平面磨床异步电动机的启动、调速及制动控制-南通第二机床有限公司

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平面磨床异步电动机的启动、调速及制动控制

发布时间:2019-2-18
  因为平面磨床经常要进行启动、调速和停车,所以作为原动机的异步电动机,其启动、调速和制动等性能的好坏对平面磨床的的磨削有很大影响。
  1.磨床三相异步电动机的启动
  磨床三相异步电动机的启动是指从电动机接入电网开始到达到正常运转为止的这一过程。一般衡量三相异步电动机启动性能的好坏,主要有如下四点:
  (1)启动电流尽可能小;
  (2)启动转矩要足够大;
  (3)启动所需用的磨床设备简单、经济、操作方便;
  (4)启动过程中的磨床功率损耗要尽量小。
  平面磨床的异步电动机在启动时存在着两种矛盾:电动机的启动电流大,而供电线路承受冲击电流的能力有限;电动机的启动转矩小,而负载又要求有足够的转矩才能启动。在不同的情况下应采取不同的启动方法。
  对于容量不大,又是在空载情况下启动的异步电动机,如一般平面磨床上用的电动机,启动电流虽大,但在很短时间内就下降了,只要车间里许多平面磨床不是同时启动,对供电线路不会造成太大影响。其启动转矩即使比电动机的额定转矩还小,只要是空载启动,也是够用的,转起来之后,仍能承担额定负载。因此,在这种情况下可以采用直接启动。
  对于经常满载启动的电动机,如立轴磨床、龙门磨床等,当启动转矩小于负载转矩时,根本就转不起来,当然就无法工作了。对于几百千瓦以上的中、大容量电动机,额定电流就有好几百安培,启动电流有数千安培,这样大的电流冲击一下,供电线路能否承受,那就要看电网和供电变压器的容量了。平面磨床电动机的启动电流流过具有一定内阻抗的发电机、变压器和供电线路,总会造成电压的瞬时降低。变压器容量越小,内阻抗值就越大,启动电流引起的瞬时压降也越大。供电电压的瞬时降低,不仅会使这台要启动的电动机本身转不起来,而且在同一条供电母线上的其他设备也要受到冲击,电灯会变暗,数控平面磨床设备失常,带着重载的电动机甚至会停下来。在这种情况下,变电所的欠电压保护可能会跳闸,造成停电事故。因此,大容量的异步电动机是不允许直接启动的。具体来讲,异步电动机的启动方法主要有以下四种:
  1)小容量电动机空载或轻载启动——直接启动
  小容量电动机空载或轻载时,可以直接启动。直接启动就是将电动机定子绕组直接接到具有额定电压的电网上。这种启动方法的优点是操作和启动设备都简单。直接启动时电流较大,如果负载的惯量较大,启动时间可能较长。为了保证平面磨床电动机启动时不引起太大的电网压降,电动机应满足下列经验公式的要求,电动机能否采用直接启动方法,这不仅取决于电动机本身的容量大小,而且还与供电电网容量、供电线路长短、启动次数及其他磨床用户的要求有关。
  供电电网容量越大,允许直接启动的电动机容量也越大。电动机与供电变压器之间的距离越长,启动时线路电压降也越大,则电动机的端电压就越低,有可能使电动机转不起来,此种情况下应降低允许直接启动的电动机容量。频繁启动的电动机,通过同一台变压器供电到其他设备,如果都是动力用户,即都是电动机,则对允许直接启动的电动机容量的要求就放松一些,如果还有照明用户,以及其他对电源电压波动很敏感的用户,则对允许直接启动的电动机容量的要求就严格一些。
  至于具体的规定,可查阅有关书籍或电工手册。通常以下两种情况可以采用直接启动:
  (1)容量在7.5kW以下的三相异步电动机;
  (2)电动机在启动瞬间造成的电网电压降不大于电压正常值的10%,对于不经常启动的电动机可放宽到15%。
  2)中、大容量电动机空载或轻载启动——降压启动
  当平面磨床电动机容量超过前面所述的要求时,就不能直接启动。在这种情况下,如果仍是空载或轻载启动,则启动时的主要问题就是启动电流大而电网允许的冲击电流有限。因此,必须降低启动电流。要降低启动电流,最有效的措施就是降压启动。
  降压启动是指电动机在启动时降低加在定子绕组上的电压,启动结束后再加上额定电压运行。降压启动可以有效地降低电动机的启动电流,感应电动机的启动转矩和电压的关系。
  由此可见,感应电动机的启动转矩和电压的平方成正比,因此,降压启动时,电动机的启动转矩也相应降低,所以降压启动只适用于电动机空载或轻载启动。常用的降压启动方法有星/三角降压启动、自耦变压器降压启动、定子绕组串电阻或电抗降压启动、 延边三角形降压启动。
  3)星/三角(Y/△)降压启动
  星/三角降压启动是指在额定电压下运行时为三角形接法的电动机,在启动时采用星形接法从而使三相定子绕组所承受的每相电压降低为额定电压(电源线电压)的l/√3倍。其原理如此种方法的最大优点是所需设备简单、价格低,因而获得了广泛的应用。由于此种方法只能用于正常运行时三相定子绕组为三角形接法的电动机,因此,我国生产的J02及Y系列三相鼠笼式异步电动机,功率在4kW及以上者正常运行时都采用三角形接法。
  
  图 星/三角降压启
  4)自耦变压器降压启动
  自耦变压器降压启动又称启动补偿器启动,这种启动方法是利用自耦变压器来降低启动时加在定子三相绕组上的电压,其原理线路图如图所示,它由三相自耦变压器和控制开关等组成。
  利用平面磨床三相自耦变压器将电动机在启动过程中的端电压降低,以达到减小启动电流的目的。自耦变压器备有40%、60%、80%等多种触头,使用时要根据电动机启动转矩的要求具体选择。
  磨床绕线式异步电动机转子绕组串入附加电阻后,既可以降低启动电流,又可以增大启动转矩。
  这种启动方法的优点是可以按容许的启动电流和所需的启动转矩选择自耦变压器的变压比从而实现降压启动,而且不论电动机定子绕组采用星形接法还是三角形接法都可使用,缺点是投资较大、设备体积大。
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