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对电动机启动是否采取软启的条件：
a.机械设备不允许电机直接启动
b.电机的容量大于10％—15％主变压器的容量；
c.启动过程中电压降△U大于15％Un。
一般规定，异步电动机的功率低于7.5kW（原规定30KW）时允许直接启动。如果功率大于7.5kW，而电源容量较大，满足下式时，电动机也可直接启动：
启动电流/电动机额定电流≤[3+电源总容量（kVA）/电动机容量（kVA）]/4。
国家规定7.5KW以上电机都要降压启动（原规定是30KW），你这要分情况；你的变压器是电机额定容量的3倍以上，就可以直接启动
通常,7瓦千以下的异步电动机均可直接启动.而7瓦千以上的电动机不能直接启动,需要用其他方法启动,但实际上没有什么严格的规定,而要根据电源的容量大小,启动次数,和允许干扰的程度及电动机的形式等来决定的.
一般来说由变压器供电时不经常起动的电动机容量应不大于变压器容量的30%而经常启动的电动机的容量应不超过变压器的20%....允许直接启动的电动机的最大容量应以启动时造成的电压降落不超过额定电压的5%为原则.....
满足下列条件可以直接启动：1、启动时对电网造成的电压降不超过规定值。一般需要经常启动的，其压降不得超过10%，偶尔启动时不超过15%。在保证生产机械所要求的启动转矩而又不影响其他用电设备的正常工作时，其压降可允许为20%或更大一些。2、启动功率不超过供电设备和电网的过载能力。对于变电所供电的，经常启动时，不大于变压器容量的20%，不经常启动时，不大于变压器容量的30%。对于高压线路供电的，不超过线路短路容量的3%。对于变压器-电动机组，要求电动机功率不大于变压器容量的80%。
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直流电机启动方法 直流电机从接通电源开始转动，直至升速到某一固定转数稳定运行，这一过程称为电动机的启动过程。直流电机有直接合闸起动、串电阻起动和降电压启动三种方法。 由于直流电机电枢回路电阻和电感都较小，而转动体具有一定的机械惯性，因此当直流电机接通电源后，起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小，起动电流很大。最大可达额定电流的15～20倍。这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花。因此直接合闸起动只适用于功率不大于4千瓦的电动机。 为了限制起动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻。在起动过程中随着转速的不断升高及时逐级将各分段电阻短接，使起动电流限制在某一允许值以内。这种起动方法称为串电阻起动，非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电机中。但由于起动过程中能量消耗大，不适于经常起动的电机和中、大型直流电机。但对于某些特殊需要，例如城市电车虽经常起动，为了简化设备，减轻重量和操作维修方便，通常采用串电阻起动方法。 对容量较大的直流电机，通常采用降电压起动。即由单独的可调压直流电源对电机电枢供电，控制电源电压既可使电机平滑起动，又能实现调速。此种方法电源设备比较复杂。下面和松文机电具体了解一下这些启动方式。 a.直接合闸起动。 直接合闸起动就是将电动机直接接入到额定电压的电源上启动。由于电动机所加的是额定电源，而电动机开始接通电源瞬间电枢不动，电枢反电动势E。为零，所以启动时电流很大。启动时电动机最大电流为正因为电动机启动电流很大，所以启动转矩大，电动机启
动迅速，启动时间短。 不过，电动机一旦开始运转，电枢绕组就有感应电动势产生，且转数越高，电枢反电动势就越大。随着电动机转数上升，电流迅速下降，电磁转矩也随之下降。当电动机电磁转矩与负载阻力转矩相平衡时，电动机的启动过程结束而进人稳定运行状态。 直接合闸起动的优点是不需其他设备，操作简便；缺点是启动电流大。它只适用于小型电动机，如家用电器中的直流电机。 b. 串电阻起动 串电阻起动就是在启动时将一组启动电阻RP串人电枢回路，以限制启动电流，而当转数上升到额定转数后，再把启动变阻器从电枢回路中切除。 串电阻起动的优点是启动电流小；缺点是变阻器比较笨重，启动过程中要消耗很多的能量。 c．降电压起动。 降电压起动就是在启动时通过暂时降低电动机供电电压的办法来限制启动电流，当然降压启动要有一套可变电压的直流电源，这种方法只适合于大功率直流电机。
同步电动机的起动 1.同步电机的基本原理 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。 图1.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。 转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场) 气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120 分布的线圈代表三相对称交流绕组。 图1.1同步电机结构模型 1.1工作原理 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主
磁场。 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。 感应电势有效值：每相感应电势的有效值为E0 =4.44fNψ Φ 感应电势频率:感应电势的频率决定于同步电机的转速n和极对数p ，即 f=pn/60 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。 1.2同步转速 同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz ，故有： n=60f/p=3000/p 要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。 1.3运行方式 同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。 分析表明，同步电机运行于哪一种状态，主要取决于定子合成磁场与转子主极磁场之间的夹角δ，δ称为功率角。
首先，电厂中的直流油泵用在什么地方，一般多用在润滑油系统，称为直流润滑油泵或事故油泵；如是氢冷发电机组的话，密封油系统通常也设置一台，名称也是直流密封油泵或事故密封油泵。作用是什么呢？一般是考虑全厂失电的情况下，保护汽轮机大轴和氢气扩散至空气中，这些都可以从部颁的二十五项反措中找到设计直流油泵的原因，什么防汽轮机大轴弯曲了，氢爆了等等。 其次，再说直流电机的分类，一般有串励、并励、他励三种，至于派生出什么积复励和差复励等等咱就不研究了。像刚才所说的油泵电机，容量都不会太大，所以此类直流电机一般都设计为并励直流电机。像15楼所述怕电机飞车这种情况一般只出现在自励直流电机上；当然了，自励电机和并励电机各自有各自的优缺点，在什么地方使用跟需要实现什么功能有关，这里就不再啰嗦了 第三，先上一个图，这是电厂直流油泵电机典型的接线图，辅助的一些元件我没有画出来，比方说KM的合跳、信号回路、电流指示回路等，甚至有些单位还加了一些时间继电器等等。 启动电阻 电枢绕组 励磁绕组 其中KM是直流电机的主接触器，KM1就是楼主所述的辅助接触器，电枢绕组为转子线圈，其阻值一般都很小，微欧级。励磁绕组为静子的磁极线圈，有兴趣的可以利用设备解体的时候学习一下，直流电机静子上不但有磁极线圈，还有换向极线圈（在两个主磁极之间的那个），励磁绕组的那个阻值一般都在百欧级。 接下来我们要说直流电机的启动过程，假如没有KM1和启动电阻的话，直流电压(一般为220V)直接加在一个微欧级的电阻上，你们可以计算一下电流有多大。直流电机的主回路会受不了这么大的电流的。忘了说了那个启动电阻一般的阻值为零点几到几欧姆之间吧，根据各单位限流的幅值倍数而定，可自行设计。所以啊，直流电机的启动过程必须要加限流的措施，一般采用的方法如上图所示。KM先动作合闸，此时KM1不动作，启动电阻串在电枢回路里，此时的电流值可依据设计的启动电流倍数而定，一般不超额定的4-7倍，此时电流值在我们的控制范围内。当电机启动完成后，我们当然不希望启动电阻串在电枢回路里，发热会很厉害，也不节能，所以必须得切除。什么时间切除呢，大家都注意到了KM1这个接触器的线圈是并在电枢回路里，随着电机转速逐渐升高的时候，它的反电势也在逐步增加，增加到KM1的动作电压时，KM1吸合，切除启动电阻，直流电机启动完成。 至于楼主说的两个接触器是串联关系，我认为说的不太确切，只能说是混联，或者说不存在串并联关系，因为，这两个接触器动作的次序不一样，只有在电机启动完成后，才勉强可以说是串联的。 另外一点，在电机启动而启动电阻未切除的时候，随着反电势的建立(方向与电源极性相反)，启动电流是呈下降趋势的，相当于加在电枢绕组两端电压在下降，U1=U-E。 直流电机在电厂用处不是十分广泛，但无他不行，所以有关直流电机的资料和经验都很少，欢迎大家来一起交流直流电机的运行心得和经验教训。
大型同步电动机的静止变频起动装置 摘要：大型同步电动机能够输出稳定的动力，不会随着载荷的增加而减少，因此，在各行业中的大型机械中被广泛使用，工作可靠稳定，能够提供足够的动力驱动各种设备的稳定运转。由于提供的电流和功率远高于启动所需，会造成启动困难，产生较大的振动，对电动机的零部件造成不利的影响。因此，实现大型同步电动机的静止变频具有重要的意义，能够将所需频率调成与启动的额定频率相同，是电动机稳定的启动，降低产生的机械冲击，对设备的工作效率、使用年限都有利。本研究对静止变频装置进行分析，了解静止变频的工作原理，促进静止变频在同步电动机中的良好应用。 关键词：大型同步电动机；静止变频；分析 前言 同步电动机因为其与同步转速具有一定的比例关系，而且一旦确定比例因数就不会改变，始终保持相应的转动频率，所以称为同步电动机。根据同步电动机的这一特性，在我国的经济发展中起到了重要的作用，用于工、农业等大型用电机械的动力来源，能够输出固定的动力，而不随着载荷变化，与异步电动机相比，能够输出更稳定的动力来驱动设备，满足设备的工作需求，得到了广泛的应用。但是其频率是固定值，不会发生改变，也有一定的限制性，同步电动机的启动较为困难，能够提供的转速与所需频率不符，需要多次的启动才能实现，在大型同步电动机上体现的更加明显，这不仅会加大大型同步电动机零部件的磨损，减少同步电动机的使用寿命，还会浪费不必要的资源。实现同步电动机的静止变频能够有效的弥补同步电动机具有的局限性，是电动机能够更加稳定的启动，应用在大型机械中更加安全可靠。 1 大型同步电动机静止变频简介 1.1 大型同步电动机起动困难 大型同步电动机对电压的波动不敏感，自身受到的影响很低，而且，具有可调的功劳因数，适用范围广，在水泵、大型风机、抽水设备等大型的机械中都能蚪行使用，不论设备的负载多大，同步电动机始终能够提供固定的动力，具有可靠、稳定、动力大的特点，受到了广泛的应用。但是，大型同步电动机的起动十分困难，提供的电流和功率是所需的6-8倍，远远大于额定电流和额定功率，造成起动困难、起动滞后等现象。提供的起动电流过大，会使得电动机工作状况不稳定，往往需要多次起动才能成功，在这个过程中，对设备的磨损和损耗加大，造成设备的振动，可能会造成内部结构的变形、移动等，降低设备的使用寿命，也会增加设备发生事故的可能性。要实现大型同步电动机在技术上的进步，使得同步电动机的应用范围加大，对我国的经济发展和社会建设发挥更大的作用，解决大型同步电动机的起动困难是首要应该解决的问题。 1.2 静止变频在国内外的发展现状 同步电动机在国内外都得到了广泛的应用，起动困难这一缺点也受到了关注，都积极寻求可靠的解决方法。在不同的设备上使用的同步电动机特性也有所不同，要解决起动困难问题的静止变频装置也会发生变化。最初实现同步电动机的静止变频是西方发达国家在燃气轮
电动机降压启动接线方法 一．自耦减压启动 自耦减压启动是笼型感应电动机(又称异步电动机)的启动方法之一。它具有线路结构紧凑、不受电动机绕组接线方式限制的优点，还可按允许的启动电流和所需要的启动转矩选用不同的变压器电压抽头，故适用于容量较大的电动机。 图1 自耦减压启动 工作原理如图1所示：启动电动机时，将刀柄推向启动位置，此时三相交流电源通过自耦变压器与电动机相连接。待启动完毕后，把刀柄扳至运行位置切除自耦变压器，使电动机直接接到三相电源上，电动机正常运转。此时吸合线圈KV得电吸合，通过连锁机构保持刀柄在运行位置。停转时，按下SB按钮即可。 自耦变压器次级设有多个抽头，可输出不同的电压。一般自耦变压器次级电压是初级的40%、65%、80%等，可根据启动转矩需要选用。 二．手动控制Y-△降压启动
Y-△降压启动的特点是方法简便、经济。其启动电流是直接启动时的1/3，故只适用于电动机在空载或轻载情况下启动。 图2 手动控制Y-△降压启动 图2所示为QX1型手动Y-△启动器接线图。图中L1、L2和L3接三相电源，D1、D2、D3、D4、D5和D6接电动机。当手柄扳到“0”位时，八副触点都断开，电动机断电不运转；当手柄扳到“Y”位置时，1、2、5、6、8触点闭合，3、4、7触点断开，电动机定子绕组
接成Y形降压启动；当电动机转速上升到一定值时，将手柄扳到“△”位置，这时l、2、3、4、7、8触点接通，5、6触点断开，电动机定子绕组接成△形正常运行。 三．定子绕组串联电阻启动控制 电动机启动时，在电动机定子绕组中串联电阻，由于电阻上产生电压降，加在电动机绕组上的电压低于电源电压，待启动后，再将电阻短接，使电动机在额定电压下运行，达到安全启动的目的。 定子绕组串联电阻启动控制线路如图3所示。当启动电动机时，按下按钮SB1，接触器KM1线圈得电吸合，使电动机串入电阻降压启动。这时时间继电器KT线圈也得电，KT常开触点经过延时后闭合，使KM2线圈得电吸合。KM2主触点闭合短接启动电阻，使电动机在全电压下运行。停机时，按下停机按钮SB2即可。 四．手动串联电阻启动控制 当三相交流电动机标牌上标有额定电压为220/380V(△/Y)的接线方法时，不能用Y-△方法做降压启动，可用这种串联电阻或电抗器方法启动。
实验题目类型：设计型 《电机与拖动》实验报告 实验题目名称：直流电动机启动、调速控制电路 实验室名称：电机及自动控制 实验组号：X组指导教师：XXX 报告人：XXX 学号：XXXXXXXXX 实验地点：XXXX 实验时间：20XX年XX月X日指导教师评阅意见与成绩评定
一、实验目的 掌握直流电动机电枢电路串电阻起动的方法； 掌握直流电动机改变电枢电阻调速的方法； 掌握直流电动机的制动方法； 二、实验仪器和设备 三、实验内容 （1）电动机数据和主要实验设备的技术数据
四、实验原理 直流电动机的起动：包括降低电枢电压起动与增加电枢电阻起动，降低电枢电压起动需要有可调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电，优点是起动平稳，起动过程中能量损耗小，缺点是初期投资较大；增加电枢电阻起动有有级（电机额定功率较小）、无极（电机额定功率较大）之分。是在起动之前将变阻器调到最大，再接通电源，随着转速的升高逐渐减小电阻到零。 直流电动机的调速：改变Ra、Ua和?中的任意一个使转子转速发生变化。 直流电动机的制动：使直流电动机停止转动。制动方式有能耗制动：制动时电源断开，立即与电阻相连，使电机处于发电状态，将动能转化成电能消耗在电路内。反接制动：制动时让E与Ua的作用方向一致，共同产生电流使电动机转换的电能与输入电能一起消耗在电路中。回馈制动：制动时电机的转速大于理想空转，电机处于发电状态，将动能转换成电能回馈给电网。 五、实验内容 （一）、实验报告经指导教师审阅批准后方可进入实验室实验 （二）、将本次实验所需的仪器设备放置于工作台上并检查其是否正常运行，检验正常后将所需型号和技术数据填入到相应的表内（若是在检验中发现 问题要及时调换器件） （三）、按实验前准备的实验步骤实验
` 实验题目类型：设计型 《电机与拖动》实验报告 实验题目名称：直流电动机启动、调速控制线路实验室名称：电机及自动控制 实验组号：指导教师： 报告人：学号： 实验地点：实验时间： 指导教师评阅意见与成绩评定
文档Word ` 一、实验目的 1、掌握并励直流电动机电枢电路串电阻起动的方法。 2、掌握并励直流电动机改变电枢电阻和改变励磁电流调速的方法。 3、掌握并励直流电动机的制动方法。 4、提交实验成果。 二、实验设备
实验技术路线三、 ：实验前预习要点直流电动机的起动1. 起动的方法串电阻起动a)串入电枢回路，以限制启动电串电阻起动就是在启动时将一组启动电阻R 流，而当转数上升到额定转数后，再把启动变阻器从电枢回路中切除。启动过程中要消缺点是变阻器比较笨重，串电阻起动的优点是启动电流小；耗很多的能量。 降电压起动b)降电压起动就是在启动时通过暂时降低电动机供电电压的办法来限制启动这种方法只适合于大功率直当然降压启动要有一套可变电压的直流电源，电流，流电机。 文档Word ` 2.直流电动机的调速 调速的种类与方法： 调节电枢供电电压 a)改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。对于要求在一定围无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。 b)改变电动机主磁通 改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通进行调速（简称弱磁调速），从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。变化时间遇到的时间常数同变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。 c)电枢回路串电阻调速 电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便。但是只能进行有级调速，调速平滑性差，机械特性较软；空载时几乎没什么调速作用；还会在调速电阻上消耗大量电能。 3.直流电动机的制动方法能耗制动在电枢两端从电源断开的同并励直流电动机在能耗制动时要保持励磁电流不变，电枢因机械惯性这时电动机主磁场保持不变，时，其立即接到一个制动电阻上。从而电动机由电动机状态立即转至发电机
同步电动机常见启动故障分析及处理 摘要：同步电动机能否顺利启动，不仅影响到同步电动机自身的安全，还影响到生产系统，为了快速、准确的发现故障、排除故障，对同步电动机常见的启动故障分析就显得非常必要。文章结合维修实践，分析了同步电动机常见启动故障，并给出了具体的处理措施，为今后同步电动机启动故障的维修提供了方法，具有一定的参考价值。 0 引言 同步电动机由于其功率因数高，运行效率高，稳定性好，转速恒定等优点广泛应用于工业生产中。熟悉同步电动机启动故障，并及时排除故障，对电 动机本身及生产系统都具有现实意义，为了能及时、准确排除故障，必须对 同步电动机常见故障进行详细的分析。 1 常见故障 1）同步电动机通电后，不能启动。 同步电动机接通电源后，不能启动和运行，一般有以下几方面的原因：（一）电源电压过低，由于同步电动机启动转矩正比于电压的平方，电源电压过低，使得电机的启动转矩大幅下降，低于负载转矩，从而无法启动，对此，应提高电源电压，以增大电机的启动转矩。（二）电动机本身的故障检查电动机定、转子绕组有无断、短路，开焊和连接不良等故障，这些故障都使电机无法建立起额定的磁场强度，从而电动机无法启动；检查电动机轴承有无损坏，端盖有无松动，如果轴承损坏或端盖松动，造成转子下沉，与定子铁心相擦，从而导致电机无法启动。对定、转子绕组故障可用低压摇表，逐步查找，视具体情况，采取相应的处理方法，对轴承和端盖松动故障，每次开车前都应盘车，看电动机转子转动是否灵活，如轴承（或轴瓦）损坏，应及时更换。（三）控制装置故障此类故障多为励磁装置的直流输出电压调整不当或无输出，造成电动机的定子电流过大，致使电机过流保护动作或引起电机的失磁运行，此时，检查励磁装置的输出电压、电流是否正常，电压、电流波形是否正常，如电压或电流波形不正常，为了节省时间，更换备用触发板。（四）机械故障如被拖动的机械卡住，
电动机自耦降压启动（自动控制电路） 电动机自耦降压起动（自动控制）电路原理图 上图是交流电动机自耦降压启动自动切换控制电路，自动切换靠时间继电器完成，用时间继电器切换能可靠地完成由启动到运行的转换过程，不会造成启动时间的长短不一的情况，也不会因启动时间长造成烧毁自耦变压器事故。 控制过程如下： 1、合上空气开关QF接通三相电源。 2、按启动按钮SB2交流接触器KM1线圈通电吸合并自锁，其主触头闭合，将自耦变压器线圈接成星形，与此同时由于KM1辅助常开触点闭合，使得接触器KM2线圈通电吸合，KM2的主触头闭合由自耦变压器的低压抽头（例如65％）将三相电压的65％接入电动。 3、KM1辅助常开触点闭合，使时间继电器KT线圈通电，并按已整定好的时间开始计时，当时间到达后，KT的延时常开触点闭合，使中间继电器KA线圈通电吸合并自锁。 4、由于KA线圈通电，其常闭触点断开使KM1线圈断电，KM1常开触点全部释放，主触头断开，使自耦变压器线圈封星端打开；同时 KM2线圈断电，
其主触头断开，切断自耦变压器电源。KA的常闭触点闭合，通过KM1已经复位的常闭触点，使KM3线圈得电吸合，KM3主触头接通电动机在全压下运行。 5、KM1的常开触点断开也使时间继电器KT线圈断电，其延时闭合触点释放，也保证了在电动机启动任务完成后，使时间继电器KT可处于断电状态。 6、欲停车时，可按SB1则控制回路全部断电，电动机切除电源而停转。 7、电动机的过载保护由热继电器FR完成。 电动机自耦降压起动（自动控制）电路接线示意图安装与调试 1、电动机自耦降压电路，适用于任何接法的三相鼠笼式异步电动机。 2、自耦变压器的功率应于电动机的功率一致，如果小于电动机的功率，自耦变压器会因起动电流大发热损坏绝缘烧毁绕组。 3、对照原理图核对接线，要逐相的检查核对线号。防止接错线和漏接线。
同步电机启动困难的原因： 当同步电机在频率恒定的电源下启动时，定子产生旋转磁动势F 以同步转速p N n f n 601=旋转。由于机械惯性的作用，电动机转速具有较大的滞后，不能快速的跟随同步转速；由电机的转矩角特性可以知道：转矩角是以2π为周期按正弦规律变化的。当转矩角0<θ<π时，电磁转矩大于零；当转矩角π<θ<2π时电磁转矩小于零，在一个周期内，电磁转矩的平均值等于零。所以在启动时，电磁转矩对转子的作用是一种高频的振动，不能使转子加速启动以达到同步转速，造成同步电机的启动困难。 同步电机稳定运行要求： 由隐极同步电机的转矩角特性图可以知道，当同步电机稳定运行于1θ时，此 时0<1θ<2 π电磁转矩和负载转矩平衡，当负载加大时，转子速度减慢，转子的感应电动势滞后，导致θ角的增大，此时电磁转矩也会增大，电磁转矩与负载转矩在 2θ处达到了新的平衡，同步电机仍以同步转速稳定运行。 图1 在0<θ<2 π隐极同步电机的转矩角特性 图2 在2 π<θ<π隐极同步电机的转矩角特性 当同步电机运行于3θ时，2 π<3θ<π，电磁转矩和负载转矩相等，当负载转矩加大时，转子速度减慢，转子的感应电动势滞后，导致θ角的增大，此时电磁
转矩会减小，电磁转矩减小，导致转矩角的进一步增大，则电磁转矩持续减小，最终电机的转速会偏离同步转速，就会导致失步。总之，在，2 π< <π范围内，同步电机不能稳定的运行，会产生失步现象。 失步现象： 同步电动机运行时，定子磁场拖动转子磁场旋转。两个磁场之间存在着一个固定的力矩，这个力矩的存在是有条件的，必须两者的转速要相等，即同步才行， 所以这个力矩也称为同步力矩 。 一旦两者的速度不相等 , 则同步力矩就不存在了，电机就会慢慢停下来。这种转子速度与定子磁场不同步，而造成同步力矩消失 , 转子慢慢停下来的现象，称为“失步现象”。 为什么失步时，电动机就没有旋转力矩呢？因为当转子与定子磁场不同步的话 , 两者的相对位置就会起变化，即转矩角就会变化。当转子落后定子磁场角度在转矩角0 ～ 180°度时定子磁场对转子产生的是驱动力；当转矩角180° ～ 360°时，定子磁场对转子产生的是阻力，所以平均力矩为零。 引起同步电机失步的原因：欠励失步、过励失步、断电失步。 ○ 1欠励失步 欠励失步主要是因为转子的励磁回路发生断路或者是接触不良、励磁绕组发生匝间短路、励磁系统发生故障等，导致同步电机的励磁绕组欠励磁或者是失去励磁，就会导致转子磁场滞后旋转磁场很大角度导致同步电机不能稳定运行，发生失步。 ○ 2过励失步 过励失步主要是由于相邻出线端头短路故障、附近大型机组或机组群起动或自起动引起母线电压较长时间较大幅度的降低、电动机所带负载的大幅度突增以及起动过程中励磁系统过早投励等原因所引起。电机在过励失步时，励磁系统虽仍有直流励磁，但励磁电流及定子电流都很大并且产生强烈脉振，转子磁场超前旋转磁场很大角度，有时甚至产生电磁共振和机械共振。 ○ 3断电失步 断电失步主要是由于外部供电系统跳闸及人工切换电源时，使交流电机供电电源输送渠道短暂中断而导致。在电源中断又重新恢复期间，同步电动机转子转速不断降低，电源重新恢复时，转子磁场的转速低于定子磁场的同步转速。导致失步。 怎么解决同步电机的失步问题： 同步电机的失磁是导致失步很重要的原因，为了防止失磁，可以在励磁机电源回路串联EPS 专门供电，防止外部大功率设备启动引起电网电压大幅波动。
3.2 学习指导 3.2.1 三相笼型异步电动机降压启动控制 三相笼型异步电动机采用全压启动，控制电路简单，但当电动机容量较大，不允许采 用全压直接启动时，应采用降压启动。 所谓降压启动是利用启动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行启动， 待电动机启动运转后，再使电压恢复到额定值正常运行。 降压启动适用于空载或轻载下启动。 三相笼型异步电动机常用的降压启动方法有： 定子绕组串电阻或者电抗器降压启动、Y- Δ降压起动、自耦变压器降压启动、延边三角形降压启动等。下面讨论几种常用的降压启动 控制电路。 1.定子绕组串电阻降压启动 电动机启动时在定子绕组中串接电阻，使定子绕组的电压降低，限制了启动电流。在电 动机转速接近额定转速时，再将串接电阻短接，使电动机在额定电压下正常运转。 线路工作原理如下： 合上电源开关 QS。
2.Y-Δ降压起动 对于正常运行时定子绕组接成三角形的三相笼形电动机，可采用 Y-Δ降压启动方法达 到限制启动电流的目的。 在启动时，先将电动机的定子绕组接成星形，使电动机每相绕组承受的电压为电源的相 电压；当转速上升到接近额定转速时，再将定子绕组的接线方式改接成三角形，电动机就进 入全电压正常运行状态。 线路工作原理如下： 合上电源开关 QS。 3.自耦变压器降压启动
降压原理： 起动时电动机定子绕组接自耦变压器的次级，运行时电动机定子绕组接三相 交流电源，并将自耦变压器从电网切除。 主电路：起动时，KM1 主触点闭合，自耦变压器投入起动；运行时，KM2 主触点闭合， 电动机接三相交流电源，KM1主触点断开，自耦变压器被切除。 控制电路：起动过程分析 按动 SB2－>KM1 线圈通电自锁－>电动机 M 自耦补偿起动； －>KT 线圈通电延时-->KA 线圈通电自锁－>KM1、KT 线圈断电-->KM2 线圈通电－> 电动机 M 全压运行。 4.延边三角形降压起动 （1）延边绕组示意图 说明：绕组连接 67、48、59构成延边三角形接法，绕组连接 16、24、35 为△接法。 （2）延边三角形降压起动控制电路
图 1 异步电动机Y/△降压起动控制电路 它是根据起动过程中的时间变化，利用时间继电器来控制Y/ △的换接的。由（a）图知，工作时，首先合上刀开关QS，当接触器KM 1 及KM 3 接通时，电动机Y形起动。当接触器KM 1 及KM 2 接通时，电动机△形运行。图（b）为控制电路，其工作过程分析如下: 线路中KM 2 和KM 3 的常闭触点构成电气互锁，保证电动机绕组只能接成一种形式，即Y形或△形，以防止同时连接成Y形及△形而造成电源短路。 二、硬件配置 本模块所需的硬件及输入/输出端口分配如图2所示。由图可见：本模块除可编程控制器之外，还增添了部分器件，其中，SB 1 为停止按钮，SB 2 为起动按钮，FR为热继电器的常开触点，KM 1 为主电源接触器，
KM 2 为△形运行接触器，KM 3 为Y形起动接触器。 图 2 输入/输出接线图 三、软件设计 本模块的软件设计除应用前述的部分基本指令及软元件之外，还新增软元件辅助继电器M100及定时器T 0 ，新增主控触点指令MC、MCR。可编程控制的梯形图及指令表如图3所示。 工作过程分析如下：按下启动按钮SB 2 时，输入继电器X0的常开触点闭合，并通过主控触点（M100常开触点）自锁，输出继电器Y1接通，接触器KM 3 得电吸合，接着Y0接通，接触器KM1得电吸合，电动机在Y形接线方式下起动；同时定时器T 0 开始计时，延时8秒后T 0 动作,使Y1断开，Y1断开后，KM 3 失电，互锁解除，使输出继电器Y2接通，接触器KM2得电，电动机在△形接线方式下运行。
图 3 Y/ △起动控制的梯形图及指令表 若要使电动机停止，按下SB 1 按钮或过载保护（FR）动作，不论电动机是起动或运行情况下都可使主控接点断开，电动机停止运行。
他励直流电机的运行 直流电动机的起动 电动机接到规定电源后，转速从0上升到稳态转速的过程称为起动过程。 他励直流电动机起动时，必须先保证有磁场（即先通励磁电流），而后加电枢电压。 合闸瞬间的起动电流很大应尽可能的缩短启动时间，减少能量损耗以及减少生产中的损耗 起动电流大的原因： １、起动开始时：n=0,Ea=CeΦn=0, ２、电枢电流：Ia=(U-Ea)/Ra=U/Ra Ra一般很小 这样大的起动电流会引起后果： １、电机换向困难，产生严重的火花 ２、过大转矩将损坏拖动系统的传动机构和电机电枢 ３、供电线路产生很大的压降。变频器整流回路的启动电阻 结论：因此必须采取适当的措施限制起动电流，除容量极小的电机外，绝不允许直接起动 起动方法： 电枢串电阻启动——起动过程中有能量损耗，现在很少用，在实验室中用降压启动——适用于电动机的直流电源是可调的，投资较大，但启动过程中没有能量损耗。 直流启动器 电枢串电阻起动： 最初起动电流：Ist=U/(Ra+Rst) 最初起动转矩：Tst=ＫＴΦIst 启动电阻：Rst＝（UN／λi IN）－Ra 为了在限定的电流Ist下获得较大的起动转矩Tst,应该使磁通Φ尽可能大些，因此起动时串联在励磁回路的电阻应全部切除。 有了一定的转速n后，电势Ea不再为0，电流Ist会逐步减小，转矩Tst 也会逐步减小。 为了在起动过程中始终保持足够大的起动转矩，一般将起动器设计为多级，随着转速n的增大，串在电枢回路的起动电阻Rst逐级切除，进入稳态后全部切除。 起动电阻Rst一般设计为短时运行方式，不容许长时间通过较大的电流。
降压起动： 对于他励直流电动机，可以采用专门设备降低电枢回路的电压以减小起动电流。 起动时电压Umin,起动电流Ist： Ist= Umin/Ra< λiIN 启动过程中U随Ea上升逐渐上升，直到U=UN 串励电动机绝对不允许空载起动。 串电阻起动设备简单，投资小，但起动电阻上要消耗能量； 电枢降压起动设备投资较大，但起动过程节能。 直流电动机的调速 为提高产品质量和生产效率，工作机械的运行速不可能是单一的。按照工作机械的要求认为地调节拖动电动机的运行速度。 例如：车床切削工件时，精加工用高速，粗加工用低速。 改变传动机构的变比——机械调速 改变电动机参数——电气调速：直流和交流 直流调速系统中大多数为他励直流电动机 一、他励直流电动机人为机械特性 电动机转速特性和机械特性的一般表达式：
同步电动机变频起动装置的原理、结构及典型故障2007.09.23 提要：大型同步电动机的起动是个相当复杂的问题。如果用减压起动，不但需要很大的变压器、电机结构又相对复杂，且起动对电网有较大的冲击。而利用负载换相同步电动机的原理，对大型同步电动机进行变频起动，是比较理想的方法。本文以宝钢三烧结主排风机的起动装置为例，介绍同步电动机变频起动的原理、过程以及典型故障及处理方法。 同步电动机变频起动中的典型故障 本文以宝钢三烧结主排气风机起动装置为例简要介绍了大容量同步电动机变频起 动装置的原理、结构，并分析、总结了其起动过程中的几个典型故障，包括晶闸管短路、并网故障等。从故障现象、处理过程、原因分析、对策措施等方面进行详细介绍。 1 引言 同步电动机以其可调的功率因数和输出转矩对电网电压波动不敏感等良好的运行性能在大功率电气传动领域独占螯头，是驱动大型风机、水泵、压缩机的首选机型。 但大型同步电动机的起动是个相当复杂的问题。如果用减压起动，不但需要很大的变压器、电机结构又相对复杂，且起动对电网有较大的冲击。而利用负载换相同步电动机的原理，对大型同步电动机进行变频起动，是比较理想的方法。 本文以宝钢三烧结主排风机的起动装置为例，介绍同步电动机变频起动的原理、过程以及典型故障及处理方法。 2 起动装置的基本组成及主要参数 宝钢三期烧结于1998年建成投产，两台主排气风机的电气装置由Rolls-Royce公司提供。 2.1 起动装置的特点 (1) 没有盘车装置，真正实现静止起动; (2) 采用无刷励磁，维护检修方便; (3) 数字化控制系统，调试方便，提高了系统的可靠性; (4) 电动机在同步状态并网，对马达、电网的冲击小。 2.2 主电路的结构 主回路由降压变压器、三相全控桥整流电路、直流电抗器、晶闸管逆变器、升压变压器及同步电动机组成。整流器控制系统为速度、电流负反馈双闭环系统;逆变器控制系统由光电编码器(OPE)和间接式(OPS)转子位置检测器，用于投网控制的整步微调和同步并网。系统的基本构成如图1所示。
同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是：稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，ns称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。 同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步电机为主。 工作原理 ◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。 ◆载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 ◆切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 ◆交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。 ◆交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。 运行方式 ◆同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。
tóng bù diàn dòng jī 转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机。其转子转速n与磁极对数p、电源频率f之间满足n=f/p。转速n决定于电源频率f，故电源频率一定时，转速不变，且与负载无关。具有运行稳定性高和过载能力大等特点。常用于多机同步传动系统、精密调速稳速系统和大型设备(如轧钢机)等。 是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机。正由于这样，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。为此，在很多时候，同步电动机是用以改进供电系统的功率因数的。 同步电动机在结构上大致有两种： 1、转子用直流电进行励磁。它的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。 由于这种同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在转子的周围，结构与异步电动机相似。 当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。 2、转子不需要励磁的同步电机 转子不励磁的同步电动机能够运用于单相电源上，也能运用于多相电源上。这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。鼠笼绕组是用来产生启动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到它应有的速度时，鼠笼绕组就失去了作用，维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极，使之同步 异步电机 电机的转速（转子转速）小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s为转差率， ns为磁场转速，n为转子转速。 基本原理：(1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。 (2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。
星三角降压启动电路图-Y—△降压起动控制线路在以前变频器、软启动器等电子设备价格比较贵，技术比较落后的时候是一个最常用的的电工电路，随着科技的发展，这种启动方式有逐步被淘汰的趋势，但是该启动电路中应用的基本电路中的互锁、自锁、延时继电器，电机的绕组接法等对于刚刚接触电路的朋友是一个很好的教材，下面就根据星三角降压启动电路图给大家介绍一下星三角降压启动电路的工作过程以及电流电压关系。精品文档，超值下载 1、首先介绍一下图纸中各个元器件的符号 L1/L2/L3分别表示三根相线； QS表示空气开关； Fu1表示主回路上的保险； Fu2表示控制回路上的保险； SP表示停止按钮； ST表示启动按钮； KT表示时间继电器的线圈，后缀的数字表示它不同的触点； KMy表示星接触器的线圈，后缀的数字表示它不同的触点； KM△表示三角接触器的线圈，后缀的数字表示它不同的触点； KM表示主接触器的线圈，后缀的数字表示它不同的触点； U1/V1/W1分别表示电动机绕组的三个同名端； U2/V2/W2分别表示电动机绕组的另三个同名端； 2、下面介绍一下工作过程 合上QS，按下St，KT、KMy得电动作。 KMY-1闭合，KM得电动作；KMY-2闭合，电动机线圈处于星形接法，KMY-3断开，KMY和KM△互锁避免KM△误动作； KM-1闭合，自锁启动按钮；kM-2闭合为三角形工作做好准备；kM-3闭合，电动机得电运转，处于星形启动状态。 时间继电器延时到达以后，延时触点KT－1断开，KMy线圈断电，KMY-1断开，KM通过KM-2仍然得电吸合着；KMY-2断开，为电动机线圈处于三角形接法作准备；KMY-3闭合，使KM△得电吸合； KM△-1断开，停止为时间继电器线圈供电；KM△-2断开，确保KMY不能得电误动作：KM△-3闭合是电动机线圈处于三角形运转状态。 电动机的三角形运转状态，必须要按下SP停止按钮，才能使全部接触器线圈失电跳开，才能停止运转。 3、星三角降压启动中的电压电流关系
三相电动机星三角降压启动控制电路图解
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三相电动机星三角降压启动控制电路图解 文章目录 ?接触器控制星三角降压启动 ?时间继电器自动星三角降压启动 星三角（星形-三角形）降压启动是指电动机启动时，把定子绕组接成星形，以降低启动电压，限制启动电流；等电动机启动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。凡事在正常运行时定子绕组作三角形连接的异步电动机，均可采用这种星三角降压启动方式。 接触器控制星三角降压启动 如右图所示是用按钮和接触器控制的星三角降压启动的控制电路。该线路使用了三个接触器、一个热继电器和三个按钮。接触器KM作引入电源用，接触器KMy和KM△分别作星形启动用和三角形运行用，SB1是启动按钮，
SB2是星~三角转换按钮，SB3是停止按钮，熔断器FU1作为主电路的短路保护，熔断器FU2作为控制电路的短路保护，FR作过载保护。电路的工作原理如下：先合上电源开关SQ： 电动机星形（Y）连接降压启动：按下SB1→接触器KM和KMy线圈通电→KM自锁触头闭合自锁、KMy互锁触头分断对KM△的互锁、KM主触头闭合、KMy主触头闭合→电动机M接成星形（Y）降压启动。 电动机三角形（△）连接全压运行：当电动机转速上升到接近额定值时，按下SB2→SB2动合触头闭合、SB2动断触头先分断→接触器KMy线圈断电→KMy互锁触头恢复闭合、KMy主触头分断→KM△线圈通电→KM△互锁触头分断对KMy互锁、KM△自锁触头闭合自锁、KM△主触头闭合→电动机M接成三角形全压运行。 停止时按下SB3按钮即可。 时间继电器自动星三角降压启动 下图所示为时间继电器自动控制星三角降压启动电路图。该线路由三个接触器、一个热继电器、一个时间继电器和两个按钮组成。时间继电器KT作控制星形降压启动时间和完成星三角自动切换用，其他电器的作用和上个线路中相同。
直流电机启动方法 欧阳光明（2021.03.07） 直流电机从接通电源开始转动，直至升速到某一固定转数稳定运行，这一过程称为电动机的启动过程。直流电机有直接合闸起动、串电阻起动和降电压启动三种方法。 由于直流电机电枢回路电阻和电感都较小，而转动体具有一定的机械惯性，因此当直流电机接通电源后，起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小，起动电流很大。最大可达额定电流的15～20倍。这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花。因此直接合闸起动只适用于功率不大于4千瓦的电动机。 为了限制起动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻。在起动过程中随着转速的不断升高及时逐级将各分段电阻短接，使起动电流限制在某一允许值以内。这种起动方法称为串电阻起动，非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电机中。但由于起动过程中能量消耗大，不适于经常起动的电机和中、大型直流电机。但对于某些特殊需要，例如城市电车虽经常起动，为了简化设备，减轻重量和操作维修方便，通常采用串电阻起动方法。 对容量较大的直流电机，通常采用降电压起动。即由单独的可调压直流电源对电机电枢供电，控制电源电压既可使电机平滑起动，又能实现调速。此种方法电源设备比较复杂。下面和松文机电具体了解一下这些启动方式。 a.直接合闸起动。
直接合闸起动就是将电动机直接接入到额定电压的电源上启动。由于电动机所加的是额定电源，而电动机开始接通电源瞬间电枢不动，电枢反电动势E。为零，所以启动时电流很大。启动时电动机最大电流为正因为电动机启动电流很大，所以启动转矩大，电动机启动迅速，启动时间短。 不过，电动机一旦开始运转，电枢绕组就有感应电动势产生，且转数越高，电枢反电动势就越大。随着电动机转数上升，电流迅速下降，电磁转矩也随之下降。当电动机电磁转矩与负载阻力转矩相平衡时，电动机的启动过程结束而进人稳定运行状态。 直接合闸起动的优点是不需其他设备，操作简便；缺点是启动电流大。它只适用于小型电动机，如家用电器中的直流电机。 b. 串电阻起动 串电阻起动就是在启动时将一组启动电阻RP串人电枢回路，以限制启动电流，而当转数上升到额定转数后，再把启动变阻器从电枢回路中切除。 串电阻起动的优点是启动电流小；缺点是变阻器比较笨重，启动过程中要消耗很多的能量。 c．降电压起动。 降电压起动就是在启动时通过暂时降低电动机供电电压的办法来限制启动电流，当然降压启动要有一套可变电压的直流电源，这种方法只适合于大功率直流电机。