异步电动机的启动和不对称运行

异步电动机的启动和不对称运行

一、启动

1.全压启动

启动瞬间，异步电动机转予绕组以同步速度切割旋转磁场，产生的感应电动势很大，使得这一瞬间的电流高达电动机额定电流的5～7倍。启动电流太大可能大幅度增加线路上的电压降，不但可能导致该设备启动失败，还可能导致其他设备停车，还可能造成设备和线路的损坏。因此，公用低压配电网中10kW以上的笼型电动机、小区低压配电室供电的14kW 以上的笼型电动机、专用变压器供电的额定功率不超过变压器容量10%～15%的电动机均应采取减压启动方式。

2.减压启动

笼型电动机常用的传统减压启动方式是Y-A 启动和自耦减压启动。

（1）Y-△启动是启动时将三相绕组接成星形连接。待启动接近终了时将三相绕组改成三角形连接。由于启动时相电压降低为额定时间的1/3，相电流也降低为直接启动时的1/3，线电流则降低为直接启动时的1/3。堵转转矩也降低为直接启动时的1/3。因此，这种启动方法只能用于轻载启动的运时三角形接法的电动机。

（2）自耦减压启动的原理如图11-7所示。启动时艳动机经自理变压器降压（比较多见的是将电源电压降低为80%和65%）基通电源。启动临近终了时甩掉自耦变压器直径接通电源。对于将电源迎压降低为80%的自耦减压启动，电动机电流也降低为直接启云时的80%、线路电流则降低为直接启动时的64%。绪转转矩也限纸为直接启动时的64%。自耦减压启动器的自耦变压奉都是按短时工作设计的。使用中应注意每次启动时间不能大长。每小时内启动次数不能大多，而且相邻两次启动之间需间隔一段时间。

（3）延边三角形减压启动是笼型电动机介于Y-△ 启动和直启动之间的减压启动方式。如图11-8所示，启动时三相绕组接万局部三角形，运行时接成全三角形。这种电动机的每相绕组必须引出3个端子。

此外，笼型电动机还可采用定子绕组串电抗或电阻的启动方式。这两种启动方式的功率损失和电压损失都比较大，只能用于轻载启动的电动机。

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上述减压启动方法只是在一定程度上减小了启动时的电流冲击。随着电子技术的发展，应用晶闸管电路，可以实现在启动过程中逐渐提高加到电动机上的电压，把笼型电动机启动冲击电流限制在最小范围内的所谓软启动方式。

3.绕线型异步电动机的启动

绕线型电动机常采用转子绕组串电阻器或频敏变阻器的启动方式。如图11-9a所示，开始启动时在转子电路中串入外接电阻，既能限制堵转电流，又能取得较大的堵转转矩;然后逐级切除外接电阻，使电动机平稳加速;最后全部切除外接电阻，并将转子绕组短路，电动机转入正常运行。因为电阻要消耗能量，所以这种方法是不够经济的。如图11-9b所示，可以用频敏变阻器代替普通的电阻器。频敏变阻器实质上是铁心功率损耗较大的电抗器。开始启动时，转子频率高，变阻器的阻抗也大;随着转子转速增加，转子频率降低变阻器的阻抗自动减小; 启动完毕后，切除变阻器，并将转子短路频敏变阻器结构简单，不需逐级切换，可靠性较高。而且便于实现自动控制。

二、异步电动机不对称运行

异步电动机允许在一定范围内降低容量，不对称运行。例如三相电动机可以甩开一相，将其余两相中的一相直接接单相电源另一相串联电容后接单相电源作单相电动机运行。但是，故障不不称运行往往是烧毁电动机和导致电击事故的主要原因。

1.三相电动机缺一相运行

三相380V电动机缺一相后，变成380V单相运行，旋转磁均变成脉振磁场。可以证明，一个脉振磁场能够分解为两个大小相等转向相反、转速相同的旋转磁场。每个旋转磁场的大小为脉振磁场的1/2。这时，堵转转矩为零，即电动机在停止状态理论上是不能启动的。因为电动机的堵转电流比正常工作的电流大得多，所以，在这种情况下接通电源时间过长或多次频繁地接通电源，将导致电动机烧毁。

运行中的三相电动机缺一相时，如负载转矩很小，仍可维持运转，仅转速略有降低，并发出异常声响。但是，对于恒功率负载，线路电流将增加为正常时的倍，运行时间过长也会烧毁电动机。

为防止缺一相运行烧毁三相电动机，可以采取多种保护方案。其中，有利用电压变化的方案，也有利用电流变化的方案。

2.三相电动机两相一零运行

三相电动机两相一零运行是一种十分危险的运行方式。三相电动机两相一零运行是由于一条相线与接向金属外壳的保护零线接错造成的。这时电动机外壳带电，触电危险性很大。这时，供给电动机的电压为不对称三相电压，即一个线电压和两个相电压。这时，正转转矩约为额定转矩的4/9，反转转矩约为额定转矩的1/9，堵转转矩为额定堵转转矩的13。因此，如果负载转矩不大，接通电源时，电动机仍能正向启动;运行时转速变化很小，异常声音也不明显。正因为如此，这种故障状态可能给人以错觉，使人忽略电动机外壳带电的危险。

三、异步电动机安全运行条件

新安装的三相笼型异步电动机在投入运行前应检查接法是否正确，与电源电压是否相符;防护是否完好;外壳接零或接地是否良好;绝缘电阻是否合格;各部螺丝是否紧固;盘车是否正常;启动装置是否完好。带负荷前应空载运行一段时间。空载试运行时转向、转速声音、振动、电流应无异常。

1.运行参数

电动机的电压、电流、频率、温升等运行参数应符合要求。电压波动不得超过-5%～+10%、电压不平衡不得超过5%。电流不平衡不得超过10%。当环境温度为35 ℃时，电动机的允许温升可参考表11-1所列数值;环境温度低于35 ℃时，电动机功率可增力（35-t）%，但最多不得超过8%～10%;环境温度高于35℃时电动机功率应隆低（t-35）%。电动机的声音应当轻而均匀。电动机的滑动接触处只允许有不连续的或微弱的火花。电动机振动的邓幅值可参考表11-2所列许可值。

2.绝缘

任何情况下，电动机的绝缘电阻不得低于每伏工作电压1000Ω。电动机的各项绝缘电阻不应低于表11-3所列数值。

3.保护

电动机必须装设短路保护和接地故障保护，并根据需要装设过载保护、断相保护和低电压保护。熔断器、瞬时动作过电流脱扣器、电流继电器可用作短路保护元件。熔断器熔体的额定电流应取为异步电动机额定电流的1.5～2.5倍。全压启动和重载启动取用较大的倍数。瞬时动作过电流脱扣器或电流继电器的整定电流应大于电动机的堵转电流。热继电器可用作过载保护元件。热继电器热元件的额定电流应取为电动机额定电流的1～1.5倍，其整定值应接近但不小于电动机的额定电流。

4.维护和维修

电动机应保持主体完整、零附件齐全、无损坏，并保持清洁。电动机应定期进行检修和保养工作。日常检修工作包括清除外部灰尘和油污、检查轴承并换补润滑油、检查滑环和整流子并更换电刷、检查接地（零）线、紧固各螺钉、检查引出线连接和绝缘检查绝缘电阻。启动设备应与电动机同时检修。交流电动机大修

后的试验项目包括测量各部位的绝缘电阻、500kW 以上的电动机测量吸收比、定子绕组和绕线型转子绕组交流耐压试验（40kW 以下只摇测绝缘电阻）、定子绕组极性测定、空载试验以及高压500kW以上者直流耐压试验。

5.资料

除原始技术资料外，还应建立电动机运行记录、试验记录、检修记录等资料。