為什么電機(jī)啟動(dòng)電流大？啟動(dòng)后電流又小了？

電機(jī)啟動(dòng)電流到底有多大？

電機(jī)的啟動(dòng)電流是額定電流的多少倍說法不一，很多都是根據(jù)具體情況來說的。如說十幾倍的、6~8倍的、5~8倍的、5~7倍的等。

一種是說法說在啟動(dòng)瞬間(即啟動(dòng)過程的初始時(shí)刻)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為零時(shí),這時(shí)的電流值應(yīng)該是它的堵轉(zhuǎn)電流值。

對(duì)最經(jīng)常使用的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，在JB/T 10391 《Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)中就有明確的規(guī)定。其中5.5kW電機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流與額定電流之比的規(guī)定值如下：

· 同步轉(zhuǎn)速3000時(shí)，堵轉(zhuǎn)電流與額定電流之比為7.0；

· 同步轉(zhuǎn)速1500時(shí)，堵轉(zhuǎn)電流與額定電流之比為7.0；

· 同步轉(zhuǎn)速1000時(shí)，堵轉(zhuǎn)電流與額定電流之比為6.5；

· 同步轉(zhuǎn)速750時(shí)，堵轉(zhuǎn)電流與額定電流之比為6.0。

5.5kW電機(jī)功率比較大，功率小些的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流和額定電流比值要小些，所以電工教材和很多地方都是說異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流是額定工作電流的4~7倍。

為什么電機(jī)起動(dòng)電流大？起動(dòng)后電流又小了？

這里我們有必要從電機(jī)啟動(dòng)原理和電機(jī)旋轉(zhuǎn)原理的角度來理解：

當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)處在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，從電磁的角度看，就像變壓器，接到電源去的定子繞組相當(dāng)于變壓器的一次線圈，成閉路的轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器被短路的二次線圈；定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組間無電的的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系，磁通經(jīng)定子、氣隙、轉(zhuǎn)子鐵芯成閉路。

當(dāng)合閘瞬間，轉(zhuǎn)子因慣性還未轉(zhuǎn)起來，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以最大的切割速度——同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子繞組，使轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)起可能達(dá)到的最高的電勢(shì)，因而，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中流過很大的電流，這個(gè)電流產(chǎn)生抵消定子磁場(chǎng)的磁能，就象變壓器二次磁通要抵消一次磁通的作用一樣。

而定子方面為了維護(hù)與該時(shí)電源電壓相適應(yīng)的原有磁通，遂自動(dòng)增加電流。因?yàn)榇藭r(shí)轉(zhuǎn)子的電流很大，故定子電流也增得很大，甚至高達(dá)額定電流的4~7倍，這就是啟動(dòng)電流大的緣由。

啟動(dòng)后電流為什么?。弘S著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高，定子磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度減小，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電勢(shì)減小，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流也減小，于是定子電流中用來抵消轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的磁通的影響的那部分電流也減小，所以定子電流就從大到小，直到正常。

減小電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的方法有哪些？

常見減小電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的啟動(dòng)方法有直接啟動(dòng)，串電阻啟動(dòng)，自耦變壓器啟動(dòng)，星三角減壓?jiǎn)?dòng)及變頻器啟動(dòng)的方法來減小對(duì)電網(wǎng)的影響。

直接啟動(dòng)

直接啟動(dòng)就是將電機(jī)的定子繞組直接接入電源，在額定電壓下起動(dòng)，具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)時(shí)間短的特點(diǎn)，也是最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)和最可靠的起動(dòng)方式。全壓起動(dòng)時(shí)電流大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，操作方便，起動(dòng)迅速，但是這種啟動(dòng)方式對(duì)電網(wǎng)容量和負(fù)載要求比較大，主要適用于1W以下的電機(jī)啟動(dòng)。

串電阻啟動(dòng)

電機(jī)串電阻啟動(dòng)，也就是降壓?jiǎn)?dòng)的一種方法。在啟動(dòng)過程中，在定子繞組電路中串聯(lián)電阻，當(dāng)啟動(dòng)電流通過時(shí)，就在電阻上產(chǎn)生電壓降，減少了加在定子繞組上面的電壓，這樣就可以達(dá)到減小啟動(dòng)電流目的。

自耦變壓器啟動(dòng)

利用自耦變壓器的多抽頭減壓，既能適應(yīng)不同負(fù)載起動(dòng)的需要，又能得到更大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，是一種經(jīng)常被用來起動(dòng)較大容量電動(dòng)機(jī)的減壓起動(dòng)方式。它的最大優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，當(dāng)其繞組抽頭在80%處時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)直接起動(dòng)時(shí)的64%，并且可以通過抽頭調(diào)節(jié)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

星三角減壓?jiǎn)?dòng)

對(duì)于正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)來說，如果在起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形，待啟動(dòng)完畢后再接成三角形，就可以降低啟動(dòng)電流，減輕它對(duì)電網(wǎng)的沖擊。這樣的啟動(dòng)方式稱為星三角減壓起動(dòng)，或簡(jiǎn)稱為星三角啟動(dòng)。采用星三角啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流只是原來按三角形接法直接啟動(dòng)時(shí)的1/3。在星三角啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流才2-2.3倍。

這就是說采用星三角啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的1/3。適用于無載或者輕載啟動(dòng)的場(chǎng)合。并且同任何別的減壓?jiǎn)?dòng)器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，價(jià)格也最便宜。除此之外，星三角啟動(dòng)方式還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)，可以讓電動(dòng)機(jī)在星形接法下運(yùn)行。此時(shí)，額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配，這樣能使電動(dòng)機(jī)的效率有所提高，并因之節(jié)約了電力消耗。

變頻器啟動(dòng)

變頻器是現(xiàn)代電動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域技術(shù)含量最高，控制功能最全、控制效果最好的電機(jī)控制裝置，它通過改變電網(wǎng)的頻率來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。因?yàn)樯婕暗诫娏﹄娮蛹夹g(shù)，微機(jī)技術(shù)，因此成本高，對(duì)維護(hù)技術(shù)人員的要求也高，因此主要用在需要調(diào)速并且對(duì)速度控制要求高的領(lǐng)域。

如何準(zhǔn)確測(cè)量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流？

這里我們有必要從電機(jī)啟動(dòng)原理和電機(jī)旋轉(zhuǎn)原理的角度來理解：

電機(jī)啟動(dòng)的過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，在實(shí)際測(cè)試過程中想要準(zhǔn)確測(cè)試，一般采用高采樣率的波形記錄儀或者具備波形記錄功能的測(cè)試儀器完成。以高采樣率的測(cè)試儀器對(duì)被測(cè)電量進(jìn)行記錄并且繪制瞬態(tài)波形或趨勢(shì)曲線，一般由以下幾種測(cè)試方式：

· 用示波器來測(cè) —— 在電機(jī)啟動(dòng)回路中安裝一個(gè)變比比較大(可根據(jù)電機(jī)的功率，或廠家提供的參數(shù)選擇)電流傳感器，電流傳感器的二次繞組接入示波器，即可完成測(cè)量。

· 用故障錄波裝置來測(cè) —— 在電機(jī)啟動(dòng)回路中安裝電流傳感器，電流傳感器的二次繞組接入故障錄波裝置，在電機(jī)啟動(dòng)過程中啟動(dòng)錄波，即可測(cè)量。

· 用便攜式電能質(zhì)量分析儀來測(cè) —— 在電機(jī)啟動(dòng)回路中安裝電流傳感器，電流傳感器的二次繞組接入便攜式電能質(zhì)量分析儀，在電機(jī)啟動(dòng)過程中測(cè)量。

· 用高端電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)來測(cè)試 —— 通過設(shè)置測(cè)功機(jī)傳感器變比和同步源等參數(shù)，可以有效對(duì)啟動(dòng)電流進(jìn)行測(cè)試。

· 用功率分析儀來測(cè) —— 功率分析儀是一種通用測(cè)試儀器，也是現(xiàn)代電機(jī)測(cè)試臺(tái)架的必要組成部件，可以準(zhǔn)確對(duì)電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行高精度測(cè)試。