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低压电动机启动器的四种类型介绍

作者: 发布时间:2020/10/14 来源:电子发烧友 浏览量:140 相关关键词: 光耦网 光耦 继电器 电动机

电动机对于全球无数的自动化应用起至关重要的作用。在大多数情况下,电动机的驱动(即向电动机供电)需要一些工程设计的系统,该系统也必须与电动机的绕组布置兼容。只有最简单和最小的设计(通常使用5 hp或更小的单相电动机或15 hp或更小的三相电动机)才可以在没有风险电机过载和线路欠压的情况下直接连接(也称为跨线)到电源。以这种方式驱动的三相电动机可以以简单的星形(也称为星形)或三角形配置连接绕组……而双电压电动机(方便接受230 V或460 V输入的方式)具有可以运行的双线圈组并联或串联(对于较高电压)。

在其他任何地方,全线电动机启动都会给电动机本身以及与电动机相连的系统带来太多问题,包括有害的电气影响以及机械动力传输组件的过度磨损。安全性,生产率和精确度的设计目标通常需要使用更高级的电机驱动方法。

接触器和电动机启动器之间的区别

接触器和电动机起动器虽然是不同的组件,但它们可以互换使用,因为它们的核心是完全相同的技术——能够处理高压的开关

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不同之处在于,电动机起动器具有一个或多个接触器中没有的系统,如某种过载继电器会切断电压输入。如果该继电器检测到电动机过载或由于长时间运行的过电流而造成的热损害,则该继电器会被切断。那些被指定为自保护电动机起动器的电动机还包括短路保护。再次强调,术语的精确使用是关键:与其讨论任何电气故障,不使用短路来表示,而是在讨论由电力流动引起的突然过电流而发现了一些意外的行进路径时才使用该术语。短路保护可立即起作用,以切断系统与电源的连接。

接触器和电动机起动器之间的另一个区别与这两个组件的额定值和指定方式有关。接触器通常按其电压容量分类。相比之下,电动机启动器通常通过其电流容量和与其兼容的电动机的功率来额定……甚至在启动时适应涌入电流而不会造成跳闸的情况下。这通常是通过继电器跳闸稍微延迟来完成的,因为许多电动机(尤其是较小的电动机)可以在几秒钟内达到满速运行。

从最基本的级别启动的电动机分为手动或自动。手动启动包括手动开-关开关,当工厂人员激活时,它们简单地接通或断开电动机输入电路。某些可作为真正的电动机启动器的型号(如上所述)包含一个热过载继电器,以在电动机过热时使电动机断电。相反,自动触发的电动机启动有时也称为机电接触器的电磁启动,而电磁接触器是此设计的核心。

与任何机电继电器技术一样,它们具有固定的电磁线圈(根据按钮,限位开关,计时器,浮球开关或其他继电器的命令)将两个电路合在一起。这些电路包括输入电源触点和匹配的载体(一旦闭合在一起),电流可流入电动机绕组。这种设计的一个变体是组合式启动器,它包括磁作用以及在需要时通过某种方式断开电源如使用保险丝断路器或电动机电路开关。

减压电机启动器

除全电压电动机启动系列外,还有低压启动器。在机器轴要求平稳,无震颤加速至全速的情况下(以保护所连接的机器设备或某些所连接的负载),必须使用低压电动机启动器。实际上,它们在由本地电力公司调节的设置中也很有用,这些设置可以限制电动机启动期间电源上的电压波动和电流浪涌。

低压电动机启动器包括四种常见的类型:

1.初级电阻电动机启动器

初级电阻电动机启动器是一种经济高效的选择。它需要使用一定数量的电阻器和接触器,而接触器决定了启动电压的步进数。由于电路的低电感,这些步骤可能会有些突然。尽管电阻器可能体积庞大且效率低下,但这种启动器类型可提供可靠的电动机启动转矩。

2.初级反应堆电动机起动器

初级反应堆电动机启动器在大型高压电动机上最常见。它们在类似于初级电阻电动机启动器的电路中采用电抗器(电感器)作用。尽管额外的系统电感会降低整体效率,但仍可能有相对较长的平滑加速时间(甚至达到十几秒或更长),而不良的功率因数会降低产生转矩的电流分量和电机磁通量。

3.自耦电动机启动器

初级反应堆电动机启动器成本较高,但在需要可调节的启动扭矩的情况下很有用。自动变压器电动机起动器使用单绕组变压器-后者是用于将电能从一个电路传递到另一个电路的无源电气设备。更具体地,自耦变压器起动器在具有可选抽头的自耦变压器上采用三组电接触器。这可以提供步进电压启动,从而在启动时可以长期平稳加速-甚至达到几十秒。对于那些主要(而不是效率)是主要设计目标的应用,对于高启动转矩,启动电压可以是线路电压的50%至80%。

4.软起动器

在所有电动机启动器选项中,采用固态半导体技术的软启动器具有最大的可控性。它们也是电动机内部子组件和附加动力传递机构中最轻巧的一种。软起动器的核心是各种晶闸管或SCR组件……因此,例如,某些设计在进入电动机的三条线中的每条线上都有一对晶闸管。有关此技术的基础,请查阅本设计指南中有关固态继电器的部分。这些开关设备的作用是控制进入电动机绕组的电功率(如显示点火角的软起动器图所示),同时利用电动机在初次启动时的电压,电流和转矩如何降低。然后他们按照预设的程序逐渐提高电压和扭矩。

电动机软启动器编程规定了增加电压的确切参数,以设置电压。考虑一个典型的基于SCR的软起动器的操作:这里的导电(门控)SCR具有可移动的栅极点…并调回该速度值(称为斜坡时间)会导致在SCR接通之前增加电压累积。然后,一旦电动机绕组达到满电压,SCR就会关闭。过长的斜坡时间可能使电流超过电动机的安全极限,或提示电流极限安全切断。

除了已经提到的好处外,软启动器还可以提供电动机保护(即使在电力不足的情况下,在相位不平衡期间)以及软停止的能力。软停止在电动机驱动诸如输送机之类的设计时会有所帮助,这些设计涉及的惯性在运输过程中会发生移动或断裂。

当然,变频驱动器(VFD)是软启动功能的另一种选择。它们通过改变电动机输入电压频率而不是电压幅值,提供了与软启动器相同的受控启动和停止功能,但方式不同。VFD与软起动器相比的其他优点包括能够在整个工作范围内控制电动机速度。VFD还可以提供功率来保持扭矩(零速时为全扭矩),这在电机驱动的应用(例如起重机和电梯)中至关重要。

但是,对于某些设计,VFD过于昂贵和复杂。降低电压的电动机启动器往往比VFD更适合,因为在低于其最高速度额定值的情况下运行连接的电动机并不会带来效率提升。


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