浅谈低压大功率电动机的起动方法的选择

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提要：传动机械的静阻力矩，电动机端子电压，电动机的起动计算，母线电压水平。

Abstract: the mechanical transmission static resistance torque, motor terminal voltage, motor starting calculation, bus voltage level.

中图分类号：TM32文献标识码：A文章编号：

随着国民经济的发展，工厂的规模越来越大，其单台电动机的功率越来越大，业主往往提出90KW以上电动机采用软起动方式。工厂中一般的电动机均为鼠笼型电动机。其机械负载：有的属于起动困难设备，如胶带运输机，其所需起动转矩为1.4～1.5；风机和水泵属容易起动设备，其所需起动转矩为0.3。

我们知道，起动时电动机端子电压应能保证传动机械要求的起动转矩，即Ustm≥（1）式

式中：Ustm ――起动时电动机端子电压相对值。

Mstm ――电动机起动转矩相对值。

Mj ――传动机械的静阻转柜相对值。

根据（1）式计算得表1

表1

从表1得知，对于胶带机，起动时其电动机端子电压必须＞0.9（0.92），因此必须全压起动；对风机及泵类，起动时对电动机端电压要求很低，很容易起动。但要保证母线电压要求有足够的水平，以免影响其它运行设备。以下举例计算电动机的端电压

条件：160kw，Ie=168.6A，Ig=1095.9A，线路长430m，2根或3根240mm2电缆（VV）起动时cosφ=0.35，运行时cosφ=0.80

u%=IL （2）式

式中：u%――线路电压损失

Un――标称线电压0.38kv

R′o、X′o――三相线路单位长度的电阻和感抗Ω/km

对VV-1（3×240），R′o=0.085 X′o=0.07

I――计算电流，Ie或Ig168.6A或1095.9A

L――线路长度 0.43km

起动时：若二根电缆

U%==20.487

若三根电缆 U%=13.658

运行时：若二根电缆 U%=3.152

若三根电缆 U%=2.101

由计算得知，若为风机水泵类，起动时U%=13.7＜0.43=57%

但对于胶带机U%=13.7＞1-0.92=8%因此全压起动也起动不起来。怎么办？

1、选择高起动转矩的电动机，以降低对端电压的要求

2、降低起动电流，如改用绕线型电动机，此时Ig/Ee=2～2.5，（而笼型电机为7倍），但由于其有转子回路（电刷）增加了维修工作量。

3、降低传动机械的Mj值，同样可降低端电压的要求。

事实上，低压大功率胶带机，设备厂都在电动机输出轴后都串入了液力偶合器，使其空载起动，机械负载是在起动过程中，随着转速的上升，逐渐加载到电动机上。这就降低了Mj的要求。

我们再来计算起动时母线电压水平。我们假设供电变压器容量为800KVA，变压器已有负荷率为400KVA，cosφ=0.75，短路容量50MVA。

Usth= （3）式

式中：Usth――电动机起动时母线电压机对值

Skm――母线短线容量 MVA

Skm===13.11MVA

Qfh――予接负荷的无功功率

Qfh=Sfh=0.4=0.265

Sst――电动机起动时起动回路的额定输入容量

Sst=

= MVA

Usth=

由式（3）计算得知，起动时母线电压为93%Un，若供电变压器为630KVA，此时，Skm=10.938，USth=0.92，160KW电动机也能全压起动。

结论：由以上计算得知，当供电变压器足够大时（），电动机就可以全压起动。笼型电动机的起动转矩与其端子电压的平方成正比。显然，越是起动困难的电动机，就越应全压起动，降压起动只会使起动更加困难。

参考文献：

[1]工业与民用配电设计手册，中国电力出版社

[2]钢铁企业电力设计手册，冶金工业出版社

[3]钢铁企业电力设参考资料，冶金工业出版社

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。