三相籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的瞬態(tài)計(jì)算與分析-論文.pdf

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1、迫扎與控制應(yīng)用2015，42(6)運(yùn)行與保護(hù)iEMcA三相籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的瞬態(tài)計(jì)算與分析袁陽(yáng)，額爾和木巴亞爾，張偉(1．海軍駐葫蘆島四三一廠軍事代表室；2．上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司，上海200063)摘要：采用有限元方法在考慮籠型異步電動(dòng)機(jī)的端部漏抗、端部電阻、鐵心飽和特性以及轉(zhuǎn)子導(dǎo)條集膚效應(yīng)的情況下準(zhǔn)確計(jì)算了三相籠型異步電動(dòng)的起動(dòng)電流。試驗(yàn)證明，所計(jì)算起動(dòng)電流值與實(shí)測(cè)值相差5％以內(nèi)。關(guān)鍵詞：三相異步電動(dòng)機(jī)；起動(dòng)電流；有限元法中圖分類號(hào)：TM．307文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-6540(2015)06-0073-04CalculationandAnal

2、ysisofStartingCurrentinInductionMotorbyUsingTransientAnalysisMethodYUANYang，ERHEMBayaer，ZHANGWei(1．NavyMilitaryRepresentativeOfficeinHuludaoNo．431Factory，Huludao125004，China；2．ShanghaiElectricalApparatusResearchInstitute(Group)Co．，Ltd．，Shanghai200063，China)Abstract：Thefiniteelementmethodwas

3、usedtocalculatethestartingcurrentinthree—phaseinductionmotorbyconsideringendleakage，endreactanceofsquirrelcage，saturationcharacteristicsofcoreandskineffectinthebar．Theerorofthecalculationwasprovedtobewithin5％comparedwiththetestresult．Keywords：threephaseinductionmotor；startingcurrent；finitee

4、lementmethod動(dòng)是最簡(jiǎn)單的，并且最常用的一種起動(dòng)方式。它0引言是將電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接人額定電壓起動(dòng)，三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能特別是起動(dòng)因此也稱為直接起動(dòng)。在電網(wǎng)容量和負(fù)載兩方面特性與其線路保護(hù)用低壓斷路器的保護(hù)特性密切都允許全壓直接起動(dòng)的情況下，可以考慮采用全相關(guān)。實(shí)際使用中也多次發(fā)生由于兩者不匹配而壓直接起動(dòng)。全壓起動(dòng)具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)時(shí)造成的斷路器誤動(dòng)作等故障。本文為了準(zhǔn)確計(jì)算間短、起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、易于維護(hù)、投資三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流并選取合理選取省、設(shè)備故障率低等優(yōu)點(diǎn)，因此采用比較廣泛。但斷路器的參數(shù)，計(jì)算分析了多臺(tái)三相籠型異步電全壓起

5、動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流比較大，籠型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。電流一般為額定電流的4～6倍，甚至更高?，對(duì)結(jié)果表明，計(jì)算值與實(shí)測(cè)值吻合度很好，證明了本線路保護(hù)用的斷路器的選型也提出了較高的要文采取的計(jì)算方法的合理性。求。因此起動(dòng)電流的準(zhǔn)確計(jì)算顯得尤其重要。1三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的電流特點(diǎn)的計(jì)算電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式有很多種，其中全電壓起傳統(tǒng)電動(dòng)起動(dòng)電流的計(jì)算方法是采用等效電通訊作者：袁陽(yáng)運(yùn)行與保護(hù)EMCA電札與粒制應(yīng)田2o15，42(6)路的簡(jiǎn)化模型來計(jì)算。但實(shí)際的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程態(tài)模型計(jì)算。中，存在由起動(dòng)電流產(chǎn)生的磁通引起鐵心飽和現(xiàn)

6、當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)直接投入電網(wǎng)起動(dòng)時(shí)，在t=象，由集膚效應(yīng)引起電阻變化情況等]，而且電0時(shí)刻，n=0，S=1。異步電動(dòng)機(jī)對(duì)電網(wǎng)呈現(xiàn)短動(dòng)機(jī)的端部電阻及電感也影響起動(dòng)電流的大路阻抗，利用等值電路，并忽略勵(lì)磁支路，則異小J。這些因素使得電機(jī)內(nèi)的電磁場(chǎng)分布十分步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流(相電流)與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩分復(fù)雜，很難用簡(jiǎn)單的“磁路”來模擬。因此以往別為的簡(jiǎn)化磁路方法計(jì)算得到的結(jié)果與實(shí)際值偏差I(lǐng)s．=——==========二=-=S二二二二二二二二二二二二二二(3)較大4。。本文采用非線性瞬態(tài)場(chǎng)有限元數(shù)值√(R+尺)+(Ll+Ll)計(jì)算方法來考慮電動(dòng)機(jī)鐵心飽和特性、端部電㈩感及電阻、導(dǎo)條集膚效應(yīng)等

7、的影響的情況下，對(duì)電動(dòng)機(jī)瞬態(tài)特性進(jìn)行仿真分析，計(jì)算了電動(dòng)機(jī)式中：U——定子相電壓；的起動(dòng)電流。n——磁極對(duì)數(shù)；2．1異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型——角頻率；異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型分為動(dòng)態(tài)模型和靜態(tài)R、R和L、Llr~——定子、轉(zhuǎn)子電阻和模型。漏感。動(dòng)態(tài)模型一般在d．q坐標(biāo)系下建立。設(shè)u但是，使用靜態(tài)模型不能反映起動(dòng)瞬間電流q、rfr、u、如、i9、i出、i、dq、dr、為d、q坐的瞬態(tài)變化。如果使用動(dòng)態(tài)模型，雖然能計(jì)算標(biāo)系下感應(yīng)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子的電壓、電流、磁鏈，則瞬態(tài)電流，但模型中的電阻、電感等參數(shù)取固定電路方程