带负载启动 电机和马动马达的启动

寂静回声

问






答

这是一个必须结合工况、系统设计和控制方式才能回答的问题，因为电机有好几种启动方式。
从通电到输出额定启动转矩的时间，决定能否带动负载转动。
从静止到达到额定转速的时间，决定系统响应速度。
电机启动的核心瓶颈是启动电流与启动转矩的强耦合，以及电网容量的限制。


电机硬启动时，以异步电机为例，启动电流是额定电流的 5-7 倍，启动转矩是额定转矩的 1.5-2.5 倍。
转矩建立时间10-50ms，电气响应几乎瞬时。
但是如果是大功率电机直接启动会导致电网电压骤降，因为转矩与电压平方成正比，反而使启动转矩下降，启动变慢甚至失败。
若负载转矩超过电机最大堵转转矩，电机将堵转烧毁。


当电机功率较大或电网容量不足时，必须采用软启动方式。
以10KW满载启动为例，星三角启动时间3-8s、自耦降压启动时间5-15s、变频器软启动可调时间2-30s。
只要电机不是软启动，其启动时间必然以秒为单位，且启动转矩越低，时间越长。即使是高性能矢量变频器，为了限制电流，重载启动时间通常也在 5s 以上。

气动马达启动的核心优势是启动转矩极高且过载自保护，气动马达可以长时间堵转而不损坏，只要气源压力足够，堵转转矩会持续输出，直到克服负载阻力。这是电机完全无法做到的。
有些人误以为气体压缩会导致启动延迟，但实际上气体压缩性主要影响转速上升的平稳性，而非转矩建立时间。
只要系统设计合理，马达入口压力建立时间可以控制在 50ms 以内。
真正影响启动速度的是管路充压时间和气源流量，而非气体本身的可压缩性。
气动自伺服当负载增加时，转速自动下降，流量自动增加，转矩自动上升，直到平衡。这个过程是瞬时完成的，无需任何外部控制，因此带负载启动时非常平稳可靠。

气动马达通过操纵阀切换进排气方向即可实现瞬间换向，换向时间 < 100ms，且换向时转矩几乎无损失。
电机必须先停机再反转，即使是变频器快速换向，时间也在 500ms 以上，且换向电流冲击大。

气动马达的效率确实低于电机，但在启动性能、过载保护、恶劣环境适应性等方面的优势是电机无法替代的。