在電動機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械的起動過程中,不同的機(jī)械有不同的起動情況。有些機(jī)械在起動時負(fù)載轉(zhuǎn)矩很小,負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速增加而與轉(zhuǎn)速平方近似成正比增加。
例如鼓風(fēng)機(jī)負(fù)載,起動時只需克服很小的靜摩擦轉(zhuǎn)速,當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時,風(fēng)量很快增大;有些機(jī)械在起動過程中接近空載,待速度上升至接近穩(wěn)定時,再加負(fù)載,例如機(jī)床、破碎機(jī)等。
有些機(jī)械在起動時的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與正常運行時一樣大,例如電梯、起重機(jī)、傳動帶運輸機(jī)等;此外,還有頻繁起動的機(jī)械設(shè)備等。以上這些因素都將對電動機(jī)的起動性能中的起動轉(zhuǎn)矩提出不同的要求。
衡量三相異步電動機(jī)起動性能的好壞的最主要的是起動電流和起動轉(zhuǎn)矩,總是希望在起動電流較小的情況下能獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩。
但是三相異步電動機(jī)如不采取措施而直接投入電網(wǎng)起動,即全壓起動時,其起動電流很大,而起動轉(zhuǎn)矩卻不很大,這對電網(wǎng)或電動機(jī)自身均是不利的。
起動電流大的原因是:當(dāng)電動機(jī)接入電網(wǎng)的起動瞬時由于,1=0,轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài),則旋轉(zhuǎn)磁場與,l1切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體,故轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流達(dá)到最大值,因而定子電流即起動電流也達(dá)到最大值。
此時s=1,旋轉(zhuǎn)磁場以最大的相對轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)線,轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動勢最大,轉(zhuǎn)子電流也最大,而定子繞組中便跟著出現(xiàn)了很大的起動電流1st其值約為額定電流IN的4-7倍。過大的起動電流卻會使電源內(nèi)部及供電線上的電壓降增大,以致使電力網(wǎng)的電壓下降,因而影響接在同一線路上的其他負(fù)載的正常工作。
例如,使附近照明燈的亮度減弱,使鄰近正在工作的異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小等。起動轉(zhuǎn)矩不大的原因是:第一,由于起動電流很大,定子繞組中的阻抗壓降增大,而電源電壓不變,根據(jù)定子電路的電動勢平衡方程式,感應(yīng)電動勢將減小,則主磁通中1將與感應(yīng)電動勢成比例的減小;第二,起動時、=1,轉(zhuǎn)子漏杭比轉(zhuǎn)子電阻大得多,轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很低,雖然起動電流大,但轉(zhuǎn)子電流的有功分量并不大。由轉(zhuǎn)矩公式T=CT(Pl廠COS cpz可知,起動轉(zhuǎn)矩并不大,一般Tst=(1.8-2)TN。
根據(jù)以上分析可知三相異步電動機(jī)起動時的起動電流大主要是對電網(wǎng)不利;起動轉(zhuǎn)矩并不很大主要是對負(fù)載不利,這是因為若電源電壓因種種原因下降較多,則起動轉(zhuǎn)矩按電壓平方下降,可能會使電動機(jī)帝不動負(fù)載起動。
不同類型的機(jī)械負(fù)載,不同量的電網(wǎng),對電動機(jī)起動性能的要求是不同的。有時要求有較大的起動轉(zhuǎn)矩,有時要求限制起動電流,但更多的情況兩個要求須同時滿足。總之,電動機(jī)在起動時既要把起動電流限制在一定數(shù)值內(nèi),同時又要有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩,以便縮短起動過程,提高生產(chǎn)率。