三相异步电动机的启动(起动)

三相异步电动机的启动

一、异步电动机启动时的要求
1、电动机有足够大的启动转矩。
2、一定大小启动转矩前提下，启动电流越小越好。
3、启动所需设备简单，操作方便。
4、启动过程中功率损耗越小越好。

二、鼠笼式异步电动机的启动
n       直接启动
n       降压启动
  （一）直接启动
   即启动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压。

三相异步电动机直接启动的条件（满足一条即可）

1、容量在7.5KW以下的电动机均可采用。

2、电动机在启动瞬间造成的电网电压降不大于电源电压正常值的10%，对于不常启动的电动机可放宽到15%。

3、可用经验公式粗估电动机是否可直接启动

缺点：对电动机及电网有一定冲击

（二）降压启动
即在电动机启动时降低定子绕组上的电压，启动结束时加额定电压的启动方式。降压启动能起到降低电动机启动电流目的，但由于转矩与电压的平方成正比，因此降压启动时电动机的转矩减小较多，故只适用于空载或轻载启动。
 

n   自耦变压器（亦称补偿器）降压启动
n   星—三角（Y—Δ）降压启动
n    延边三角形启动
n    电阻（或电抗）降压启动
 

1、自耦变压器（亦称补偿器）降压启动

（1）接线：自耦变压器的高压边投入电网，低压边接至电动机，有几个不同电压比的分接头供选择。

（2）特点：设自耦变压器的变比为K，原边电压为U1，副边电压U2= U1/K，副边电流I2（即通过电动机定子绕组的线电流）也按正比减小，又因为I1= I2/K，则电源供给电动机的启动电流为直接启动时1/K2倍。因电压降低了1/K倍，转矩降为1/K2倍。

自耦变压器副边有2~3组抽头，如二次电压分别为原边电压的80 %、60%、40%。

优点：可按允许的启动电流和所需的启动转矩来选择自耦变压器的不同抽头实现降压启动，定子绕组采用Y或Δ。

缺点：设备体积大，投资较贵。

2、星—三角（Y—Δ ）降压启动

（1）接线：启动时先将定子接成星形，启动完再接成Δ。

（2）正常运行 启动
定子接成Δ 定子接成Y
相电压UΔ =线电压U1N 相电压UY= U1N=   UΔ
相电流IΔ= 线电流IS  相电流IY =   IΔ  =    IS=  IS
（故启动电流为直接采用Δ接法启动电流的1/3）

 由于转矩与电压的平方成正比，启动转矩只有Δ接法直接启动时1/3。

优点：设备简单，价格低。

缺点：只用于正常运行时为Δ 接法，降压比固定，有 时不能满足启动要求。

3、延边三角形启动

即启动时将电动机一部分定子绕组接成Y形，另一部分接Δ形。

特点：启动是，每相绕组所承受的电压，比接成

全星形接法时大，启动转矩较大，但绕组结构较复杂，应用受限制。

4、电阻（或电抗）降压启动

对容量不很大的鼠笼异步电动机可采用在启动时给定子电路中串联降压电阻（或电抗器）的办法来启动电动机，待电动机启动结束时再将电阻（或电抗器）短接，由于电阻上有热能损耗，用电抗器则体积、成本较大，此法很少用。

三、绕线式异步电动机的启动
n      转子串电阻启动
n      频敏变阻器启动 

1、转子串电阻启动

绕线转子异步电动机转子串入合适的三相对称电阻。既能提高起动转矩，又能减小起动电流。

如要求起动转矩等于最大转矩，则Sm=1

为缩短起动时间，增大整个起动过程的加速转矩，使起动过程平滑些，把串接的起动电阻逐步切除。

  优点：减少启动电流，启动转矩保持较大范围，需重载启动的设备如桥式起重机、卷扬机等。

  缺点：启动设备较多，一部分能量消耗在启动电阻且启动级数较少。
2、频敏变阻器启动

  频敏变阻器是一种有独特结构的新型无触点元件。其外部结构与三相电抗器想似，即有三个铁芯柱和三个绕组组成，三个绕组接成星形，并通过滑环和电刷与绕线式电动机三相转子绕组相接。                             

当绕线式电动机刚开始启动时，电动机转速很低，故转子频率f2很大（接近f1），铁心中的损耗很大，即等值电阻Rm很大，故限制了启动电流，增大了启动转矩。随着n的增加，转子电流频率下降（ f2=s f1), Rm减小，使启动电流及转矩保持一定数值。频敏变阻器实际上利用转子频率f2的平滑变化达到使转子回路总电阻平滑减小的目的。启动结束后，转子绕组短接，把频敏变阻器从电路中切除。由于频敏变阻器的等值电阻Rm和电抗Xm随转子电流频率而变，反应灵敏，故叫频敏变阻器。

优点：结构较简单，成本较低，维护方便，平滑启动。

缺点：电感存在，cosΦ较低，启动转矩并不很大，适于绕线式电动机轻载启动。