電機(jī)測(cè)試中啟動(dòng)電流詳解

摘要：在電機(jī)測(cè)試中啟動(dòng)電流測(cè)試被視為必不可少的測(cè)試環(huán)節(jié)，由于電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流幅值較大，不僅會(huì)極大的縮短電機(jī)的使用壽命，同時(shí)也會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生極大影響，因此工程師在電機(jī)測(cè)試過程中必須準(zhǔn)確測(cè)試電機(jī)啟動(dòng)電流，以采取準(zhǔn)確的應(yīng)對(duì)措施，可是你真的準(zhǔn)確測(cè)試過啟動(dòng)電流嗎?你真的了解它嗎?

一、什么是啟動(dòng)電流

啟動(dòng)電流是指電器設(shè)備(感性負(fù)載)在剛啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，是電機(jī)或感性負(fù)載通電瞬間到運(yùn)行平穩(wěn)的短暫時(shí)間內(nèi)的電流變化量，這個(gè)電流一般是額定電流的4-7倍，國(guó)家規(guī)定，為了線路的運(yùn)行安全及其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)必須加裝啟動(dòng)設(shè)備，以降低啟動(dòng)電流。

圖 1 啟動(dòng)電流 電流-轉(zhuǎn)速

二、啟動(dòng)電流特點(diǎn)

一般不同類型的電機(jī)具有不同的啟動(dòng)電流特點(diǎn)，比如：鼠籠式異步電機(jī)啟動(dòng)啟動(dòng)電流一般是4～7倍，但是不是絕對(duì)的。不過一般要求電機(jī)的起動(dòng)電流不能超過其額定電流的2～5倍。電機(jī)功率超過30kw的電動(dòng)機(jī)不適合頻繁啟動(dòng)，因?yàn)?0kw以上電機(jī)啟動(dòng)電流一般為額定電流的6-7倍，頻繁啟動(dòng)會(huì)增加電機(jī)溫升，造成燒毀電機(jī)的可能。而且啟動(dòng)方式也會(huì)對(duì)啟動(dòng)電流產(chǎn)生較大影響，比如：直接啟動(dòng)，啟動(dòng)電流可達(dá)額定電流的10~30倍。

三、如何準(zhǔn)確測(cè)試啟動(dòng)電流

1. 用示波器來(lái)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)電流互感器，電流互感器的二次繞組接入示波器，即可測(cè)量。

2. 用故障錄波裝置來(lái)測(cè)。在電機(jī)啟動(dòng)回路中安裝電流互感器，電流互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。

3. 用便攜式電能質(zhì)量分析儀來(lái)測(cè)。在電機(jī)啟動(dòng)回路中安裝電流互感器，電流互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。

4. 用高端電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)來(lái)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)，能準(zhǔn)確保證參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

在測(cè)試時(shí)由于啟動(dòng)電流時(shí)間較短，要想精確測(cè)試啟動(dòng)電流必須保證短時(shí)間足夠的采樣點(diǎn)，保證一個(gè)高的更新率，MPT1000高端電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，集成高端測(cè)功機(jī)，10ms數(shù)據(jù)更新率能夠精確保證測(cè)量精度，準(zhǔn)確捕捉最大峰值電流，進(jìn)行半波有效值分析。

四、減小啟動(dòng)電流的方式

常見的減小啟動(dòng)電流的啟動(dòng)方法有直接啟動(dòng)，串電阻啟動(dòng)，自藕變壓器啟動(dòng)，星三角減壓?jiǎn)?dòng)及變頻器啟動(dòng)的方法來(lái)減小對(duì)電網(wǎng)的影響。

u 直接啟動(dòng)

直接啟動(dòng)就是將電動(dòng)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)。

u 串電阻起動(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。

u 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(lái)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。

u 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(lái)說(shuō)，如果在起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形，待起動(dòng)完畢后再接成三角形，就可以降低起動(dòng)電流，減輕它對(duì)電網(wǎng)的沖擊。這樣的起動(dòng)方式稱為星三角減壓起動(dòng)，或簡(jiǎn)稱為星三角起動(dòng)(y-δ起動(dòng))。采用星三角起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流只是原來(lái)按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的1/3。在星三角起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流才2—2.3倍。這就是說(shuō)采用星三角起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降為原來(lái)按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的1/3。適用于無(wú)載或者輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。并且同任何別的減壓起動(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，星三角起動(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。

u 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(lái)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。

五、總結(jié)

啟動(dòng)電流作為電機(jī)測(cè)試過程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，他的準(zhǔn)確測(cè)量極大的決定了電機(jī)啟動(dòng)結(jié)構(gòu)，直接影響著電機(jī)壽命和對(duì)電網(wǎng)的影響。為了更好的測(cè)量啟動(dòng)電流，工程師也必須選擇更高刷新率的儀器，保證才到足夠的點(diǎn)。致遠(yuǎn)電子的MPT1000集成高端功率分析儀，擁有10ms數(shù)據(jù)更新率，5MHz的帶寬，2MS/s的采樣率，能夠極大的保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度以及波形的真實(shí)性，助工程師快速準(zhǔn)確的捕捉啟動(dòng)電流。