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第5章 异步电机软起动及优化节能控制技术 ; 在工矿企业中使用着大量的异步电动机（包括380V/660V低压电动机和3kV/6kV中压电动机），有相当多的异步电动机及其拖动系统还处于非经济运行的状态，白白地浪费掉大量的电能。究其原因，大致是由以下几种情况造成的： 　 (1)由于大部分电机采用直接起动方式，除了造成对电网及拖动系统的冲击和事故之外，8~10倍的起动电流造成巨大的能量损耗。 　　 　 (2)在进行电动机容量选配时，往往片面追求大的安全余量，结果使电动机容量过大，造成“大马拉小车”的现象，导致电动机偏离最佳工况点，运行效率和功率因数降低。 　　 　　(3)从电动机拖动的生产机械自身的运行经济性考虑，往往要求电机拖动系统具有变压、变速调节能力，若用定速定压拖动，势必造成大量的额外电能损失。 电动机的非经济运行情况，早已引起国家有关部门的重视，并分别于1990年和1995年制定和修定了一个强制性的国家标准：《三相异步电动机经济运行》（GB12497-1995）。希望依此来规范三相异步电动机的经济运行，国标的发布对电动机的经济运行起了很大的促进作用。 本章介绍异步电动机降压软起动技术及其优化节能控制技术。;起动电流倍数 ;归纳起来，对电动机的起动性能提出了以下几个方面的要求： 　 (1)要求电动机有足够大的，并且能平稳提升的起动转矩和符合要求的机械特性曲线。 　 (2)尽可能小的起动电流。 　 (3)起动设备尽可能简单、经济、可靠，起动操作方便。 (4)起动过程中的功率消耗应尽可能的少。 根据以上相互矛盾的要求和电网的实际情况，通常采用的起动方式有两种：一种是在额定电压下的直接起动方式，另一种是降压起动方式。 ;（2）对电动机的冲击：过大的冲击转矩往往造成电动机转子笼条、端环断裂和定子端部绕组绝缘磨损，导致击穿烧机；转轴扭曲，联轴节、传动齿轮损伤和皮带撕裂等；另外过大的起动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命。　　 （3）对生产机械的冲击：起动过程中的压力突变往往造成泵系统管道、阀门的损伤，缩短使用寿命；影响传动精度，??至影响正常生产过程。 所有这些都给设备的安全可靠运行带来威胁，同时也造成过大的起动能量损耗，尤其当频繁起停时更是如此。因此对电动机直接起动有以下限制条件： ;完毕后再切换成△接法。起动电压为220V，运行电压为380V。这种起动设备的优点是起动设备简单，起动过程中消耗能量少。缺点是有二次电流冲击，设备故障率高，需要经常维护，所以不宜使用在频繁起动的设备上。在转换过程中，由于瞬变电势和电动机剩磁产生的电势往往与电源电压有相位差，严重时会产生电压相加，引起过大的冲击电流和电磁转矩，因此大大地限制了它的使用。由于起动电压为运行电压的1/ ;(5) 对于绕线式异步电动机，可在转子绕组串接频敏变阻器或水电阻实现起动，待起动完成后再将其切除。但频敏变阻器成本高，而水电阻损耗又大。其他定子串电阻起动等方法。 值得指出的是：尽管各种传统降压起动方法各有其优缺点，但它们有一个共同的优点：就是没有谐波污染。 ;（5.1）;式（5.3）表明，随着晶闸管变流装置输出电压的逐渐增加，电磁转矩成平方的加大，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑起动。由式（5.2）可知，当电压降低时，起动电流将随电压成正比地降低，从而可以避开起动电流冲击的高峰，避免起动过流跳闸。但是，式（5.4）又表明，起动转矩与电压的平方成正比，起动转矩的减小将比起动电流的降低更快，降压起动时又会出现起动转矩够不够的问题。为了避免这个麻烦，降压起动只适用于中、大容量电动机空载（或轻载）起动的场合。视起动时所带负载的大小，起动电流可在 (0.5~4)IsN 之间调整，以获得最佳的起动效果，但无论如何调整都不宜于满载起动。负载略重或静摩擦转矩较大时，可在起动时突加短时的脉冲电流，以缩短起动时间。;图 5-2 软起动控制结构框图;Im，然后在保持输出电流I Im 的条件下逐渐升高电压，直到额定电压，使电动机转速逐渐升高，直到额定转速，如图5-3所示。 ;（3）转矩控制起动：主要用在重载起动，它是按电动机的起动转矩线性上升的规律控制输出电压，它的优点是起动平滑、柔性好，对拖动系统有利，同时减少对电网的冲击，是最优的重载起动方式。它的缺点是起动时间较长。 （4）转矩加突跳控制起动：与转矩控制起动一样也是用在重载起动的场合，所不同的是在起动的瞬间用突跳转矩，克服拖动系统的静转矩，然后转矩平滑上升，可缩短起动时间。但是，突跳会给电网发送尖脉冲，干扰其它负荷，使用时应特别注意。 （5）电压控制起动：是用在轻载起动的场合，在保证起动压降的前提下使电动机获得最大的起动转矩，尽可