CN102281030A - 小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及异步起动永磁同步电动机的起动方法，具体是一种小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法。本发明解决了现有异步起动永磁同步电动机的起动方法无法兼顾起动转矩和牵入转矩的要求、以及导致电机的效率和功率因数降低的问题。小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法，该方法是采用如下步骤实现的：1）采用三角形联结方式对异步起动永磁同步电动机的三相绕组进行联结，然后起动异步起动永磁同步电动机；2）将异步起动永磁同步电动机三相绕组的联结方式由三角形联结方式切换为星形联结方式。本发明适用于小功率异步起动永磁同步电动机的起动。

Description

小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法

技术领域

本发明涉及异步起动永磁同步电动机的起动方法，具体是一种小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法。

背景技术

异步起动永磁同步电动机在进行起动时，由于发电制动转矩的作用，经常出现起动转矩过小（一般比异步电动机的起动转矩小）的问题。目前，为提高异步起动永磁同步电动机的起动转矩，主要采用下述两种起动方法：一种方法是将转子的鼠笼导条变窄变浅，以此增加鼠笼部分的电阻，进而提高起动转矩。此方法对一般负载惯量的电机能够满足起动转矩和牵入转矩的要求，但对负载惯量较大的电机，特别是二级电机，当满足了起动转矩要求时，其牵入转矩反而降低，导致电机无法进入同步状态；另一种方法是在起动时，将异步起动永磁转子与纯异步转子同轴，以此提高起动转矩。此种方法的不足是导致电机的体积加大，且导致电机的效率和功率因数降低。综上所述，现有异步起动永磁同步电动机的起动方法存在无法兼顾起动转矩和牵入转矩的要求、以及导致电机的效率和功率因数降低的问题。基于此，有必要发明一种全新的异步起动永磁同步电动机的起动方法，以解决现有异步起动永磁同步电动机的起动方法存在的上述问题。

发明内容

本发明为了解决现有异步起动永磁同步电动机的起动方法无法兼顾起动转矩和牵入转矩的要求、以及导致电机的效率和功率因数降低的问题，提供了一种小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法，该方法是采用如下步骤实现的：1）采用三角形联结方式对异步起动永磁同步电动机的三相绕组进行联结，然后起动异步起动永磁同步电动机，异步起动永磁同步电动机逐渐进入同步状态；2）待异步起动永磁同步电动机进入同步状态后，将异步起动永磁同步电动机三相绕组的联结方式由三角形联结方式切换为星形联结方式，采用星形联结方式对异步起动永磁同步电动机的三相绕组进行联结，异步起动永磁同步电动机进入稳定运行状态。

根据电机理论，在输入电压确定的情况下，降低异步起动永磁同步电动机的反电动势（发电电压），可以达到相对提高电压的目的。当异步起动永磁同步电动机的三个绕组分别采用三角形联结方式和星形联结方式时，其反电动势的关系如下述公式：                                                

（其中，

为异步起动永磁同步电动机的三个绕组采用三角形联结方式时的反电动势，

为异步起动永磁同步电动机的三个绕组采用星形联结方式时的反电动势）。以输入电压380V为例，假设异步起动永磁同步电动机的三个绕组采用星形联结方式时其反电动势为360V，那么在绕组形式和线圈匝数不变的前提下，异步起动永磁同步电动机的三个绕组采用三角形联结方式时其反电动势便降为207V，相当于电压相对提高了153V。由于异步起动永磁同步电动机的起动转矩和牵入转矩均与电压的平方成正比，因而相较于采用星形联结方式时的起动转矩，采用三角形联结方式时的起动转矩可提高5倍，电流则可提高3倍。基于上述理论，在异步起动永磁同步电动机的起动阶段，采用三角形联结方式对异步起动永磁同步电动机的三相绕组进行联结，使得异步起动永磁同步电动机的起动转矩和牵入转矩同时提高，保证了异步起动永磁同步电动机具有良好的起动特性。待异步起动永磁同步电动机进入同步状态后，将异步起动永磁同步电动机三相绕组的联结方式由三角形联结方式切换为星形联结方式，使得异步起动永磁同步电动机处于小电流运行状态，保证了异步起动永磁同步电动机处于运行状态时具有高效率和高功率因数。综上所述，与现有异步起动永磁同步电动机的起动方法相比，本发明所述的小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法不仅兼顾了起动转矩和牵入转矩的要求，而且保证了电机处于运行状态时的高效率和高功率因数。考虑到采用三角形联结方式时的电流较大，容易对电网造成冲击，本发明所述的小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法只适用于小功率异步起动永磁同步电动机。

本发明通过对异步起动永磁同步电动机三相绕组的联结方式进行切换，有效解决了现有异步起动永磁同步电动机的起动方法无法兼顾起动转矩和牵入转矩的要求、以及导致电机的效率和功率因数降低的问题，适用于小功率异步起动永磁同步电动机的起动。

附图说明

图1是本发明所述的异步起动永磁同步电动机三相绕组的联结方式的切换原理图。

具体实施方式

小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法，该方法是采用如下步骤实现的：

1）采用三角形联结方式对异步起动永磁同步电动机的三相绕组进行联结，然后起动异步起动永磁同步电动机，异步起动永磁同步电动机逐渐进入同步状态；

2）待异步起动永磁同步电动机进入同步状态后，将异步起动永磁同步电动机三相绕组的联结方式由三角形联结方式切换为星形联结方式，采用星形联结方式对异步起动永磁同步电动机的三相绕组进行联结，异步起动永磁同步电动机进入稳定运行状态。

具体实施时，在异步起动永磁同步电动机的接线口设计安装一个切换装置。在异步起动永磁同步电动机的三相绕组中，每相绕组首尾有两个端点，三相绕组有三个首端点和三个尾端点，当把三个首端点（或尾端点）联结在一起时，就形成星形联结方式。据此，通过切换装置将异步起动永磁同步电动机三相绕组的联结方式由三角形联结方式切换为星形联结方式，切换原理如图1所示（图中：“△”表示三角形联结方式；“Y”表示星形联结方式；“S”表示切换装置；“A”、“B”、“C”分别表示三相交流电）。切换装置可以设计为手动三刀三掷开关，也可以设计为由接触器和时间继电器组成的△-Y切换控制器；

而通过下述两个试验，可以进一步验证本发明所述的小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法相较于现有异步起动永磁同步电动机的起动方法存在的优势：

试验一：

风机异步起动永磁同步电动机，功率3000W，电压380V，极对数1，转速3000转/分；

自2010年4月起，采用现有异步起动永磁同步电动机的起动方法对风机异步起动永磁同步电动机进行异步起动，经过很多次试验，均因起动转矩不足没有成功。2011年3月，按本发明所述的小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法，采用由二个接触器和一个时间继电器组成的△-Y切换控制器，顺利完成了风机异步起动永磁同步电动机的3秒起动，并在进入同步状态后稳定运行，运行时的功率因数高达0.95，效率高达90%；

试验二：

金属切片机异步起动永磁同步电动机，功率0.75kW，极对数1，转速3000转/分；

由于金属切片机属圆盘式结构，异步起动永磁同步电动机的负载惯量较大，采用现有异步起动永磁同步电动机的起动方法无法将金属切片机异步起动永磁同步电动机牵入同步状态。按本发明所述的小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法，采用由二个接触器和一个时间继电器组成的△-Y切换控制器，经过3秒起动过程，顺利将金属切片机异步起动永磁同步电动机牵入同步状态，运行时的功率因数高达0.93，效率高达89%。

Claims (1)

1.一种小功率异步起动永磁同步电动机三角形-星形起动方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：

1）采用三角形联结方式对异步起动永磁同步电动机的三相绕组进行联结，然后起动异步起动永磁同步电动机，异步起动永磁同步电动机逐渐进入同步状态；

2）待异步起动永磁同步电动机进入同步状态后，将异步起动永磁同步电动机三相绕组的联结方式由三角形联结方式切换为星形联结方式，采用星形联结方式对异步起动永磁同步电动机的三相绕组进行联结，异步起动永磁同步电动机进入稳定运行状态。