同步电动机启动教程(同步电机自启动)

1. 同步电机自启动

永磁同步电动机以 永磁体提供励磁（励磁：电机工作所依靠的磁场），无电刷，不需要励磁电流，提高电机的效率和功率密度！

永磁同步电动机一般由：定子，转子，端盖等部件组成。

定子绕组，围绕着 定子铁芯进行环绕，通过控制定子绕组的输入电流的频率，可以控制磁场旋转频率，进而控制转速。

永磁同步电机工作方式分为两种：一种是 通过 变频调速器控制电机达到同步，一种是通过异步起动方式来达到同步。

永磁同步电动机不能直接通三相交流的起动，因转子惯量大，磁场旋转太快，静止的转子根本无法跟随磁场启动旋转。

永磁同步电动机的电源采用变频调速器提供，启动时变频器输出频率从0开始连续上升到工作频率，电机转速则跟随变频器输出频率同步上升，改变变频器输出频率即可改变电机转速，是一种很好的变频调速电动机。

永磁同步电动机的启动和运行是由定子绕组、转子鼠笼绕组和永磁体这三者产生的磁场的相互作用而形成。

在不需要调速的场合直接用三相交流电供电的方法是在永磁转子上加装笼型绕组。

静止时，给定子绕组通入三相交流电，产生定子旋转磁场；定子旋转磁场 相当于 转子旋转，在笼型绕组内产生感应电流，形成转子旋转磁场。这两个磁场相互作用，产生转矩，使转子由静止开始转动

在刚开始转动的时候，转子旋转磁场的转速与定子旋转磁场的转速不等，这样会产生交变转矩。

当转子旋转磁场几乎与定子旋转磁场同步时，转子绕组不产生感应电流，转子上只有永磁体产生磁场，产生驱动转矩！

所以，转子绕组来实现一个启动，启动完成后，转子绕组不再起作用，由永磁体和定子绕组的磁场相互作用，产生力矩。

2. 同步电机的异步启动

同步电动机仅在同步运行时，即定、转子磁场相对于静止时才产生电磁力矩。

3. 同步电机不能自启动

启动方式：

罩极启动，就是用短路铜环，或短路线圈将磁极的1/3--1/4部分罩起来，以产生旋转磁场来启动电动机。这种电动机称为罩极电动机，它不需要启动装置和启动电容。

4. 同步电机自启动的原因

1、有条件尽可能断开电机和负载联轴器，然后用手盘动一下电机轴看看有没有卡滞的问题，先排除电机内部有没有碰壳或者轴承没有油干磨。如果是放了很长时间的设备，需要检查有没有氧化生锈腐蚀存在。

2、如果是新装配的电机和负载，需要检查是否装配过充中，存在某个方向歪了，比如水平没有对齐，同心不对位等情况，或者转子和转子过紧过松了造成。

3、如果电机有驱动器之类的，检查驱动器的历史报警记录，看看是什么报警内容，对症下药能比较准确及时处理。

4、新装的系统，也要重新考虑是否电机规格选小了，运行一阵子了产生过载问题，可以在下次启动之后测量一下负载电流，看看是否超过了额定电机电流，不排除小马拉大车引起的堵转发生，如果是，需要更换大功率的电机。

5、从主回路来看，可能会有短路，缺相，过流过载，电机控制设计时候，都需要考虑到这些问题而添加了对应的保护功能，可以先用万用表在断电时候，测量三相电机的阻值是否平衡合理，用摇表测量线圈对地的绝缘电阻，一般都要有5兆欧以上才是正常的。如果电机本身三相不平衡，或者对地绝缘不好了，当然需要修理的。另外过载，缺相，过热，过流等保护器件是否选型合适，参数是否没有匹配好等，都要仔细检查。

6、如果是直流电机，需要检查是否碳刷整流子之类的严重磨损引起的过流过载。如果是永磁电机，不排除是失磁了引起的过流过载报警造成。

7、如果有变频器，伺服驱动器之类的，可能是驱动器，编码器等问题引起的，这种需要查故障代码，如果查不到，只能找一台新的同样机型装上对比测试。

8、控制回路上，就比较复杂了，如果是继电器控制电路，可能是继电器线圈用久了，发热后吸合能力不足造成，或者是触点接触不良时间长了阻值变大造成误动作，这种情况需要更换对应的自保或者互锁继电器。如果是PLC或者数控系统，不排除是软件问题，比如逻辑上的错误，或者是外边的连锁开关误动作造成，这些需要根据电路图来判断和找问题。

9、电源电压波动也可能会造成电机瞬间停止工作，电压击穿了电机，这种情况比较少，但是也见过，而电压波动厉害对控制系统影响比较常见的，这样会直接造成控制系统无法正常运行而让电机停止工作。

5. 异步电机自启动

   利用启动设备将电源电压适当降低，加到电动机定子绕组上启动电动 机的方法，等到电动机的转速升高到接近工作转速时，再将电压恢复到额定值，降压启动 方法适用于空载或轻载启动的笼式电动机，常用的降压启动方法如下。

1) 自耦变压器降压启动法。启动时将电源接至自耦变压器高压侧，电动机接自耦变压 器的低压侧。 电动机先在低电压下启动，当转速接近额定转速时再将电动机切换至工作电 源，使其在额定电压下运行，同时，也使自耦变压器从电源上切除。

电动机的启动电流、 启动转矩均减至直接启动的1/k2 (k2为自耦变压器的电压比），将自耦变压器和切换开关组 合在一起就是补偿启动器，是一种广泛应用的降压启动设备。 2) Y-A变换启动法。

仅适用于运行时为三角形接线的笼型异步电动机。启动时将定 子绕组改为星形接法，使相绕组电压减为UN/V^，启动后当转速接近额定转速时，再将定 子绕组改为三角形接法运行，启动电流和启动转矩均减至直接启动的1/3,接线方式改变 可通过专用的切换开关（Y-A启动器）来实现。

3) 延边三角形启动法。仅适用于相绕组有中间轴头，正常运行为三角形接法，另一部 分绕组串接在三角形的延边上为星形接法，故称为延边三角形。启动后当转速接近额定转 速时，再改为全三角形接法运行，启动电流，启动转矩下降。

4) 绕线式异步电动机启动，转子绕组通过集电环串接电阻，可以减少转子启动电流， 还增加启动力矩。 随着转速升高，逐渐减少启动电阻直到全部切除，便完成了启动过程。绕线或电动机一般采用频敏电阻器启动，它不仅可达到增加启动转矩，限制启动电流的目 的，由于其阻值随转速升高自动减小，但对要求启动转矩大的电动机不宜采用频敏变阻器启动。

6. 同步电动机的自启动方法

三相笼形异步电动机降压启动常用的方法有电阻降压启动、自耦变降压启动、Y-△启动、降压启动。

1.三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。

2.与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

3.原理：当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势(感应电动势的方向用右手定则判定)。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用(力的方向用左手定则判定)。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。

7. 同步电动机可以自行启动

同步电机和单相电机的不通在于磁场。

异步电机又叫感应电机，转子上的电磁场是通过定子磁场感应出来的。同步电机转子上要有自带的磁场。

异步电机的转速会随负载的不同，略有改变，而且这个转速是低于定子磁场的转速的，所以才叫异步电机。同步电机转速严格的按定子磁场转速旋转，所以叫同步电机。

异步电动机可以直接启动。同步电动机要有专门的启动装置或者启动绕组，所以制造工艺复杂，造价高。

异步电机一般用来做电动机，同步电机一般用来做发电机，也用来做补偿机。

8. 同步电机 启动

1.电动机启动法：借助一台与待启动电机同磁极对数的异步电动机带动启动

2.异步启动法：先不给同步电动机励磁电流，同步电动机以异步方式运行，待电动机转速接近同步是加入励磁电流牵入同步状态，既两个阶段 异步启动和牵入同步

3.变频启动法：先在转子中加入励磁电流，利用变频器逐步提高定子两端的电源频率，使转子磁极在开始启动时就与旋转磁场建立起稳定的磁拉力》

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