鼠籠式轉子與繞線式轉子三相異步電動機傳統啟動方式對比分析與選擇

楊勇

摘 要：本文對鼠籠式轉子三相異步電動機與繞線式轉子三相異步電動機傳統啟動方式下的啟動原理進行了說明，并對兩種轉子三相異步電動機的在傳統啟動方式下的啟動性能進行了深入的對比分析。給出了根據不同性質負載合理的選取三相異步電動機傳統啟動方法的理論依據。

關鍵詞：鼠籠式轉子；繞線式轉子；三相異步電動機；啟動方式

1 引言

三相異步電動機直接啟動（在額定工作電壓下不改變轉子回路電阻啟動）過程中，啟動電流為額定工作電流值的4-7倍。該電流產生的熱損耗容易導致電動機的絕緣老化或損傷，直接啟動產生的沖擊性轉矩也容易損壞傳動機構，同時啟動過程中的沖擊電流會引起供電網電壓下降，從而影響電網內其它電動機的啟動及用電設備正常運行，這將影響企業的安全與正常生產，因此對三相異步電動機的啟動方式進行合理的選擇是擺在企業電氣技術人員的重要任務。

2 鼠籠式轉子三相異步電動機啟動方式

鼠籠式轉子是在三相異步電動機轉子槽中安放銅條，兩側分別用銅環將銅條端部短路；或者由鑄鋁一次澆筑而成鼠籠狀結構，故稱鼠籠式轉子。由于鼠籠式轉子結構無法形成開路狀態，所以在轉子回路中無法串入電阻，只能從定子回路入手采取措施改善電動機的啟動性能。

2.1 定子回路串電阻或電抗器啟動

是在電動機定子回路中串入電阻或電抗器，分擔部分電壓，降低電動機定子繞組兩端電壓，從而降低電動機的啟動電流。

2.2 星--角啟動

適用于定子繞組三角接法電動機，啟動時將定子繞組星接，啟動完畢改為角接。該方法使電動機啟動過程中電動機定子繞組兩端電壓降低為額定運行時電壓的1/√3，從而降低電動機的啟動電流。

2.3 自耦變壓器降壓啟動

自耦變壓器實為降壓變壓器，將自耦變壓器一次繞組接電源，二次繞組接電動機定子繞組兩端，降低電動機定子繞組兩端電壓，從而降低電動機的啟動電流。

2.4 鼠籠式轉子三相異步電動機啟動方式下電動機輸出轉矩

以上所述傳統的鼠籠式轉子三相異步電動機啟動方式均屬于降壓啟動范疇，即通過降低電動機定子繞組兩端電壓來達到降低啟動電流的目的。由于三相異步電動機電磁轉矩與電動機定子繞組兩端電壓的平方成正比例關系，上述方法在達到降低電動機啟動電流的目的同時，損失了大部分的輸出轉矩。所以該方法具有局限性，只適用于空載啟動或輕載啟動。

3 繞線式轉子三相異步電動機啟動方式

繞線式轉子是在三相異步電動機轉子槽中安放繞組，三相繞組一端短路，另一端分別連接轉子軸上的滑環，滑環通過電刷連接外電路并可以短接。這樣即可以在繞線式轉子回路中串入電阻。

3.1 轉子回路串電阻啟動

在繞線式三相異步電動機轉子回路中串入對稱電阻，降低電動機啟動電流。啟動過程中，分級切除對稱電阻，從而保證電動機足夠的輸出轉矩。

3.2 轉子回路串頻敏變阻器啟動

頻敏變阻器是阻值可以根據轉子電頻率變化而變化的可變電阻，將頻敏變阻器串入繞線式三相異步電動機轉子回路中，啟動初始階段轉子電頻率高，頻敏變阻器阻值高，隨著轉子轉速的逐漸提高，轉子電頻率逐漸降低，頻敏變阻器阻值隨之降低，這樣既降低了電動機啟動電流，還可以平滑地切除電阻。

3.3 繞線式轉子三相異步電動機啟動方式下電動機輸出轉矩

三相異步電動機的輸出轉矩與轉子電流的有功分量成正比例關系，繞線式三相異步電動機轉子回路中串入對稱電阻，降低了啟動電流，但是由于功率因數提高了，不但沒有降低電動機的啟動轉矩，反而提升了啟動轉矩。該方法適用于重載啟動，較比鼠籠式三相異步電動機啟動性能更為優良。

4 結束語

鼠籠式轉子三相異步電動機啟動方式屬于降壓啟動，該方式是以損失大部分啟動轉矩為代價達到控制電動機啟動電流的目的；繞線式轉子三相異步電動機啟動方式降低了啟動電流，提升了啟動轉矩，體現出更好的啟動性能。其中繞線式三相異步電動機轉子回路中串入對稱電阻，啟動過程中，需要分級切除對稱電阻，啟動時出現階躍性輸出轉矩，啟動不平穩；而轉子回路串頻敏變阻器啟動方式，由于頻敏變阻器阻值是連續變化的，所以啟動轉矩相對穩定，啟動過程比較平穩，是比較好的選擇。

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