三相異步電動機的起動技術

三相異步電動機是日常生產、生活和社會實踐活動中使用最多的一種機型，掌握好這種電動機的起動調整，對于正確使用電動機，全面構建節約型國家具有重要意義。

電動機的起動就是電動機的定子繞組與電源接通，使電動機的轉子由靜止加速到一定的轉速穩定的運行過程。

電動機起動電流大，在輸電線路上造成的電壓降也大，可能會影響同一電網中其他負載的正常工作，例如使電動機的轉矩減小，轉速降低，甚至造成堵塞，或使日光燈熄滅等等。電動機起動力矩小，則起動的時間就會增長，或不能在滿載情況下正常起動。由于異步電動機的起動電流大而起動轉矩較小，故常采用一些措施減小起動電流，增大起動轉矩。

異步電動機的起動方法通常有以下幾種方法。

1）直接起動。用開關將額定電壓直接加到定子繞組上使電動機起動，就是直接起動，又稱全壓起動。直接起動的優點是設備簡單，操作方便，起動過程短。只要電網的容量允許，應盡量采用直接起動，如容量在4 kW以下的三相異步電動機一般都采用直接起動。

2）降壓起動。如果籠型異步電動機的額定功率超出允許直接起動的范圍，則應采用降壓起動。所謂降壓起動，是借助起動設備將電源電壓適當降低后加在定子繞組上進行起動，待電動機轉速升高到接近穩定時，再使電壓恢復到額定值，轉入正常的運轉。降壓起動時，由于電壓降低，電動機每極磁通量減小，故轉子電動勢、電流及定子電流均減小，避免了電網電壓的顯著下降。但由于電磁轉矩與定子電壓的平方成正比，因此降壓起動時的起動轉矩將大大減小，一般只能在電動機空載或輕載的情況下起動，起動完畢后再加上機械負荷。

目前常用的降壓起動方法有3種。

①Y—△換接起動。Y—△換接起動就是把正常工作時定子繞組作三角形聯結的電動機，在起動時接成星形，待電動機轉速上升后，再換接成三角形。Y—△換接起動設備簡單，工作可靠，但只適用于正常工作時作△聯結的電動機。為此，Y型系列異步電動機額定功率在4 kW及其以上的均設計成△接法。

②自耦降壓起動。自耦降壓起動就是用自耦變壓器降壓起動，如圖1所示。三相自耦變壓器接成星形，用一個六刀雙擲轉換開關來控制變壓器接入或脫離電路。起動時將開關撥接規定的位置，待電動機更深工作之后，自耦變壓器則與電路脫開。起動用的自耦變壓器專用設備稱為起動補償器，通常兩至三個抽頭輸出不同的電壓，例如分別為電源電壓的80%、60%和40%，可供用戶選用。自耦變壓器的優點是起動電壓可根據需要選擇，但設備較笨重，一般只用于功率較大和不能用Y—△換接起動的場合。

③軟起動。軟起動是近年來隨著電子技術的發展而出現的新技術，起動時通過軟起動器（一種晶閘管調壓裝置）使電壓從某一較低值逐漸上升到期額定值，起動后再用旁路接觸器（一種電磁開關）使電動機投入正常運行。軟起動器一般還具有節能和保護功能，可將電動機電壓調至與實際負載相適應，使功率因數和效率得到改善；其內部的電子保護器能防止電動機因過載而發熱。由于軟起動器具有這些功能和優點，所以它雖然出現的時間不長，卻已在水泵、鼓風機、壓縮機、傳送帶等設備中得到大量應用，并有取代其他降壓起動的趨勢。

3）繞組型電動機的起動。對于繞組型電動機可采用轉子加電阻的方法起動。這是因為繞組型電動機的起動性能優于籠型電動機，所以在起動頻繁、要求有較大起動轉矩的生產機械上常采用繞組型電動機。另一種方法是采用頻敏變阻器起動。頻敏變阻器是用厚鋼板做鐵心的三相電抗器。3個繞組通常接成星形，接線方式與繞組是對應的，相當于接入了一個阻抗自動變化的變阻器。

當頻率變化的轉子電流通過頻敏變阻器的繞組時，在鐵心中產生頻率變化的交變磁通，從而在鐵心中產生渦流，使鐵心發熱而消耗掉轉子電路的一部分功率，其效果相當于電阻的作用，同時鐵心線圈本身具有電感。該電阻值和電感值一起隨著起動過程中轉子電流頻率的降低而自動減小。因此，繞線型電動機接頻敏變阻器的機械特性開始部分與轉子接起動電阻的特性相似，而后來逐漸接近于自然特性，起動完畢后應把頻敏變阻器從轉子電路中切除。

（作者單位：山東省濰坊科技學院）