多大的电机才需要降压启动?
0 2024-02-21

对380V的三相笼形电动机这是个老问题,似乎几十年前就有答案,但几乎又是新问题,现在的大多数答案都经不起问个为什么?或者实际当中没有可操作性。


先说说现有的答案(没说全的请大家补充:

电动机功率大于10kW;

电动机功率大于50kW

电动机功率大于变压器容量的20%

经常启动的电机,启动时造成的电压降大于10%

偶尔启动的电机,启动时造成的电压降大于15%


对1、2两项,似乎没有根据,现实中上百、数百千瓦的电动机都有全压直接启动的。对3项,变压器是空载吗?对4、5项,实际当中又如何掌控?难道是实际测量吗?


实际上采用降压启动的主要目的,就是避免影响其它设备的正常工作。


在电力系统中,电动机和变压器是两种不可或缺的设备。电动机是将电能转化为机械能的重要装置,而变压器则负责调整电压,以满足不同设备的需求。两者的关系紧密,特别是在电动机的启动过程中,变压器的容量起到了至关重要的作用。
当电动机启动时,它会从电网中吸取大量的电流。如果没有其他设备干扰,仅考虑变压器与电动机之间的关系,电动机的功率可以接近变压器的容量。但实际情况中,还需要考虑功率因数和效率等因素。功率因数反映了电动机实际消耗的功率与视在功率之比,而效率则是电动机输出功率与输入功率之比。通常,电动机的功率会设定为变压器容量的80%,以确保系统的稳定运行。

在理想情况下,电动机可以直接启动,或者变压器与电动机同时启动。但在现实世界中,大多数大型电动机启动时,变压器往往还承载着其他负荷。这些其他负荷的多少,会对电动机的启动过程产生直接影响。如果其他负荷较重,那么电动机启动时可能会面临电压下降、电流增大等问题,这可能会对电动机和变压器的运行造成不利影响。

因此,在实际操作中,工程师需要综合考虑变压器的容量、电动机的功率、功率因数、效率以及其他负荷的情况,来制定电动机的启动策略。这可能需要通过专业的电力系统分析软件,进行模拟和计算,以确保电动机的顺利启动和电力系统的稳定运行。



电动机启动时为什么会影响其它电气设备工作呢?

电动机作为工业生产和日常生活中常见的动力源,其启动过程对电力系统的稳定性至关重要。然而,电动机启动时的电流特性可能会对其他电气设备的工作产生显著影响。

首先,我们需要了解电动机启动时的电流特性。笼形电动机是一种常见的电动机类型,其启动电流通常为额定电流的5-7倍。这种大电流会在电网中产生显著的电压降。电压降的大小取决于电流的大小、线路的阻抗以及电源的容量。当电压降达到一定值时,可能会对其他电气设备的正常工作产生不利影响。
电压降对其他电气设备的影响是多方面的。首先,电压降可能导致其他电气设备的输入电压降低,从而影响其输出功率和性能。其次,电压降可能导致电气设备的运行不稳定,甚至引发故障。例如,一些对电压敏感的电子设备可能在电压降低时发生误操作或损坏。

为了减轻电动机启动对其他电气设备的影响,可以采取一些措施。首先,可以优化电动机的启动方式。例如,采用软启动器或变频器等设备,可以平滑地调节电动机的启动电流,从而减小电压降。其次,可以增加电源的容量,以提高电网的供电能力。此外,还可以通过合理的线路设计和布局,减小线路阻抗,从而降低电压降。


为什么会产生电压降呢?

在电力系统中,电动机的启动过程经常会伴随着电压降的现象。那么,为什么会产生电压降呢?这背后涉及到电流、变压器容量、以及变压器的现有负荷等多个因素。

首先,我们要明白,电压降是由于电流通过导体时,受到导体电阻的阻碍而产生的。在电动机启动的瞬间,由于需要克服机械惯性,电动机的启动电流会远大于其额定电流。这种大电流在通过电网的导体时,会产生较大的电压降。

其次,变压器的容量大小对电压降的产生有着直接的影响。如果变压器的容量足够大,能够提供电动机启动所需的大电流,那么电压降就会相对较小。反之,如果变压器的容量不足,无法提供足够的大电流,就会产生较大的电压降。因此,在考虑电动机的启动方式时,必须充分考虑变压器的容量。

此外,变压器的现有负荷也是决定电压降大小的重要因素之一。当变压器处于空载状态时,其输出电压相对较高,启动电动机时产生的电压降会相对较小。然而,当变压器接近满载或过载状态时,其输出电压会相对较低,启动电动机时产生的电压降就会相对较大。因此,在实际操作中,我们需要根据变压器的现有负荷情况来判断是否需要采取降压启动措施。

综上所述,电压降的产生是由于电流通过导体时受到电阻阻碍的结果。而电动机启动时的大电流、变压器的容量大小以及现有负荷等因素都会影响电压降的大小。因此,在判断电动机是否需要降压启动时,我们需要综合考虑这些因素,确保电力系统的稳定运行。同时,这也提醒我们在电力系统的设计和运行过程中,要充分考虑各种因素的影响,确保系统的安全、稳定和高效运行。



如何来综合考虑这三个因素呢?

在电动机启动的过程中,我们需要综合考虑多个因素来确保电力系统的稳定运行。这些因素包括电动机的启动电流、变压器的容量以及变压器的现有负荷。为了方便分析,我们主要使用电流这个参数作为切入点,因为它直接关系到电压降的大小。

首先,我们知道笼形电动机的启动电流通常是其额定电流的5-7倍。这么大的电流在电网中流动时,会产生显著的电压降。而电压降的大小,直接影响了其他电气设备的正常工作。因此,我们需要对启动电流有一个清晰的认识,以便更好地预测和控制电压降。

其次,我们要考虑变压器的容量和阻抗电压。变压器的容量决定了它能够提供的最大电流。而阻抗电压则是一个重要的参数,它表示了当变压器输出电流为额定值时,电压降的大小。一般的电力变压器阻抗电压为5%左右。这意味着,当变压器的输出电流为额定值时,电压降为5%。因此,我们可以通过阻抗电压来估算不同负荷电流下的电压降大小。

接下来,我们引入一个实用的判断方法:假设随着负荷电流的增加,变压器输出电压的电压降是线性变化的。那么,当变压器的输出电流为2倍额定电流时,电压降是5%;3倍电流时是10%;4倍电流时是15%。这个假设虽然简化了实际情况,但它提供了一个简单而有效的方法来估算电压降的大小。

最后,我们结合电动机的启动电流和变压器的现有负荷来制定启动策略。如果电动机的启动电流加上现有负荷电流小于变压器3倍额定电流,那么电动机可以直接启动。否则,我们需要考虑采用降压启动或其他方法来减小启动电流,从而减小电压降。

综上所述,通过综合考虑电动机的启动电流、变压器的容量和现有负荷,我们可以更加准确地预测和控制电压降的大小。这为我们制定电动机的启动策略提供了有力的依据,确保了电力系统的稳定运行。


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