同步电动机起动(同步电动机起动转矩)

1. 同步电动机起动转矩

因电机的功率大小、型式、供电电压等不同以及启动方式的区别，电机启动电流的大小没有统一的计算公式。如7.5KW以下的380V三相电机，常采用直接启动，而大于这个功率的电机就要求采用星——三角转换降压启动、自耦减压启动、软启动器启动、变频启动等各种方式。启动电流的大小又有瞬间最大值、启动期间平均值的区别。

总之，估算时以电机额定电流的3至5倍作启动平均电流值是可以的。对于常见的220V单相电机按一千瓦5安，380V三相电机按一千瓦2安估算额定电流，再乘以3至5作为启动电流。

电动机启动冲击电流，与负载性质(恒转矩、恒功率、通风机类)和启动方式(直接启动、自藕降压启动、星三角、延边三角、频敏变阻、变频启动)有关。

通常，以星三角启动380/3交流异步电动机为例，可以这样估算：110KW电动机，额定工作电流约200A(也可以按功率的2倍估算)，直接启动时，电流按6倍额定电流估算，约1200A；星三角启动时，启动电流为直接启动方式时的1/3，则为400A。(交流异步电动机，常见75KW、90KW、110KW，没见过整100KW的，上面以110KW为例，其它功率依此类推)

2. 三相异步电动机起动转矩

三相异步电动机启动转矩耍大于负载转矩，否则电机起动不了。

3. 同步电动机的起动

一共有6跟引出线，1、2线较粗，用万用表测量阻值仅有几欧姆；

3、4线较细，阻值10欧姆左右；

5、6线接的是离心开关，还有 电容 ； 较粗的阻值较小两根线是主绕组，即运转绕组，较细的阻值较大的两根是副绕组，即启动绕组，接线方法是，把副绕组跟电容、离心开关串联后，与主绕组并联，再接入电源，这就是完整地接线方法。

在通电以后发现转向不对，可以把副绕组电容离心开关串联后的接头跟主绕组对调就可以了。

4. 同步电机启动转矩

同步电动机是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机。

正由于这样，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。

为此，在很多时候，同步电动机是用以改进供电系统的功率因素的。同步电动机在结构上大致有两种：

1、转子用直流电进行励磁。

它的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。

磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。

由于这种同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。

鼠笼绕组放在转子的周围，结构与异步电动机相似。

当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。

电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。

2、转子不需要励磁的同步电机转子不励磁的同步电动机能够运用于单相电源上，也能运用于多相电源上。

这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。

鼠笼绕组是用来产生启动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。

显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到它应有的速度时，鼠笼绕组就失去了作用，维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极，使之同步。

5. 同步电动机启动过程中的转矩

由转动惯量定理，扭转力矩 M=Jβ 式中：J—转动惯量，β—角加速度 当圆柱状负载绕其轴线转动时，转动惯量 J=mr^2/2 式中：m—圆柱体质量，r—圆柱体半径 已知圆柱半径r、长度L和材料密度ρ，则质量 m=ρv=ρπr^2L 根据在△t秒达到△ω转/分角速度的要求，可算出圆柱的角加速度β=△ω/△t 这样，根据半径r、长度L、材料密度ρ，算出质量m和转动惯量J， 根据要求的启动速度算出角加速度β，然后就可算出扭转力矩M了。

再根据M选取电机。

6. 同步电动机的转速

1)如果采用联轴器直接传动，电动机的额定转速应等于生产机械的额定转速。

(2)如果采用带传动，电动机的额定转速不应与生产机械的额定转速相差太多，其变速比一般不宜大于3。采用带传动时，一般可选用同步转速为1500r/min的电动机，这种电动机的转速比较容易与一般生产机械的转速相匹配。

选择电动机的转速时，应注意转速不宜选得过低，这是因为当功率一定时，电动机的额定转速越低，则极数越多，体积越大，价格越高，而且效率越低。反之，电动机的转速也不宜选得过高，否则会使传动装置过于复杂。通常电动机多采用4极的，即同步转速为1500 r/min。

7. 异步电动机起动转矩

1、三相异步电动机的转矩公式为：

式中：C为常数同电机本身的特性有关； U1 输入电压 ； R2为转子电阻； X20为转子漏感抗； S为转差率。

可以知道M∝(U1)^2，转矩与电源电压的平方成正比，设正常输入电压时负载转矩为M2，电压下降使电磁转矩M下降很多；由于M2不变，所以M小于M2。平衡关系受到破坏，导致电动机转速的下降，转差率S上升；它又引起转子电压平衡方程式的变化，使转子电流上升。也就是定子电流I1随之增加（由变压器关系可以知道）；同时转子电流增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升，直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。

2、额定转矩的计算公式是 T=9550 * P / n 。

P是电机的额定（输出）功率单位是千瓦（KW）

分母是额定转速n 单位是转每分 (r/min)

8. 异步电机的起动转矩

1、启动转矩，电机启动瞬间的电磁转矩，它的大小等于电机负载的静摩擦力矩，也是电机启动电流最大的时刻；

2、最大转矩，是电机的最大转矩，异步电机在临界转差时达到最大转矩，此时异步电机的感抗与阻抗相等，功率因数角只有45度；

3、堵转转矩，堵转是异步电机运期间，由于负载力矩增大到大于电机最大转矩，电机由稳定区进入非稳定区，转速下降，转矩下降，直到停止。把电机运行期间发生堵转时的转矩叫堵转转矩，堵转转矩大于最大转矩。

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