張亞蘇（陜西航空電氣有限責(zé)任公司，陜西　西安　710065）

淺談電機(jī)的啟動(dòng)和控制

張亞蘇
（陜西航空電氣有限責(zé)任公司，陜西西安710065）

摘要：很多的電機(jī)在使用過(guò)程中，在電機(jī)的啟動(dòng)和控制方面都會(huì)有或多或少的問(wèn)題出現(xiàn)，這樣嚴(yán)重的影響了電機(jī)的使用效率和壽命，同時(shí)也會(huì)影響到電機(jī)使用單位的工作效率和產(chǎn)量達(dá)標(biāo)，所以，本文針對(duì)電機(jī)在啟動(dòng)和控制方面出現(xiàn)的問(wèn)題，根據(jù)理論結(jié)合實(shí)際的方法進(jìn)行闡述和說(shuō)明，對(duì)這三個(gè)問(wèn)題（第一，電機(jī)一次回路的端電壓；第二，電機(jī)二次回路的臨界端的控制長(zhǎng)度；第三，電機(jī)二次回路的壓降）進(jìn)行實(shí)際的理論上的計(jì)算，并且要依照計(jì)算出來(lái)的結(jié)果進(jìn)行必要的相關(guān)分析，同時(shí)也要提出相應(yīng)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：電機(jī)的啟動(dòng)和控制；一次回路的端電壓；二次回路的臨界端的控制長(zhǎng)度；二次回路的壓降

在電機(jī)電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員通常情況下是依照《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第三版）來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，具體的依照在手冊(cè)的6-19表中會(huì)有體現(xiàn)。在設(shè)計(jì)電機(jī)回路的第一步就是驗(yàn)算電機(jī)的啟動(dòng)功率是否能夠達(dá)到電機(jī)的運(yùn)行中的瞬間啟動(dòng)功率，如果電機(jī)的啟動(dòng)功率符合我們的設(shè)計(jì)要求，那我們的設(shè)計(jì)程序就應(yīng)繼續(xù)往下進(jìn)行。我們從現(xiàn)場(chǎng)的使用情況反饋了解到，電機(jī)在啟動(dòng)的過(guò)程中無(wú)法順利進(jìn)行的原因大致有三種，第一種是在電機(jī)驗(yàn)算的過(guò)程中，忽略了電機(jī)末端的壓降的驗(yàn)算，這樣就會(huì)使得電機(jī)在啟動(dòng)中無(wú)法直接獲得一個(gè)必要的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，保證不了電機(jī)的正常開(kāi)啟，而且非常容易形成堵轉(zhuǎn)電流燒毀電機(jī)；第二種是我們?cè)隍?yàn)算電機(jī)的相關(guān)參數(shù)的時(shí)候，沒(méi)有進(jìn)行電機(jī)的控制回路方面的長(zhǎng)度臨界值的驗(yàn)算，這樣就會(huì)使電機(jī)線路上的電容電流吸和電機(jī)接觸器，造成了電機(jī)的無(wú)法正常停泵；第三種是在電機(jī)的相關(guān)參數(shù)的驗(yàn)算過(guò)程中，沒(méi)有對(duì)于電機(jī)的控制線路進(jìn)行壓降的驗(yàn)算，這樣就會(huì)使電機(jī)的接觸器不能夠獲得充足的吸和能量，造成設(shè)備的無(wú)法正常啟動(dòng)。

本文針對(duì)上述的電機(jī)啟動(dòng)和控制方面的問(wèn)題進(jìn)行一下兩個(gè)方面的敘述。第一，電機(jī)的啟動(dòng)和電機(jī)的控制方面的相關(guān)計(jì)算。第二，電機(jī)出現(xiàn)啟動(dòng)和控制問(wèn)題的分析方法及應(yīng)對(duì)辦法。下面來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的敘述說(shuō)明。

一、電機(jī)的啟動(dòng)和電機(jī)的控制方面的相關(guān)計(jì)算

本文以一個(gè)站場(chǎng)的500kVA的變壓器為例子進(jìn)行說(shuō)明。此變壓器的電源就是電力系統(tǒng)的正常電源，側(cè)短路電流為100MVA。現(xiàn)在有一臺(tái)37kW的電動(dòng)機(jī)在100m的位置處，此電機(jī)的電流為69.8A，電機(jī)啟動(dòng)所需要的電流為488.6A,電機(jī)的接觸器使用的是型號(hào)為CJ20-100的接觸器，電機(jī)的線圈的啟動(dòng)功率為175W，電機(jī)的啟動(dòng)吸持功率為21.5W，電機(jī)的接觸器的電阻的阻值按照300Ω來(lái)進(jìn)行考慮。連接電機(jī)的控制電纜為KVV22-5004×1.5，連接電機(jī)的動(dòng)力電纜采用的是YJV22-1K4×16。以上數(shù)據(jù)就是本文的實(shí)例電機(jī)的基本計(jì)算使用的參數(shù)。

關(guān)于電機(jī)的啟動(dòng)和電機(jī)的控制方面的相關(guān)計(jì)算，本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行分析，分別是：第一，一次回路中電機(jī)端子的關(guān)于壓降方面的計(jì)算。第二，二次回路中電機(jī)控制長(zhǎng)度的臨界值的計(jì)算。下面來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析。

（1）簡(jiǎn)單敘述一次回路中電機(jī)端子的關(guān)于壓降方面的計(jì)算。我們針對(duì)37kW的電機(jī)的允許啟動(dòng)電壓進(jìn)行了手冊(cè)6-19查詢，查詢得到的結(jié)果是該電機(jī)的啟動(dòng)最大功率在100kW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于37kW這個(gè)數(shù)值，電機(jī)是可以進(jìn)行啟動(dòng)的。再進(jìn)行手冊(cè)中的6-16表中查詢，得知電機(jī)的端子電壓和電機(jī)母線的電壓分別是：電機(jī)母線的相對(duì)電壓值是uqm=0.9852；電機(jī)的端子的相對(duì)電壓值是uQm=0.644。這一個(gè)數(shù)值就是比較危險(xiǎn)的，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，電機(jī)的制造廠商都會(huì)嚴(yán)格要求電機(jī)的端子的相對(duì)電壓值uQm≥0.65這個(gè)數(shù)值，這一數(shù)值是基于滿足電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的最低值來(lái)界定的。0.644顯然不符合0.65這一數(shù)值的規(guī)定，因此不滿足電機(jī)的啟動(dòng)要求，但是如果我們將電纜的截面進(jìn)行擴(kuò)大，選擇截面更大的YJV22-1K4×25電纜來(lái)進(jìn)行連接電機(jī)，這樣就會(huì)滿足了電機(jī)的啟動(dòng)功率的要求。

（2）簡(jiǎn)單敘述二次回路中電機(jī)控制長(zhǎng)度的臨界值的計(jì)算。在物理學(xué)中，我們可以了解到兩條相互之間靠近而且還是平行的電線之間會(huì)有電容的出現(xiàn)。在線路比較短的時(shí)候，產(chǎn)生的電容值是比較小的，在正常情況下，應(yīng)該是忽略不計(jì)的；但是在線路比較長(zhǎng)的情況下，我們就不能忽視電容的存在了。兩條電線路中的電容值，我們定義為C1，和電纜的長(zhǎng)度為正比例的關(guān)系，電纜線路越長(zhǎng)，電容C1的值就會(huì)越大，這樣就會(huì)使得在電容及接觸器的線圈中流過(guò)的電流的值變大。一旦電流的值變大值超出了維持接觸器吸和狀態(tài)的值時(shí)，我們電機(jī)的控制就不能使用停止的按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的停止。這也意味著電纜的線路變長(zhǎng)，C1的電容值會(huì)變的更大，讓電機(jī)的啟動(dòng)按鈕處在一種斷開(kāi)的狀態(tài)之下，這時(shí)的電機(jī)的電流就會(huì)讓接觸器進(jìn)行吸和動(dòng)作，造成了電機(jī)的控制混亂，出現(xiàn)電機(jī)失控。

本文的電機(jī)的控制電纜的回路電流為220V的電壓進(jìn)行控制的，接觸器的線圈CJ20-100的功率計(jì)算得出為21.5W，電機(jī)采用的是三線制的控制模式，我們根據(jù)計(jì)算得出，電機(jī)的二次回路的臨界值為L(zhǎng)e=500×21.5/（0.6×2200）=0.36km<0.4km。通過(guò)這個(gè)公式我們得出電容中的電流是可以滿足電機(jī)的接觸器的吸和作用的，當(dāng)電機(jī)的按鍵執(zhí)行停泵的操作之后，有可能出現(xiàn)停泵不執(zhí)行的可能，如果我們把電機(jī)設(shè)計(jì)成為自帶自鎖功能的電機(jī)，再將電機(jī)的控制電纜改為兩芯的控制電纜，再計(jì)算一次我們會(huì)得出Le=500×21.5/（0.3×2200）=0.74km，將電機(jī)的控制距離整整的提高了一倍。

二、電機(jī)出現(xiàn)啟動(dòng)和控制問(wèn)題的分析方法及應(yīng)對(duì)辦法

電機(jī)能否實(shí)現(xiàn)順利的啟動(dòng)和控制，最主要的因素就是要讓電機(jī)獲得足夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。具體的方法就是改變電纜的電阻值，讓電纜的電阻值下降，提高導(dǎo)電率，提高電機(jī)端電壓。

（1）增大電機(jī)控制電纜的截面積。

（2）電機(jī)的接觸器適時(shí)的擴(kuò)大一級(jí)。

（3）電機(jī)的動(dòng)力電纜適時(shí)的擴(kuò)大一級(jí)。

（4）電機(jī)的控制回路使用兩線制的處理。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TM306

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