對于既要求限制起動電流又要求有足夠大起動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)場合,籠型異步電動機(jī)往往不能滿足要求。繞線式異步電動機(jī)是解決這個問題的最好方法,繞線轉(zhuǎn)子一般均y形連接,三相繞組通過滑環(huán)與外電路連接。起動時,若轉(zhuǎn)子繞組直接短路,則與鼠籠型異步電動機(jī)一樣,起動電流很大,而起動轉(zhuǎn)矩tst不大。
1.在轉(zhuǎn)子回路串起動變阻器起動
采用轉(zhuǎn)子回路串入分級起動電阻的方法,可以降低起動電流,增加起動轉(zhuǎn)矩,甚至可以做到在s=1起動時,tst=tmax,并且r2在外部,轉(zhuǎn)子溫升大大降低;正常運(yùn)行時,轉(zhuǎn)子可通過電刷直接短路。繞線式電機(jī)設(shè)計成轉(zhuǎn)子電阻r2小,電機(jī)電機(jī)運(yùn)行時s小,效率高,除了起動性能好,還可用于調(diào)速,主要缺點(diǎn)是造價高,工藝復(fù)雜。
圖1 轉(zhuǎn)子串入分級起動電阻的起動過程
圖1表示繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串入分級起動電阻的起動過程,在整個起動過程中,逐段切除電阻,但要保持一定的加速轉(zhuǎn)矩,以縮短起動時間,一般取最大加速轉(zhuǎn)矩t1=(0.7~0.85)tmax,切換轉(zhuǎn)矩t2=(1.1~1.2)tn。最終切除全部電阻,電機(jī)在a點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。
異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串入分級起動電阻的起動方法適用于起動要求高,電動機(jī)在重載情況下的場合。
2.在轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器起動
繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子串入分級切換電阻起動,需切換開關(guān)等設(shè)備,投資大,維修不便。近年來發(fā)展了用頻敏變阻器來代替鑄鐵分級電阻,可根據(jù)轉(zhuǎn)子頻率f2=sf1變化自動改變阻抗,可以得到近似于恒起動轉(zhuǎn)矩的平滑的機(jī)械特性。結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行可靠,維護(hù)方便,應(yīng)用廣泛。
頻敏變阻器是由厚鋼板制成的渦流損耗很大的三相電抗器,鐵耗等值電阻rm值也很大,并且與頻率的平方成正比,在起動過程中,能自動、無級的減小電阻保持轉(zhuǎn)矩近似不變,使起動過程平穩(wěn)、迅速。起動初,f1=50hz值最大,串入轉(zhuǎn)子繞組回路后既可限制起動電流,同時又改善轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cosψ2,使得電機(jī)有較大的起動轉(zhuǎn)矩。起動后,隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增高,轉(zhuǎn)子頻率f2逐漸降低,頻敏變阻器鐵心損耗及反映它的等值電阻rm也減小,相當(dāng)于逐級切除電阻,使得電機(jī)在起動過程中始終保持較大的電磁轉(zhuǎn)矩tem。起動完成后,f2很低,rm≈0,頻敏變阻器幾乎不起作用,起到自動切除轉(zhuǎn)子電阻的作用。