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电机的启动电流为何会比较大?电压不够,转子不动或者缓慢,会有什么后果?

(2013-04-07 23:00:40)
 转子的电流大小与转差率有关,转子电势(电流)的频率等于定子电流频率乘以转差率,即转子转速越慢,转差率越大转子感应电势值越大 
 1、电机堵转,即电机转子没有旋转,则定子磁场与转子之间的转差相当大,相当于转子切割磁力线的速度很快,产生很大感应电流,从而发热很大。
       2、电机电磁转矩与电压平方成正比,电压下降,则转矩下降,从而速度降低,转差增大,感应电流增大,定子电流也增大。
       3、过载后负载转矩超过额定转矩,功率不变,为了维持转矩平衡,必然转速降低,电流增大,超过额定电流。这种情况下只能短时运行,否则电机发热严重容易损坏 


这种情况下电机转矩会下降,电机会 为较大的转差率而产生较大的相电流。如果较长时间没有恢复到额定电压,在重负荷下电机将会 为定子铜损过大,发热过量而烧毁。


三相功率为各相差120度的正弦函数,其和正好是一与时间无关的常数,对电机来说,三相运行其力矩只与电源电压有关,只要电压稳定电机就能达到出力与负载平衡的稳定运行状态,而缺相运行时,电机所受功率是一随时间震荡的三角函数,故加速力矩不均匀,也无法和恒定负载平衡,故而会出现运转不稳定的情况,大功率电机一般都是三相的,小功率电机(如家用电扇等)由于速度高,负载小,是单相的,因为力矩不平衡对其运行产生的影响是比较小的,但单相电机的启动仍然比较慢。


定子旋转磁场的转速和电网频率严格对应称为同步转速。n=60f/p ,其中f为电网频率,p为电机磁极对数。
所以,转差率就是定子旋转磁场转速与转子转速之差再除以定子旋转磁场转速(同步转速)。
对于异步机,电机学没有像直流机那样利用理想空载转速和转速降来表达转速,转速的刻化是借助同步转速n1和转差率S。然而作为电动机的一种,异步机转速事实上同样是由理想空载转速n0和转速降Δn 构成,这是由电动机机械特性的普遍规律所决定的,也是电动机转速的普遍表达形式。

S=(n1-n)/n1 式中: n1为同步转速, n 为电机转速。
通常看到的Sm为最大转矩对应的转差率。
原理:定子绕组通入三相交流电,产生旋转磁场,旋转磁场切割转子导体,产生感应电动势,感应电动势在导体内产生电流,转子电流与定子磁场相互作用产生电磁力,带动转子旋转,这个旋转的方向与定子的旋转磁场的方向一致。无外力影响的情况下,转子旋转的速度低于定子磁场旋转的速度。定子磁场旋转的速度与转子旋转的速度之差与定子磁场的旋转速度之比,就是转差率。

一般我们用的电动机都是异步电机 异步电机存在转差率  异步电机的启动电流是指 当电机直接投入电网起动时 在那瞬时里 时间t=0  转速n=0 而同步转速n1=60f/p   由此可以得出转差率S=(n1-n)/n1 = (n1-0)/n1 =1  此时异步电机电机对电网呈现短路阻抗Zk 此时流过的电流就称为启动电流
   所以来说 启动电流是指转差率最大时(等于1  正常运行时很小的为零点零几)时的电流 其决定因素是所加的电压U和电动机本身的短路阻抗Zk  其每相启动电流=U/Zk  与电机本身带的负荷多少也没关系  只是空载时电流减少得比较快 最后稳定到空载电流 满载的时候电流减少得比较慢 最后稳定为额定电流

应该说,启动电流的大小和转差率没关系,而启动电流反回的时间则和转差率有关系,因为启动电流之所以大是因为在电机启动的瞬间电动机的"反电势”还没建立起来,而建立反电势的过程就是电动机启动电流返回至运行电流的过程,而这个过程和转差率有关系。
理论上的“启动电流”和负载没有关系,可以理解为静子电动势没有“对手”相抗衡而产生的大电流。但如果电动机启动时负载过大,肯定会引起母线压降明显,因为电动机输出转矩与电压的平方成成正比,而电动机的输出转矩又是由负载转矩决定的。

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