浅谈电机的启动和控制

张亚苏（陕西航空电气有限责任公司，陕西　西安　710065）

浅谈电机的启动和控制

张亚苏
（陕西航空电气有限责任公司，陕西西安710065）

摘要：很多的电机在使用过程中，在电机的启动和控制方面都会有或多或少的问题出现，这样严重的影响了电机的使用效率和寿命，同时也会影响到电机使用单位的工作效率和产量达标，所以，本文针对电机在启动和控制方面出现的问题，根据理论结合实际的方法进行阐述和说明，对这三个问题（第一，电机一次回路的端电压；第二，电机二次回路的临界端的控制长度；第三，电机二次回路的压降）进行实际的理论上的计算，并且要依照计算出来的结果进行必要的相关分析，同时也要提出相应的解决办法。

关键词：电机的启动和控制；一次回路的端电压；二次回路的临界端的控制长度；二次回路的压降

在电机电路设计的过程中，设计人员通常情况下是依照《工业与民用配电设计手册》（第三版）来进行设计的，具体的依照在手册的6-19表中会有体现。在设计电机回路的第一步就是验算电机的启动功率是否能够达到电机的运行中的瞬间启动功率，如果电机的启动功率符合我们的设计要求，那我们的设计程序就应继续往下进行。我们从现场的使用情况反馈了解到，电机在启动的过程中无法顺利进行的原因大致有三种，第一种是在电机验算的过程中，忽略了电机末端的压降的验算，这样就会使得电机在启动中无法直接获得一个必要的启动转矩，保证不了电机的正常开启，而且非常容易形成堵转电流烧毁电机；第二种是我们在验算电机的相关参数的时候，没有进行电机的控制回路方面的长度临界值的验算，这样就会使电机线路上的电容电流吸和电机接触器，造成了电机的无法正常停泵；第三种是在电机的相关参数的验算过程中，没有对于电机的控制线路进行压降的验算，这样就会使电机的接触器不能够获得充足的吸和能量，造成设备的无法正常启动。

本文针对上述的电机启动和控制方面的问题进行一下两个方面的叙述。第一，电机的启动和电机的控制方面的相关计算。第二，电机出现启动和控制问题的分析方法及应对办法。下面来进行详细的叙述说明。

一、电机的启动和电机的控制方面的相关计算

本文以一个站场的500kVA的变压器为例子进行说明。此变压器的电源就是电力系统的正常电源，侧短路电流为100MVA。现在有一台37kW的电动机在100m的位置处，此电机的电流为69.8A，电机启动所需要的电流为488.6A,电机的接触器使用的是型号为CJ20-100的接触器，电机的线圈的启动功率为175W，电机的启动吸持功率为21.5W，电机的接触器的电阻的阻值按照300Ω来进行考虑。连接电机的控制电缆为KVV22-5004×1.5，连接电机的动力电缆采用的是YJV22-1K4×16。以上数据就是本文的实例电机的基本计算使用的参数。

关于电机的启动和电机的控制方面的相关计算，本文从以下三个方面进行分析，分别是：第一，一次回路中电机端子的关于压降方面的计算。第二，二次回路中电机控制长度的临界值的计算。下面来进行详细的计算分析。

（1）简单叙述一次回路中电机端子的关于压降方面的计算。我们针对37kW的电机的允许启动电压进行了手册6-19查询，查询得到的结果是该电机的启动最大功率在100kW，远远大于37kW这个数值，电机是可以进行启动的。再进行手册中的6-16表中查询，得知电机的端子电压和电机母线的电压分别是：电机母线的相对电压值是uqm=0.9852；电机的端子的相对电压值是uQm=0.644。这一个数值就是比较危险的，因为通常情况下，电机的制造厂商都会严格要求电机的端子的相对电压值uQm≥0.65这个数值，这一数值是基于满足电机的启动转矩的最低值来界定的。0.644显然不符合0.65这一数值的规定，因此不满足电机的启动要求，但是如果我们将电缆的截面进行扩大，选择截面更大的YJV22-1K4×25电缆来进行连接电机，这样就会满足了电机的启动功率的要求。

（2）简单叙述二次回路中电机控制长度的临界值的计算。在物理学中，我们可以了解到两条相互之间靠近而且还是平行的电线之间会有电容的出现。在线路比较短的时候，产生的电容值是比较小的，在正常情况下，应该是忽略不计的；但是在线路比较长的情况下，我们就不能忽视电容的存在了。两条电线路中的电容值，我们定义为C1，和电缆的长度为正比例的关系，电缆线路越长，电容C1的值就会越大，这样就会使得在电容及接触器的线圈中流过的电流的值变大。一旦电流的值变大值超出了维持接触器吸和状态的值时，我们电机的控制就不能使用停止的按键来实现电机的停止。这也意味着电缆的线路变长，C1的电容值会变的更大，让电机的启动按钮处在一种断开的状态之下，这时的电机的电流就会让接触器进行吸和动作，造成了电机的控制混乱，出现电机失控。

本文的电机的控制电缆的回路电流为220V的电压进行控制的，接触器的线圈CJ20-100的功率计算得出为21.5W，电机采用的是三线制的控制模式，我们根据计算得出，电机的二次回路的临界值为Le=500×21.5/（0.6×2200）=0.36km<0.4km。通过这个公式我们得出电容中的电流是可以满足电机的接触器的吸和作用的，当电机的按键执行停泵的操作之后，有可能出现停泵不执行的可能，如果我们把电机设计成为自带自锁功能的电机，再将电机的控制电缆改为两芯的控制电缆，再计算一次我们会得出Le=500×21.5/（0.3×2200）=0.74km，将电机的控制距离整整的提高了一倍。

二、电机出现启动和控制问题的分析方法及应对办法

电机能否实现顺利的启动和控制，最主要的因素就是要让电机获得足够的启动转矩。具体的方法就是改变电缆的电阻值，让电缆的电阻值下降，提高导电率，提高电机端电压。

（1）增大电机控制电缆的截面积。

（2）电机的接触器适时的扩大一级。

（3）电机的动力电缆适时的扩大一级。

（4）电机的控制回路使用两线制的处理。

参考文献

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[4]鱼敏英.基于触摸屏控制电机启动和停止的设计研究[J].科技创新与应用，2015 （10）.

[5]《工厂常用电气设备手册》编写组.工厂常用电气设备手册[M].北京：中国电力出版社，1998.

中图分类号：TM306

文献标识码：A