電機(jī)起動(dòng)器第 10 部分:自耦變壓器
什么是自耦變壓器?
在電機(jī)啟動(dòng)連接中,連接中部署了自耦變壓器 ,以降低啟動(dòng)過(guò)程中施加到電機(jī)的電壓。請(qǐng)記住,提供給電機(jī)的電流和電壓成正比,因此電壓的降低意味著電流的降低。因此,可以使用許多技術(shù)來(lái)降低輸入到感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電壓。部署變壓器就是其中一種方法。
降低的電壓提供給電機(jī),直到其達(dá)到預(yù)期運(yùn)行速度。一旦達(dá)到速度,降低的電壓將使用主電源的全電壓線路重新連接到電機(jī)。 使用由特殊次級(jí)和初級(jí)銅繞組組成的普通降壓變壓器無(wú)法實(shí)現(xiàn)此功能。所使用的變壓器具有單個(gè)銅繞組,用作輸入和輸出。
自耦變壓器具有 大量用作輸出的編帶。通常,這些輸出編帶連接在 50% 到 80% 的電壓之間。這些膠帶提供了用于電機(jī)觸發(fā)的不同級(jí)別的電壓。其操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),與其他類型的變壓器相比重量密度低。自耦變壓器啟動(dòng)器確實(shí)需要困難的布線,因?yàn)樗哂腥齻€(gè)用于連接電機(jī)的端子。
自耦變壓器電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器的主要目的是降低電動(dòng)機(jī)的初始起動(dòng)電流與變壓器平方的電壓比。
自耦變壓器的啟動(dòng)原理
圖 1.自耦變壓器啟動(dòng)器的電路圖。圖片由西蒙·穆戈提供
上圖是自耦變壓器啟動(dòng)電路圖。該電路有開(kāi)關(guān) 1、2 和 3。為了啟動(dòng)電機(jī),開(kāi)關(guān) 1 和 2 應(yīng)處于閉合模式。閉合開(kāi)關(guān) 1 和 2 時(shí),通過(guò)自耦變壓器為電機(jī)提供較低的電壓。該電壓作為到達(dá)靜止位置電機(jī)的輸入電流的限制。該動(dòng)作還會(huì)降低電機(jī)的扭矩。電動(dòng)機(jī)逐漸加速,直至達(dá)到電動(dòng)機(jī)扭矩和負(fù)載扭矩平衡且電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的程度。
此時(shí),開(kāi)關(guān) 2 斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)暫時(shí)處于較低電壓,因?yàn)樽择钭儔浩骼@組的行為就像與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)的電感器。這里開(kāi)關(guān) 1 和 3 連接起來(lái)為電動(dòng)機(jī)提供全電壓。電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)一步增加至額定速度。到此位置,軟啟動(dòng)完成,電機(jī)達(dá)到滿載?,F(xiàn)在,自耦變壓器的用途很長(zhǎng)一段時(shí)間不需要,因此通過(guò)開(kāi)關(guān)1將其斷開(kāi)?,F(xiàn)在直接通過(guò)所連接的三相電壓向電機(jī)供電。要停止電機(jī),必須松開(kāi)設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)3。
自耦變壓器起動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
使用自耦變壓器起動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)如下。
變壓器有助于限制浪涌電流
由于自耦變壓器提供不同且適當(dāng)?shù)睦@線以滿足您的設(shè)計(jì)要求,因此可以調(diào)整啟動(dòng)電壓。
自耦變壓器使用較少的勵(lì)磁電流。
與電機(jī)的電流相比,這些類型的起動(dòng)器的電源電流較小。
該技術(shù)解決了啟動(dòng)階段長(zhǎng)的問(wèn)題。它被認(rèn)為是適合此類目的的。
對(duì)于每個(gè)提供的電流,都會(huì)達(dá)到扭矩。
此類變壓器的制造成本較低,因?yàn)槠錁?gòu)造中使用的銅較少。
與傳統(tǒng)啟動(dòng)器相比,自耦變壓器啟動(dòng)器具有更高的效率。
它們提供更好的電壓調(diào)節(jié)功能。
缺點(diǎn)
以下是自耦變壓器啟動(dòng)器的局限性。
自耦變壓器具有非常低的功率因數(shù)
由于自耦變壓器的參與,自耦變壓器電路在某種程度上是復(fù)雜且相當(dāng)昂貴的。
啟動(dòng)器在某種程度上更大,因此不能在訪問(wèn)受限的機(jī)器中使用。
自耦變壓器的應(yīng)用
一種降低感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)器電壓的好裝置
很好的小工具,可用作長(zhǎng)輸電線路終點(diǎn)處的增強(qiáng)器,從而能夠補(bǔ)償所經(jīng)歷的高損耗。
適用于特定類型的熒光燈燈具。
一些電氣設(shè)備,尤其是測(cè)試實(shí)驗(yàn)室中的電氣設(shè)備,利用自耦變壓器來(lái)很好地發(fā)揮其功能。
它們用于提高電路輸入電壓
它們還用作交流饋線領(lǐng)域的升壓器,使系統(tǒng)能夠達(dá)到所需的電壓水平
滑環(huán)和鼠籠感應(yīng) 電機(jī)的激活
用于互連系統(tǒng),以在所需的閾值電壓下運(yùn)行。
自耦變壓器電機(jī)啟動(dòng)器的要點(diǎn)
直接在線電機(jī)啟動(dòng)器 會(huì)消耗過(guò)多的電流和電壓,因此不太適合啟動(dòng)松鼠規(guī)格電機(jī),這導(dǎo)致自耦變壓器啟動(dòng)器在啟動(dòng)感應(yīng)電機(jī)中的使用越來(lái)越多。
使用自耦變壓器將啟動(dòng)電機(jī)的電壓降低到安全值。電壓降低意味著電流減少,因?yàn)樗鼈兂烧取?/p>
自耦變壓器有多個(gè)電壓分接,電壓范圍在 50% 到 80% 之間,從而為電機(jī)提供不同量的輸出電壓。
啟動(dòng)器電路具有標(biāo)記為 1、2 和 3 的三個(gè)開(kāi)關(guān),它們控制電機(jī)何時(shí)應(yīng)在有限電壓或全電壓下運(yùn)行。
自耦變壓器啟動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)包括限制浪涌電流、調(diào)節(jié)啟動(dòng)電壓、更少的勵(lì)磁電流、更好的電壓調(diào)節(jié)等等。
其缺點(diǎn)包括功率因數(shù)低、成本較高以及尺寸較大導(dǎo)致的空間限制。
自耦變壓器用途廣泛,例如滑環(huán)和鼠籠感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)、點(diǎn)亮熒光燈、交流饋線、電路升壓器、傳輸線升壓器等等。