種 :

保持輸入功率不變。透過改變調速裝置的能量消耗,調節輸出功率以調節電動機的轉速。

控制電動機輸入功率以調節電動機的轉速。電機、電動機、制動電機、變頻電機、調速電機、三相非同步電動機、高壓電機、多速電機、雙速電機和防爆電機。

基本結構

一、三相非同步電動機的結構,由定子、轉子和其它附件組成。

(一)定子(靜止部分)

1、定子鐵心

作用:電機磁路的一部分,並在其上放置定子繞組。

構造:定子鐵心一般由0。35~0。5毫米厚表面具有絕緣層的矽鋼片衝制、疊壓而成,在鐵心的內圓衝有均勻分佈的槽,用以嵌放定子繞組。

定子鐵心槽型有以下幾種:

半閉口型槽:電動機的效率和功率因數較高,但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用於小型低壓電機中。

半開口型槽:可嵌放成型繞組,一般用於大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經過絕緣處理後再放入槽內。

開口型槽:用以嵌放成型繞組,絕緣方法方便,主要用在高壓電機中。

2、定子繞組

作用:是電動機的電路部分,通入三相交流電,產生旋轉磁場。

構造:由三個在空間互隔120°電角度、對稱排列的結構完全相同繞組連線而成,這些繞組的各個線圈按一定規律分別嵌放在定子各槽內。

定子繞組的主要絕緣專案有以下三種:(保證繞組的各導電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣)。

對地絕緣:定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。

相間絕緣:各相定子繞組間的絕緣。

匝間絕緣:每相定子繞組各線匝間的絕緣。

電動機接線盒內的接線:

電動機接線盒內都有一塊接線板,三相繞組的六個線頭排成上下兩排,並規定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三個接線樁自左至右排列的編號為6(W2)、4(U2)、5(V2),將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡製造和維修時均應按這個序號排列。

3、機座

作用:固定定子鐵心與前後端蓋以支撐轉子,並起防護、散熱等作用。

構造:機座通常為鑄鐵件,大型非同步電動機機座一般用鋼板焊成,微型電動機的機座採用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積,防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔,使電動機內外的空氣可直接對流,以利於散熱。

(二)轉子(旋轉部分)

1、三相非同步電動機的轉子鐵心:

作用:作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內放置轉子繞組。

構造:所用材料與定子一樣,由0。5毫米厚的矽鋼片衝制、疊壓而成,矽鋼片外圓衝有均勻分佈的孔,用來安置轉子繞組。通常用定子鐵心衝落後的矽鋼片內圓來衝制轉子鐵心。一般小型非同步電動機的轉子鐵心直接壓裝在轉軸上,大、中型非同步電動機(轉子直徑在300~400毫米以上)的轉子鐵心則藉助與轉子支架壓在轉軸上。

2、三相非同步電動機的轉子繞組

作用:切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流,並形成電磁轉矩而使電動機旋轉。

構造:分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。

鼠籠式轉子:轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環行的端環組成。若去掉轉子鐵心,整個繞組的外形像一個鼠籠,故稱籠型繞組。小型籠型電動機採用鑄鋁轉子繞組,對於100KW以上的電動機採用銅條和銅端環焊接而成。

繞線式轉子:繞線轉子繞組與定子繞組相似,也是一個對稱的三相繞組,一般接成星形,三個出線頭接到轉軸的三個集流環上,再透過電刷與外電路聯接。

特點:結構較複雜,故繞線式電動機的應用不如鼠籠式電動機廣泛。但透過集流環和電刷在轉子繞組迴路中串入附加電阻等元件,用以改善非同步電動機的起、制動效能及調速效能,故在要求一定範圍內進行平滑調速的裝置,如吊車、電梯、空氣壓縮機等上面採用。

(三)三相非同步電動機的其它附件

1、端蓋:支撐作用。

2、軸承:連線轉動部分與不動部分。

3、軸承端蓋:保護軸承。

4、風扇:冷卻電動機。