5.7 泵的起动特性
通常，中小型泵机组的起动，不存在什么问题。大型泵机组的起动，会引起很大的冲击电流，影响电网的正常运行。另外，大型机组惯性和阻力矩大，有时会使起动造成困难。在很多大型泵站中，为了提高电网功率因素，适用同步电动机，如果起动阻力矩过大，则不能牵入同步。
一般离心泵的轴功率，关死点最小，随流量的增加而增加。轴流泵正好相反，混流泵介于二者之间。
根据统计资料，各种泵关死点轴功率PQ=0和泵额定轴功率的关系如下：
离心泵 PQ-o=（30~90%）P
混流泵 PQ-o=（100~130%）P
轴流泵 PQ-o=（140~200%）P
一、水泵机组转矩平衡方程（图5-33）
二、阻力矩的确定方法
机械摩阻力矩又分为静阻力矩和动阻力矩。静阻力矩是在起动瞬间克服静机械摩擦的力矩，一旦起动后，此静阻力矩迅速降低而变为动阻力矩。
（一）静阻力矩
静阻力矩受填料松紧，轴承润滑等影响，难以精确计算，一般为（0.05~0.03）MN（MN为机组的额定转矩）。在一般情况下，可按下式计算
1.对于立式轴流泵
M静阻=fGR
式中G—机组转动部分重量；
R—电动机转子半径；
f—轴承、填料等处的静摩擦系数，一般为f=0.1~0.2。
2.对于卧式离心泵，根据斯捷潘诺夫的资料
当n=3600r/min时 M静阻=1.25%MN
当n=1800r/min时 M静阻=5%MN
当n=1200r/min时 M静阻=11.25%MN
因为动阻力矩基本上和转速无关，所以，机械阻力矩和转速的关系曲线如图5-34所示。
（三）水力阻力矩
水力阻力矩是在关阀起动时，由叶片对水的作用力矩，圆盘摩擦力矩，以及水流撞击，涡流等形成的力矩组成的。在开阀起动时还有水流和过流部分摩擦形成的力矩。
1.关阀起动
这是的水力阻力矩主要为叶片力矩和圆盘摩擦力矩。该力矩和转速三次方成正比，可写成
M水阻=Kn3
转速从n=0到n=nN，水力阻力矩的变化曲线如图5-35中o'BC。这时如打开闸阀，由于水泵转速已达额定转速并保持不变，水泵转矩随流量的增加而沿CD上升，到达额定流量时，水泵转矩也达到额定值M。对于轴流泵，由于二次回流等损失增加，在关阀起动时，水力阻力矩沿O'C'上升，达到额定转速后，随流量增加下降到D点，而达到额定流量QX和额定转矩MN。关阀时的M水阻（Q-o）可按下式确定
电动机起动转矩大致和电压平方成正比，所以当电压降过大时，往往使机组不能起动。
电动机的起动转矩曲线如图5 — 37所示。
为研究起动过程各转矩的关系，把泵起动转矩和电动机起动转矩曲线绘在同一图上， 两曲线的交点A即为起动过程的稳定点。对于异步电动机驱动的离心泵，在关阀起动时，由于阻力矩较小，所以A点一般位于额定转矩点e之下，起动并不困难。对于同步电动机，当n=0.95nN时，要求电磁转矩大于阻力矩，即M>M阻。这时投入励磁，即可牵人同步运行。如果机组的阻力矩过大，A点位于e点之上，对于异步电动机，将处于低速超载运行，会导致电动机发热，甚至烧损。对于同步电动机，将无法牵人同步而不能运行。
如果电压降低，电磁转矩曲线如图5—38中的点划线所示，它和泵阻力矩曲线交于A'点，这一点未达到同步转速，而且由于起动电磁转矩也相应降低，可能造成M电起<M机组而无法起动。
四、保证正常起动的措施
为了保证机组正常起动，可采用以下措施：
1. 尽量减小电动机的端电压降，以提髙和电压平方成正比的电动机起动转矩，使M电起>M静阻；
2. 为减小水力阻力矩M水阻，离心泵要关阀起动，轴流泵要开阀起动；
3. 为了减小M水阻可使泵在空气中起动，当达到额定转速时，再向泵中充水。对于潜没式大型水泵，可关闭吸人阀起动，或通人压缩空气把水位压至叶轮以下后起动。采用这种方法应注意口环，轴承、填料等的干摩擦问题。为此可充人部分水，即所谓半充水起动；
4. 对于大型轴流泵，起动时可顶起电动机转子，以改善推力轴承的润滑条件，降低 M 静阻；
5. 对可调叶片泵，可关小叶片角度，以减小M水阻；
6. 采用专用起动发电机、液力偶合器等。
