低壓電動機(jī)啟動器的四種類型介紹

電動機(jī)對于全球無數(shù)的自動化應(yīng)用起至關(guān)重要的作用。在大多數(shù)情況下，電動機(jī)的驅(qū)動（即向電動機(jī)供電）需要一些工程設(shè)計的系統(tǒng)，該系統(tǒng)也必須與電動機(jī)的繞組布置兼容。只有最簡單和最小的設(shè)計（通常使用5 hp或更小的單相電動機(jī)或15 hp或更小的三相電動機(jī)）才可以在沒有風(fēng)險電機(jī)過載和線路欠壓的情況下直接連接（也稱為跨線）到電源。以這種方式驅(qū)動的三相電動機(jī)可以以簡單的星形（也稱為星形）或三角形配置連接繞組……而雙電壓電動機(jī)（方便接受230 V或460 V輸入的方式）具有可以運(yùn)行的雙線圈組并聯(lián)或串聯(lián)（對于較高電壓）。

在其他任何地方，全線電動機(jī)啟動都會給電動機(jī)本身以及與電動機(jī)相連的系統(tǒng)帶來太多問題，包括有害的電氣影響以及機(jī)械動力傳輸組件的過度磨損。安全性，生產(chǎn)率和精確度的設(shè)計目標(biāo)通常需要使用更高級的電機(jī)驅(qū)動方法。

接觸器和電動機(jī)啟動器之間的區(qū)別

接觸器和電動機(jī)起動器雖然是不同的組件，但它們可以互換使用，因為它們的核心是完全相同的技術(shù)——能夠處理高壓的開關(guān)。

不同之處在于，電動機(jī)起動器具有一個或多個接觸器中沒有的系統(tǒng)，如某種過載繼電器會切斷電壓輸入。如果該繼電器檢測到電動機(jī)過載或由于長時間運(yùn)行的過電流而造成的熱損害，則該繼電器會被切斷。那些被指定為自保護(hù)電動機(jī)起動器的電動機(jī)還包括短路保護(hù)。再次強(qiáng)調(diào)，術(shù)語的精確使用是關(guān)鍵：與其討論任何電氣故障，不使用短路來表示，而是在討論由電力流動引起的突然過電流而發(fā)現(xiàn)了一些意外的行進(jìn)路徑時才使用該術(shù)語。短路保護(hù)可立即起作用，以切斷系統(tǒng)與電源的連接。

接觸器和電動機(jī)起動器之間的另一個區(qū)別與這兩個組件的額定值和指定方式有關(guān)。接觸器通常按其電壓容量分類。相比之下，電動機(jī)啟動器通常通過其電流容量和與其兼容的電動機(jī)的功率來額定……甚至在啟動時適應(yīng)涌入電流而不會造成跳閘的情況下。這通常是通過繼電器跳閘稍微延遲來完成的，因為許多電動機(jī)（尤其是較小的電動機(jī)）可以在幾秒鐘內(nèi)達(dá)到滿速運(yùn)行。

從最基本的級別啟動的電動機(jī)分為手動或自動。手動啟動包括手動開-關(guān)開關(guān)，當(dāng)工廠人員激活時，它們簡單地接通或斷開電動機(jī)輸入電路。某些可作為真正的電動機(jī)啟動器的型號（如上所述）包含一個熱過載繼電器，以在電動機(jī)過熱時使電動機(jī)斷電。相反，自動觸發(fā)的電動機(jī)啟動有時也稱為機(jī)電接觸器的電磁啟動，而電磁接觸器是此設(shè)計的核心。

與任何機(jī)電繼電器技術(shù)一樣，它們具有固定的電磁線圈（根據(jù)按鈕，限位開關(guān)，計時器，浮球開關(guān)或其他繼電器的命令）將兩個電路合在一起。這些電路包括輸入電源觸點(diǎn)和匹配的載體（一旦閉合在一起），電流可流入電動機(jī)繞組。這種設(shè)計的一個變體是組合式啟動器，它包括磁作用以及在需要時通過某種方式斷開電源如使用保險絲，斷路器或電動機(jī)電路開關(guān)。

減壓電機(jī)啟動器

除全電壓電動機(jī)啟動系列外，還有低壓啟動器。在機(jī)器軸要求平穩(wěn)，無震顫加速至全速的情況下（以保護(hù)所連接的機(jī)器設(shè)備或某些所連接的負(fù)載），必須使用低壓電動機(jī)啟動器。實際上，它們在由本地電力公司調(diào)節(jié)的設(shè)置中也很有用，這些設(shè)置可以限制電動機(jī)啟動期間電源上的電壓波動和電流浪涌。

低壓電動機(jī)啟動器包括四種常見的類型：

1.初級電阻電動機(jī)啟動器

初級電阻電動機(jī)啟動器是一種經(jīng)濟(jì)高效的選擇。它需要使用一定數(shù)量的電阻器和接觸器，而接觸器決定了啟動電壓的步進(jìn)數(shù)。由于電路的低電感，這些步驟可能會有些突然。盡管電阻器可能體積龐大且效率低下，但這種啟動器類型可提供可靠的電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩。

2.初級反應(yīng)堆電動機(jī)起動器

初級反應(yīng)堆電動機(jī)啟動器在大型高壓電動機(jī)上最常見。它們在類似于初級電阻電動機(jī)啟動器的電路中采用電抗器（電感器）作用。盡管額外的系統(tǒng)電感會降低整體效率，但仍可能有相對較長的平滑加速時間（甚至達(dá)到十幾秒或更長），而不良的功率因數(shù)會降低產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量和電機(jī)磁通量。

3.自耦電動機(jī)啟動器

初級反應(yīng)堆電動機(jī)啟動器成本較高，但在需要可調(diào)節(jié)的啟動扭矩的情況下很有用。自動變壓器電動機(jī)起動器使用單繞組變壓器-后者是用于將電能從一個電路傳遞到另一個電路的無源電氣設(shè)備。更具體地，自耦變壓器起動器在具有可選抽頭的自耦變壓器上采用三組電接觸器。這可以提供步進(jìn)電壓啟動，從而在啟動時可以長期平穩(wěn)加速-甚至達(dá)到幾十秒。對于那些主要（而不是效率）是主要設(shè)計目標(biāo)的應(yīng)用，對于高啟動轉(zhuǎn)矩，啟動電壓可以是線路電壓的50％至80％。

4.軟起動器

在所有電動機(jī)啟動器選項中，采用固態(tài)半導(dǎo)體技術(shù)的軟啟動器具有最大的可控性。它們也是電動機(jī)內(nèi)部子組件和附加動力傳遞機(jī)構(gòu)中最輕巧的一種。軟起動器的核心是各種晶閘管或SCR組件……因此，例如，某些設(shè)計在進(jìn)入電動機(jī)的三條線中的每條線上都有一對晶閘管。有關(guān)此技術(shù)的基礎(chǔ)，請查閱本設(shè)計指南中有關(guān)固態(tài)繼電器的部分。這些開關(guān)設(shè)備的作用是控制進(jìn)入電動機(jī)繞組的電功率（如顯示點(diǎn)火角的軟起動器圖所示），同時利用電動機(jī)在初次啟動時的電壓，電流和轉(zhuǎn)矩如何降低。然后他們按照預(yù)設(shè)的程序逐漸提高電壓和扭矩。

電動機(jī)軟啟動器編程規(guī)定了增加電壓的確切參數(shù)，以設(shè)置電壓?？紤]一個典型的基于SCR的軟起動器的操作：這里的導(dǎo)電（門控）SCR具有可移動的柵極點(diǎn)…并調(diào)回該速度值（稱為斜坡時間）會導(dǎo)致在SCR接通之前增加電壓累積。然后，一旦電動機(jī)繞組達(dá)到滿電壓，SCR就會關(guān)閉。過長的斜坡時間可能使電流超過電動機(jī)的安全極限，或提示電流極限安全切斷。

除了已經(jīng)提到的好處外，軟啟動器還可以提供電動機(jī)保護(hù)（即使在電力不足的情況下，在相位不平衡期間）以及軟停止的能力。軟停止在電動機(jī)驅(qū)動諸如輸送機(jī)之類的設(shè)計時會有所幫助，這些設(shè)計涉及的慣性在運(yùn)輸過程中會發(fā)生移動或斷裂。

當(dāng)然，變頻驅(qū)動器（VFD）是軟啟動功能的另一種選擇。它們通過改變電動機(jī)輸入電壓頻率而不是電壓幅值，提供了與軟啟動器相同的受控啟動和停止功能，但方式不同。VFD與軟起動器相比的其他優(yōu)點(diǎn)包括能夠在整個工作范圍內(nèi)控制電動機(jī)速度。VFD還可以提供功率來保持扭矩（零速時為全扭矩），這在電機(jī)驅(qū)動的應(yīng)用（例如起重機(jī)和電梯）中至關(guān)重要。

但是，對于某些設(shè)計，VFD過于昂貴和復(fù)雜。降低電壓的電動機(jī)啟動器往往比VFD更適合，因為在低于其最高速度額定值的情況下運(yùn)行連接的電動機(jī)并不會帶來效率提升。
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