电机启动电流测试与控制方法详解
电机启动电流测试与控制方法详解
电机启动电流测试是电机测试过程中的重要环节。启动电流的大小不仅影响电机的使用寿命，还可能对电网造成冲击。本文将详细介绍启动电流的定义、特点、测试方法以及减小启动电流的各种方式。
一、什么是启动电流
启动电流是指电器设备（感性负载）在刚启动时的冲击电流，是电机或感性负载通电瞬间到运行平稳的短暂时间内的电流变化量，这个电流一般是额定电流的4-7倍。国家规定，为了线路的运行安全及其它电气设备的正常运行，大功率的发动机必须加装启动设备，以降低启动电流。
二、启动电流特点
不同类型的电机具有不同的启动电流特点。例如，鼠笼式异步电机的启动电流一般是额定电流的4～7倍，但一般要求电机的起动电流不能超过其额定电流的2～5倍。对于功率超过30kW的电动机，由于其启动电流一般为额定电流的6－7倍，频繁启动会增加电机温升，可能导致电机烧毁。此外，启动方式也会对启动电流产生较大影响，比如直接启动时，启动电流可达额定电流的10~30倍。
三、如何准确测试启动电流
准确测试启动电流的方法包括：
使用示波器：在电机启动回路中安装一个变比较大的电流互感器，电流互感器的二次绕组接入示波器。
使用故障录波装置：在电机启动回路中安装电流互感器，电流互感器的二次绕组接入故障录波装置，在电机启动过程中启动录波。
使用便携式电能质量分析仪：在电机启动回路中安装电流互感器，电流互感器的二次绕组接入便携式电能质量分析仪，在电机启动过程中测量。
使用高端电机测试系统：通过设置测功机传感器变比和同步源等参数，能准确保证参数测量的准确性。
在测试时，由于启动电流时间较短，要想精确测试启动电流必须保证短时间内能采集足够的采样点，且保证系统具备足够高的更新率。
四、减小启动电流的方式
常见的减小启动电流的启动方法有以下几种：
直接启动：将电动机的定子绕组直接接入电源，在额定电压下起动。具有起动转矩大、起动时间短的特点，但对电网容量和负载要求较大，主要适用于1kW以下的电机启动。
串电阻启动：在启动过程中，在定子绕组电路中串联电阻，通过电阻上的电压降减少加在定子绕组上的电压，从而减小启动电流。
自耦变压器启动：利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到更大的起动转矩。最大优点是起动转矩较大，当其绕组抽头在80%处时，起动转矩可达直接起动时的64%，并且可以通过抽头调节起动转矩。
星三角减压启动：对于正常运行时定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机，启动时将定子绕组接成星形，待启动完毕后再接成三角形，可以降低启动电流。采用星三角启动时，启动电流只是原来按三角形接法直接启动时的1/3。适用于无载或者轻载启动的场合，结构简单，价格便宜。
变频器启动：通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。虽然成本高，对维护技术人员的要求也高，但控制效果最好，主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。
五、总结
启动电流作为电机测试过程中一个重要环节，其准确测量极大的决定了电机启动结构，直接影响着电机寿命和对电网的影响。为了更好的测量启动电流，工程师也必须选择更高刷新率的仪器，保证采集到足够的样本点。