在電機(jī)啟動(dòng)過程中，尤其是籠型電機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速從零逐漸增大到額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率從1減小到一個(gè)穩(wěn)定的小值。在這個(gè)過程中，電機(jī)轉(zhuǎn)子累積的轉(zhuǎn)子銅耗就是電機(jī)運(yùn)行時(shí)額定轉(zhuǎn)速下的動(dòng)能。

對于需要正反轉(zhuǎn)的電機(jī)，如果全速運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)反向制動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)轉(zhuǎn)子消耗的能量要比正常啟動(dòng)時(shí)大很多，大約是能量的3倍。

電機(jī)起動(dòng)過程為何會(huì)有熱應(yīng)力？

在電機(jī)啟動(dòng)過程中，由于時(shí)間相對較短，定子和轉(zhuǎn)子鐵芯的溫度相對較低，而帶電導(dǎo)體的溫度在此期間迅速上升。由于加熱條件的不一致性和材料熱膨脹系數(shù)的差異，轉(zhuǎn)子中的導(dǎo)電籠條會(huì)由于物理空間自由膨脹的限制而產(chǎn)生熱應(yīng)力。

熱應(yīng)力，又稱變溫應(yīng)力，是指溫度變化時(shí)，物體由于外部約束和內(nèi)部零件之間的相互約束而不能自由膨脹和收縮的應(yīng)力。

當(dāng)熱應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度或疲勞極限時(shí)，導(dǎo)體棒會(huì)產(chǎn)生裂紋線；深槽轉(zhuǎn)子電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于電機(jī)的擠壓作用，轉(zhuǎn)子條上下溫差會(huì)很大，會(huì)發(fā)生不同程度的膨脹，導(dǎo)致彎曲。這種現(xiàn)象對于導(dǎo)條轉(zhuǎn)子的非鑄造過程更為嚴(yán)重，嚴(yán)重時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條可能斷裂。

同時(shí)，定子繞組在啟動(dòng)過程中電流很大，會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)高溫。電機(jī)長時(shí)間低速爬行，頻繁重載起動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致定子繞組絕緣過早老化，或者電機(jī)絕緣和電磁線漆膜因溫度過高而軟化擊穿，導(dǎo)致繞組匝間故障。

從上面的分析可以得出一個(gè)結(jié)論，好的電機(jī)一定要有好的啟動(dòng)性能，否則電機(jī)會(huì)因?yàn)閱?dòng)而過早結(jié)束壽命。

關(guān)聯(lián)術(shù)語解釋

屈服強(qiáng)度

屈服強(qiáng)度是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的屈服極限，即抵抗微塑性變形的應(yīng)力。對于沒有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，規(guī)定產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力值為其屈服極限，稱為條件屈服極限或屈服強(qiáng)度。

大于屈服強(qiáng)度的外力會(huì)使零件永久失效和不可恢復(fù)。比如低碳鋼的屈服極限是207MPa，在大于這個(gè)極限的外力作用下，零件會(huì)永久變形，否則零件會(huì)恢復(fù)原狀。

疲勞極限

疲勞極限是指無失效的無限應(yīng)力循環(huán)后的最大應(yīng)力值，也稱為耐久極限。材料的疲勞極限是材料的固有屬性，因試樣的循環(huán)特性、變形形式以及材料所處的環(huán)境不同而不同，需要通過疲勞試驗(yàn)來確定。

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