淺談電機的啟動和控制

張亞蘇（陜西航空電氣有限責任公司，陜西　西安　710065）

淺談電機的啟動和控制

張亞蘇
（陜西航空電氣有限責任公司，陜西西安710065）

摘要：很多的電機在使用過程中，在電機的啟動和控制方面都會有或多或少的問題出現(xiàn)，這樣嚴重的影響了電機的使用效率和壽命，同時也會影響到電機使用單位的工作效率和產(chǎn)量達標，所以，本文針對電機在啟動和控制方面出現(xiàn)的問題，根據(jù)理論結(jié)合實際的方法進行闡述和說明，對這三個問題（第一，電機一次回路的端電壓；第二，電機二次回路的臨界端的控制長度；第三，電機二次回路的壓降）進行實際的理論上的計算，并且要依照計算出來的結(jié)果進行必要的相關(guān)分析，同時也要提出相應(yīng)的解決辦法。

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

在電機電路設(shè)計的過程中，設(shè)計人員通常情況下是依照《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》（第三版）來進行設(shè)計的，具體的依照在手冊的6-19表中會有體現(xiàn)。在設(shè)計電機回路的第一步就是驗算電機的啟動功率是否能夠達到電機的運行中的瞬間啟動功率，如果電機的啟動功率符合我們的設(shè)計要求，那我們的設(shè)計程序就應(yīng)繼續(xù)往下進行。我們從現(xiàn)場的使用情況反饋了解到，電機在啟動的過程中無法順利進行的原因大致有三種，第一種是在電機驗算的過程中，忽略了電機末端的壓降的驗算，這樣就會使得電機在啟動中無法直接獲得一個必要的啟動轉(zhuǎn)矩，保證不了電機的正常開啟，而且非常容易形成堵轉(zhuǎn)電流燒毀電機；第二種是我們在驗算電機的相關(guān)參數(shù)的時候，沒有進行電機的控制回路方面的長度臨界值的驗算，這樣就會使電機線路上的電容電流吸和電機接觸器，造成了電機的無法正常停泵；第三種是在電機的相關(guān)參數(shù)的驗算過程中，沒有對于電機的控制線路進行壓降的驗算，這樣就會使電機的接觸器不能夠獲得充足的吸和能量，造成設(shè)備的無法正常啟動。

本文針對上述的電機啟動和控制方面的問題進行一下兩個方面的敘述。第一，電機的啟動和電機的控制方面的相關(guān)計算。第二，電機出現(xiàn)啟動和控制問題的分析方法及應(yīng)對辦法。下面來進行詳細的敘述說明。

一、電機的啟動和電機的控制方面的相關(guān)計算

本文以一個站場的500kVA的變壓器為例子進行說明。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?，F(xiàn)在有一臺37kW的電動機在100m的位置處，此電機的電流為69.8A，電機啟動所需要的電流為488.6A,電機的接觸器使用的是型號為CJ20-100的接觸器，電機的線圈的啟動功率為175W，電機的啟動吸持功率為21.5W，電機的接觸器的電阻的阻值按照300Ω來進行考慮。連接電機的控制電纜為KVV22-5004×1.5，連接電機的動力電纜采用的是YJV22-1K4×16。以上數(shù)據(jù)就是本文的實例電機的基本計算使用的參數(shù)。

關(guān)于電機的啟動和電機的控制方面的相關(guān)計算，本文從以下三個方面進行分析，分別是：第一，一次回路中電機端子的關(guān)于壓降方面的計算。第二，二次回路中電機控制長度的臨界值的計算。下面來進行詳細的計算分析。

（1）簡單敘述一次回路中電機端子的關(guān)于壓降方面的計算。我們針對37kW的電機的允許啟動電壓進行了手冊6-19查詢，查詢得到的結(jié)果是該電機的啟動最大功率在100kW，遠遠大于37kW這個數(shù)值，電機是可以進行啟動的。再進行手冊中的6-16表中查詢，得知電機的端子電壓和電機母線的電壓分別是：電機母線的相對電壓值是uqm=0.9852；電機的端子的相對電壓值是uQm=0.644。這一個數(shù)值就是比較危險的，因為通常情況下，電機的制造廠商都會嚴格要求電機的端子的相對電壓值uQm≥0.65這個數(shù)值，這一數(shù)值是基于滿足電機的啟動轉(zhuǎn)矩的最低值來界定的。0.644顯然不符合0.65這一數(shù)值的規(guī)定，因此不滿足電機的啟動要求，但是如果我們將電纜的截面進行擴大，選擇截面更大的YJV22-1K4×25電纜來進行連接電機，這樣就會滿足了電機的啟動功率的要求。

（2）簡單敘述二次回路中電機控制長度的臨界值的計算。在物理學中，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有電容的出現(xiàn)。在線路比較短的時候，產(chǎn)生的電容值是比較小的，在正常情況下，應(yīng)該是忽略不計的；但是在線路比較長的情況下，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，和電纜的長度為正比例的關(guān)系，電纜線路越長，電容C1的值就會越大，這樣就會使得在電容及接觸器的線圈中流過的電流的值變大。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，我們電機的控制就不能使用停止的按鍵來實現(xiàn)電機的停止。這也意味著電纜的線路變長，C1的電容值會變的更大，讓電機的啟動按鈕處在一種斷開的狀態(tài)之下，這時的電機的電流就會讓接觸器進行吸和動作，造成了電機的控制混亂，出現(xiàn)電機失控。

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

二、電機出現(xiàn)啟動和控制問題的分析方法及應(yīng)對辦法

電機能否實現(xiàn)順利的啟動和控制，最主要的因素就是要讓電機獲得足夠的啟動轉(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，提高導電率，提高電機端電壓。

（1）增大電機控制電纜的截面積。

（2）電機的接觸器適時的擴大一級。

（3）電機的動力電纜適時的擴大一級。

（4）電機的控制回路使用兩線制的處理。

參考文獻

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