绕线式异步电动机转子绕组串接电阻的启动方法,在电动机的启动过程中,由于电阻是逐级减小的,在减小电阻的瞬间,电流及转矩会突然增加,产生一定的机械冲击。同时,串接电阻启动的控制线路复杂,使用的电器较多,工作很不可靠。而且电阻本身比较笨重,能耗大、控制箱的体积大。
从20世纪60年代开始,我国开始推广自己独创的频敏变阻器。频敏变阻器实质上是一个铁损很大的三相电抗器,它的阻抗值随着电流频率的变化而显著地变化。电流频率高时,阻抗值也高;电流频率低时,阻抗也低。频敏变阻器的这一特性非常适用于控制异步电动机的启动过程。频敏变阻器串在绕线式异步电动机的转子回路中,开始启动时,由于转差率s最大(接近于1),转子电流频率也最高,它的阻抗也就最大;随着电动机转速上升,转差率s减小,转子电流的频率降低,变阻器的阻抗也随之减小。因此,绕线式异步电动机的整个启动过程中等效电阻逐渐自动变小,而转矩基本保持不变。因为频敏变阻器的阻抗能够随着转子电流频率的下降而自动减小,所以它是绕线转子异步电动机较为理想的一种启动设备,常用于较大容量的绕线式异步电动机的启动控制。
1.频敏变阻器控制线路
采用频敏变阻器的启动控制线路如图2-27所示,该线路可以实现自动及手动两种控制。
图2-27 绕线式异步电动机频敏变阻器启动控制线路
当转换开关SA置于“自动”位置时,动作原理如下:
先合上电源开关QS。
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当转换开关SA置于“手动”位置时,时间继电器KT将不起作用,利用按钮SB3控制中间继电器KA和接触器KM2的动作。
此线路适用于电动机启动电流大,启动时间较长的场合。用电流互感器TA可以降低热元件中流过的电流,在热元件旁并接中间继电器KA的常闭触点,是为了防止启动电流流过热元件而产生误动作。
2.频敏变阻器的调整
频敏变阻器上有4个接头,1个接头标为N,在另外3个接头中,接头1到N间为100%的匝数,2到N间为85%的匝数,3到N间为71%的匝数,出厂时线接在2到N接头上。
频敏变阻器的上、下铁心由4颗拉紧螺栓固定,拧开拉紧螺栓上的螺母,可以在上、下铁心之间增减非磁性垫片,即可调整磁路中的空气间隙。出厂时上、下铁心间气隙为零。
如在使用中遇到下列情况,应调整频敏变阻器的匝数和气隙。
(1)启动电流大,启动太快。可换接接头,使匝数增加,阻抗变大,减小启动电流,同时启动转矩也减小。反之,应换接接头,使匝数减少。
(2)在刚启动时,启动转矩过大,机械冲击大,但启动完毕后稳定转速又偏低。这时可在上、下铁心之间增加气隙。增加气隙的效果是启动电流略有增加,启动转矩略有减少,但启动完毕后转矩增大,从而提高了稳定转速。
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