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      南通第二機床有限公司

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      技術交流

      平面磨床異步電動機的啟動、調速及制動控制

      發布時間:2019/2/18
        因為平面磨床經常要進行啟動、調速和停車,所以作為原動機的異步電動機,其啟動、調速和制動等性能的好壞對平面磨床的的磨削有很大影響。
        1.磨床三相異步電動機的啟動
        磨床三相異步電動機的啟動是指從電動機接入電網開始到達到正常運轉為止的這一過程。一般衡量三相異步電動機啟動性能的好壞,主要有如下四點:
        (1)啟動電流盡可能小;
        (2)啟動轉矩要足夠大;
        (3)啟動所需用的磨床設備簡單、經濟、操作方便;
        (4)啟動過程中的磨床功率損耗要盡量小。
        平面磨床的異步電動機在啟動時存在著兩種矛盾:電動機的啟動電流大,而供電線路承受沖擊電流的能力有限;電動機的啟動轉矩小,而負載又要求有足夠的轉矩才能啟動。在不同的情況下應采取不同的啟動方法。
        對于容量不大,又是在空載情況下啟動的異步電動機,如一般平面磨床上用的電動機,啟動電流雖大,但在很短時間內就下降了,只要車間里許多平面磨床不是同時啟動,對供電線路不會造成太大影響。其啟動轉矩即使比電動機的額定轉矩還小,只要是空載啟動,也是夠用的,轉起來之后,仍能承擔額定負載。因此,在這種情況下可以采用直接啟動。
        對于經常滿載啟動的電動機,如立軸磨床、龍門磨床等,當啟動轉矩小于負載轉矩時,根本就轉不起來,當然就無法工作了。對于幾百千瓦以上的中、大容量電動機,額定電流就有好幾百安培,啟動電流有數千安培,這樣大的電流沖擊一下,供電線路能否承受,那就要看電網和供電變壓器的容量了。平面磨床電動機的啟動電流流過具有一定內阻抗的發電機、變壓器和供電線路,總會造成電壓的瞬時降低。變壓器容量越小,內阻抗值就越大,啟動電流引起的瞬時壓降也越大。供電電壓的瞬時降低,不僅會使這臺要啟動的電動機本身轉不起來,而且在同一條供電母線上的其他設備也要受到沖擊,電燈會變暗,數控平面磨床設備失常,帶著重載的電動機甚至會停下來。在這種情況下,變電所的欠電壓保護可能會跳閘,造成停電事故。因此,大容量的異步電動機是不允許直接啟動的。具體來講,異步電動機的啟動方法主要有以下四種:
        1)小容量電動機空載或輕載啟動——直接啟動
        小容量電動機空載或輕載時,可以直接啟動。直接啟動就是將電動機定子繞組直接接到具有額定電壓的電網上。這種啟動方法的優點是操作和啟動設備都簡單。直接啟動時電流較大,如果負載的慣量較大,啟動時間可能較長。為了保證平面磨床電動機啟動時不引起太大的電網壓降,電動機應滿足下列經驗公式的要求,電動機能否采用直接啟動方法,這不僅取決于電動機本身的容量大小,而且還與供電電網容量、供電線路長短、啟動次數及其他磨床用戶的要求有關。
        供電電網容量越大,允許直接啟動的電動機容量也越大。電動機與供電變壓器之間的距離越長,啟動時線路電壓降也越大,則電動機的端電壓就越低,有可能使電動機轉不起來,此種情況下應降低允許直接啟動的電動機容量。頻繁啟動的電動機,通過同一臺變壓器供電到其他設備,如果都是動力用戶,即都是電動機,則對允許直接啟動的電動機容量的要求就放松一些,如果還有照明用戶,以及其他對電源電壓波動很敏感的用戶,則對允許直接啟動的電動機容量的要求就嚴格一些。
        至于具體的規定,可查閱有關書籍或電工手冊。通常以下兩種情況可以采用直接啟動:
        (1)容量在7.5kW以下的三相異步電動機;
        (2)電動機在啟動瞬間造成的電網電壓降不大于電壓正常值的10%,對于不經常啟動的電動機可放寬到15%。
        2)中、大容量電動機空載或輕載啟動——降壓啟動
        當平面磨床電動機容量超過前面所述的要求時,就不能直接啟動。在這種情況下,如果仍是空載或輕載啟動,則啟動時的主要問題就是啟動電流大而電網允許的沖擊電流有限。因此,必須降低啟動電流。要降低啟動電流,最有效的措施就是降壓啟動。
        降壓啟動是指電動機在啟動時降低加在定子繞組上的電壓,啟動結束后再加上額定電壓運行。降壓啟動可以有效地降低電動機的啟動電流,感應電動機的啟動轉矩和電壓的關系。
        由此可見,感應電動機的啟動轉矩和電壓的平方成正比,因此,降壓啟動時,電動機的啟動轉矩也相應降低,所以降壓啟動只適用于電動機空載或輕載啟動。常用的降壓啟動方法有星/三角降壓啟動、自耦變壓器降壓啟動、定子繞組串電阻或電抗降壓啟動、 延邊三角形降壓啟動。
        3)星/三角(Y/△)降壓啟動
        星/三角降壓啟動是指在額定電壓下運行時為三角形接法的電動機,在啟動時采用星形接法從而使三相定子繞組所承受的每相電壓降低為額定電壓(電源線電壓)的l/√3倍。其原理如此種方法的最大優點是所需設備簡單、價格低,因而獲得了廣泛的應用。由于此種方法只能用于正常運行時三相定子繞組為三角形接法的電動機,因此,我國生產的J02及Y系列三相鼠籠式異步電動機,功率在4kW及以上者正常運行時都采用三角形接法。
        
        圖 星/三角降壓啟
        4)自耦變壓器降壓啟動
        自耦變壓器降壓啟動又稱啟動補償器啟動,這種啟動方法是利用自耦變壓器來降低啟動時加在定子三相繞組上的電壓,其原理線路圖如圖所示,它由三相自耦變壓器和控制開關等組成。
        利用平面磨床三相自耦變壓器將電動機在啟動過程中的端電壓降低,以達到減小啟動電流的目的。自耦變壓器備有40%、60%、80%等多種觸頭,使用時要根據電動機啟動轉矩的要求具體選擇。
        磨床繞線式異步電動機轉子繞組串入附加電阻后,既可以降低啟動電流,又可以增大啟動轉矩。
        這種啟動方法的優點是可以按容許的啟動電流和所需的啟動轉矩選擇自耦變壓器的變壓比從而實現降壓啟動,而且不論電動機定子繞組采用星形接法還是三角形接法都可使用,缺點是投資較大、設備體積大。
      白马王子