CN103095186A - 异步电动机升压启动额定电压运行方法 - Google Patents

异步电动机升压启动额定电压运行方法 Download PDF

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Abstract

一种异步电动机升压启动额定电压运行方法，其特征是：异步电动机启动时供电线路串联升压电容器或接入升压变压器升高异步电动机供电线路电压；异步电动机启动后切除升压电容器或升压变压器使异步电动机供电线路电压恢复为额定值；异步电动机启动后所述串联升压电容器切换成异步电动机并联补偿电容。

Description

异步电动机升压启动额定电压运行方法
所属技术领域
本发明涉及一种异步电动机启动方法，尤其是异步电动机升压启动额定电压运行方法。
背景技术
目前，公知异步电动机有降压启动额定电压运行和额定电压启动额定电压运行方法，有一类电动机所带负载特点是启动力矩很大，启动后正常运行力矩较小并长期不变(如水泵)，但为了得到大的启动力矩不得不选用运行力矩远大于实际运行力矩的大功率异步电动机，如水泵为了得到大的启动力矩常选1.2倍正常运行功率异步电动机，大功率异步电动机既增加自身成本，又增加运行耗电。
发明内容
为了用达到正常运行功率异步电动机获得比额定电压下启动力矩更大的启动力矩，本发明提出一种启动时短时升高异步电动机供电线路电压、启动后使异步电动机供电线路电压恢复额定值的升压启动额定电压运行方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案
异步电动机启动时在供电线路串联升压电容器或接入升压变压器升高供电线路电压，启动后切除升压电容器或升压变压器使异步电动机供电线路电压恢复额定值，升压电容器可切换成并联补偿电容。
以常见水泵配异步电动机380V电压供电线路为例，如启动时使供电线路电压升高10％，因异步电动机输出力矩正比于输入电压平方，异步电动机此时启动力矩为380V输入电压时启动力矩的1.21倍，异步电动机此时启动力矩相当于1.2倍自身额定功率异步电动机启动力矩，满足水泵启动时用1.2倍正常运行功率异步电动机提供启动力矩要求。当异步电动机启动后将供电线路电压恢复到额定电压，异步电动机功率又恢复到额定功率。
异步电动机供电线路电压短时高于额定值需解决两个问题：异步电动机漆包线耐压和异步电动机温升。异步电动机启动时供电线路电压短时升高到418V，漆包线耐压可大于1000V，异步电动机漆包线耐压可满足供电线路电压；异步电动机温升取决于电流平方和电阻及时间的乘积，因启动时间很短，异步电动机运行温度高于启动温度，异步电动机供电线路电压升高到1.1倍额定电压后，异步电动机定子、转子绕组启动电流也升高到额定电压下启动电流1.1倍，相同启动时间内异步电动机定子、转子绕组发热量为额定电压启动时的1.21倍，启动时间内异步电动机定子、转子绕组增加的发热量使异步电动机温升比额定电压下启动过程温升增加20％左右，一般也不会超过异步电动机温度超过上限，如果异步电动机温度超过上限，可改用耐高温漆包线。
本发明的有益效果
达到正常运行功率的异步电动机可提供比自身额定电压下启动力矩更大的启动力矩，减小异步电动机自身成本和运行耗电；若启动时供电线路电压短时升高到额定电压的1.1倍，异步电动机定子、转子绕组启动电流和线路电流升高到额定电压启动电流的1.1倍，因额定电压下相同启动力矩的异步电动机功率需为升压异步电动机功率的1.2倍，升压异步电动机定子、转子绕组启动电流和线路电流比额定电压下相同启动力矩异步电动机定子、转子绕组启动电流和线路电流低10％；若异步电动机启动时在供电线路串联升压电容器，启动后升压电容器可切换成并联补偿电容。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的启动时异步电动机供电线路串联升压电容原理图；
图2是本发明的启动时异步电动机供电线路串联升压电容可切换为补偿电容原理图；
图3是本发明的启动时变压器升高异步电动机供电线路电压原理图。
在图1中，1.三相交流供电线路，2.三相线路接触器主触点，3.三相电容器，4.三相异步电动机定子绕组。
在图2中，1.三相交流供电线路，2.三相线路接触器主触点，3.三相电容器，4.三相异步电动机定子绕组，5.三相切换接触器1主触点，6.三相切换接触器2主触点。
在图3中，1.三相交流供电线路，2.三相线路接触器主触点，3.三相自耦升压变压器，4.三相异步电动机定子绕组，5.三相切换接触器主触点。
具体实施方式
在图1中，在三相交流供电线路(1)与三相异步电动机定子绕组(4)之间串入三相线路接触器主触点(2)，在三相线路接触器主触点(2)两端并联三相电容器(3)，三相异步电动机启动时断开三相线路接触器主触点(2)，三相交流电流经三相电容器(3)和三相异步电动机定子绕组(4)形成回路；转子堵转时电动机各相等效阻抗为jXL+r，供电线路串联电容C后各相等效总阻抗为[j(XL-XC)+r]；各相电源电压为Vφ，供电线路串联电容C后各相线路电流为Vφ/[(XL-XC)2+r2]1/2，电动机各相定子绕组端电压为[XL 2+r2]1/2Vφ/[(XL-XC)2+r2]1/2，使各相定子绕组端电压＝1.1Vφ，可得：[XL 2+r2]1/2Vφ/[(XL-XC)2+r2]1/2＝1.1Vφ，即[XL 2+r2]1/2/[(XL-XC)2+r2]1/2＝1.1，[XL 2+r2]/[(XL-XC)2+r2]＝1.21，[XL 2+r2]＝1.21[(XL-XC)2+r2]，(XL 2-0.21r2)1/2＝1.1(XL-XC)，1.1XC＝1.1/ωC＝[1.1XL-(XL 2-0.21r2)1/2]，算出C＝1.1/ω[1.1XL-(XL 2-0.21r2)1/2](F)，此时各相线路电流为1.1倍额定电压下启动电流，异步电动机转子输出力矩为1.21倍额定电压下转子输出力矩；异步电动机启动后接通三相线路接触器主触点(2)，三相电容器(3)被短路，三相交流电流经三相异步电动机定子绕组(4)形成回路，三相异步电动机定子绕组(4)端电压为Vφ，三相异步电动机功率为额定功率。
在图2中，在图1基础上接入三相切换接触器1(5)和三相切换接触器2(6)，三相异步电动机启动时断开三相线路接触器主触点(2)，断开三相切换接触器2(6)，接通三相切换接触器1(5)，三相交流电流经三相切换接触器1(5)、三相电容器(3)和三相异步电动机定子绕组(4)形成回路；三相异步电动机启动后接通三相线路接触器主触点(2)，接通三相切换接触器2(6)，断开三相切换接触器1(5)，三相异步电动机定子绕组(4)端电压为Vφ，三相异步电动机功率为额定功率；三相电容器(3)与三相异步电动机定子绕组(4)并联接在三相供电线路上，为三相异步电动机提供无功补偿。
在图3中，在三相交流供电线路(1)上接入三相自耦升压变压器(3)绕组，三相自耦升压变压器(3)滑动端电压为1.1倍额定电压，三相自耦升压变压器(3)滑动端和三相异步电动机定子绕组(4)之间分别接入三相线路接触器主触点(2)，三相交流供电线路(1)和三相异步电动机定子绕组(4)之间分别接入三相切换接触器主触点(5)，三相异步电动机启动时断开三相切换接触器主触点(5)，接通三相线路接触器主触点(2)，三相交流电流经三相自耦升压变压器(3)滑动端、三相线路接触器主触点(2)和三相异步电动机定子绕组(4)形成回路，三相异步电动机启动后断开三相线路接触器主触点(2)，接通三相切换接触器主触点(5)，三相交流电流经三相异步电动机定子绕组(4)形成回路，三相异步电动机定子绕组(4)端电压为Vφ，三相异步电动机功率为额定功率。

Claims (2)

1.一种异步电动机升压启动额定电压运行方法，其特征是：异步电动机启动时供电线路串联升压电容器或接入升压变压器升高异步电动机供电线路电压；异步电动机启动后切除升压电容器或升压变压器使异步电动机供电线路电压恢复为额定值。
2.根据权利要求1所述的一种异步电动机升压启动额定电压运行方法，其特征是：异步电动机启动后所述串联升压电容器切换成异步电动机并联补偿电容。
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