常見問題
三相異步電動機啟動方法的選擇和比較
1、直接啟動
直接啟動的優(yōu)點是所需設(shè)備少，啟動方式簡單，成本低。電動機直接啟動的電流是正常運行的5倍左右，經(jīng)常啟動的電動機，提供電源的線路或變壓器容量應(yīng)大于電動機容量的5倍以上；不經(jīng)常啟動的電動機，向電動機提供電源的線路或變壓器容量應(yīng)大于電動機容量的3倍以上。這一要求對于小容量的電動機容易實現(xiàn)，所以小容量的電動機絕大部分都是直接啟動的，不需要降壓啟動。對于大容量的電動機來說，一方面是提供電源的線路和變壓器容量很難滿足電動機直接啟動的條件，另一方面強大的啟動電流沖擊電網(wǎng)和電動機，影響電動機的使用壽命，對電網(wǎng)穩(wěn)定運行不利，所以大容量的電動機和不能直接啟動的電動機都要采用降壓啟動。 直接啟動可以用膠木開關(guān)、鐵殼開關(guān)、空氣開關(guān)（斷路器）等實現(xiàn)電動機的近距離操作、點動控制，速度控制、正反轉(zhuǎn)控制等，也可以用限位開關(guān)、交流接觸器、時間繼電器等實現(xiàn)電動機的遠距離操作、點動控制、速度控制、正反轉(zhuǎn)控制、自動控制等。
2、用自偶變壓器降壓啟動
采用自耦變壓器降壓啟動，電動機的啟動電流及啟動轉(zhuǎn)矩與其端電壓的平方成比例降低，相同的啟動電流的情況下能獲得較大的啟動轉(zhuǎn)。如啟動電壓降至額定電壓的65％，其啟動電流為全壓啟動電流的42％，啟動轉(zhuǎn)矩為全壓啟動轉(zhuǎn)矩的42%。 自耦變壓器降壓啟動的優(yōu)點是可以直接人工操作控制，也可以用交流接觸器自動控制，經(jīng)久耐用，維護成本低，適合空載、輕載啟動異步電動機使用，在生產(chǎn)實踐中得到廣泛應(yīng)用。缺點是人工操作要配置比較貴的自偶變壓器箱（自偶補償器箱），自動控制要配置自偶變壓器、交流接觸器等啟動設(shè)備和元件。
3、Y－△降壓啟動
定子繞組為△連接的電動機，啟動時接成Y，速度接近額定轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)為△運行，采用這種方式啟動時，每相定子繞組降低到電源電壓的58％，啟動電流為直接啟動時的33％，啟動轉(zhuǎn)矩為直接啟動時的33％。啟動電流小，啟動轉(zhuǎn)矩小。 Y－△降壓啟動的優(yōu)點是不需要添置啟動設(shè)備，有啟動開關(guān)或交流接觸器等控制設(shè)備就可以實現(xiàn)，缺點是只能用于△連接的電動機，大型異步電機不能重載啟動。
4、轉(zhuǎn)子串電阻啟動
繞線式三相異步電動機，轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)與電阻連接。外部串接電阻相當于轉(zhuǎn)子繞組的內(nèi)阻增加了，減小了轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流。從某個角度講，電動機又像是一個變壓器，二次電流小，相當于變壓器一次繞組的電動機勵磁繞組電流就相應(yīng)減小。根據(jù)電動機的特性，轉(zhuǎn)子串接電阻會降低電動機的轉(zhuǎn)速，提高轉(zhuǎn)動力矩，有更好的啟動性能。 在這種啟動方式中，由于電阻是常數(shù)，將啟動電阻分為幾級，在啟動過程中逐級切除，可以獲取較平滑的啟動過程。 根據(jù)上述分析知：要想獲得更加平穩(wěn)的啟動特性，須增加啟動級數(shù)，這就會使設(shè)備復(fù)雜化。采用了在轉(zhuǎn)子上串頻敏變阻器的啟動方法，可以使啟動更加平穩(wěn)。 頻敏變阻器啟動原理是：電動機定子繞組接通電源電動機開始啟動時，由于串接了頻敏變阻器，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很低，啟動電流很小，故轉(zhuǎn)子頻率較高，f2≈f1，頻敏變阻器的鐵損很大，隨著轉(zhuǎn)速的提升，轉(zhuǎn)子電流頻率逐漸降低，電感的阻抗隨之減小。這就相當于啟動過程中電阻的無級切除。當轉(zhuǎn)速上升到接近于穩(wěn)定值時，頻敏電阻器短接，啟動過程結(jié)束。 轉(zhuǎn)子串電阻或頻敏變阻器雖然啟動性能好，可以重載啟動，由于只適合于價格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的繞線式三相異步電動機，所以只是在啟動控制、速度控制要求高的各種升降機、輸送機、行車等行業(yè)使用。
5、軟啟動器
軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管交流調(diào)壓器。運用不同的方法，改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個起動過程中，軟起動器的輸出是一個平滑的升壓過程，直到晶閘管全導(dǎo)通，電機在額定電壓下工作 軟啟動器的優(yōu)點是降低電壓啟動，啟動電流小，適合空載、輕載異步電動機使用。缺點是啟動轉(zhuǎn)矩小，不適用于重載啟動的大型電機。
6、變頻器
通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（AC）。變頻器同時改變輸出頻率與電壓，也就是改變了電機運行曲線上的n0，使電機運行曲線平行下移。因此變頻器可以使電機以較小的啟動電流，獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動重載負荷。 變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)壓、調(diào)速等基本功能，應(yīng)用了現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)，價格昂貴但性能良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但使用簡單，所以不只是用于啟動電動機，而是廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，各種各樣的功率、各種各樣的外形、各種各樣的體積、各種各樣的用途等都有。隨著技術(shù)的發(fā)展，成本的降低，變頻器一定還會得到更廣泛的應(yīng)用。
1、直接啟動
直接啟動的優(yōu)點是所需設(shè)備少，啟動方式簡單，成本低。電動機直接啟動的電流是正常運行的5倍左右，經(jīng)常啟動的電動機，提供電源的線路或變壓器容量應(yīng)大于電動機容量的5倍以上；不經(jīng)常啟動的電動機，向電動機提供電源的線路或變壓器容量應(yīng)大于電動機容量的3倍以上。這一要求對于小容量的電動機容易實現(xiàn)，所以小容量的電動機絕大部分都是直接啟動的，不需要降壓啟動。對于大容量的電動機來說，一方面是提供電源的線路和變壓器容量很難滿足電動機直接啟動的條件，另一方面強大的啟動電流沖擊電網(wǎng)和電動機，影響電動機的使用壽命，對電網(wǎng)穩(wěn)定運行不利，所以大容量的電動機和不能直接啟動的電動機都要采用降壓啟動。 直接啟動可以用膠木開關(guān)、鐵殼開關(guān)、空氣開關(guān)（斷路器）等實現(xiàn)電動機的近距離操作、點動控制，速度控制、正反轉(zhuǎn)控制等，也可以用限位開關(guān)、交流接觸器、時間繼電器等實現(xiàn)電動機的遠距離操作、點動控制、速度控制、正反轉(zhuǎn)控制、自動控制等。
2、用自偶變壓器降壓啟動
采用自耦變壓器降壓啟動，電動機的啟動電流及啟動轉(zhuǎn)矩與其端電壓的平方成比例降低，相同的啟動電流的情況下能獲得較大的啟動轉(zhuǎn)。如啟動電壓降至額定電壓的65％，其啟動電流為全壓啟動電流的42％，啟動轉(zhuǎn)矩為全壓啟動轉(zhuǎn)矩的42%。 自耦變壓器降壓啟動的優(yōu)點是可以直接人工操作控制，也可以用交流接觸器自動控制，經(jīng)久耐用，維護成本低，適合空載、輕載啟動異步電動機使用，在生產(chǎn)實踐中得到廣泛應(yīng)用。缺點是人工操作要配置比較貴的自偶變壓器箱（自偶補償器箱），自動控制要配置自偶變壓器、交流接觸器等啟動設(shè)備和元件。
3、Y－△降壓啟動
定子繞組為△連接的電動機，啟動時接成Y，速度接近額定轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)為△運行，采用這種方式啟動時，每相定子繞組降低到電源電壓的58％，啟動電流為直接啟動時的33％，啟動轉(zhuǎn)矩為直接啟動時的33％。啟動電流小，啟動轉(zhuǎn)矩小。 Y－△降壓啟動的優(yōu)點是不需要添置啟動設(shè)備，有啟動開關(guān)或交流接觸器等控制設(shè)備就可以實現(xiàn)，缺點是只能用于△連接的電動機，大型異步電機不能重載啟動。
4、轉(zhuǎn)子串電阻啟動
繞線式三相異步電動機，轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)與電阻連接。外部串接電阻相當于轉(zhuǎn)子繞組的內(nèi)阻增加了，減小了轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流。從某個角度講，電動機又像是一個變壓器，二次電流小，相當于變壓器一次繞組的電動機勵磁繞組電流就相應(yīng)減小。根據(jù)電動機的特性，轉(zhuǎn)子串接電阻會降低電動機的轉(zhuǎn)速，提高轉(zhuǎn)動力矩，有更好的啟動性能。 在這種啟動方式中，由于電阻是常數(shù)，將啟動電阻分為幾級，在啟動過程中逐級切除，可以獲取較平滑的啟動過程。 根據(jù)上述分析知：要想獲得更加平穩(wěn)的啟動特性，須增加啟動級數(shù)，這就會使設(shè)備復(fù)雜化。采用了在轉(zhuǎn)子上串頻敏變阻器的啟動方法，可以使啟動更加平穩(wěn)。 頻敏變阻器啟動原理是：電動機定子繞組接通電源電動機開始啟動時，由于串接了頻敏變阻器，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很低，啟動電流很小，故轉(zhuǎn)子頻率較高，f2≈f1，頻敏變阻器的鐵損很大，隨著轉(zhuǎn)速的提升，轉(zhuǎn)子電流頻率逐漸降低，電感的阻抗隨之減小。這就相當于啟動過程中電阻的無級切除。當轉(zhuǎn)速上升到接近于穩(wěn)定值時，頻敏電阻器短接，啟動過程結(jié)束。 轉(zhuǎn)子串電阻或頻敏變阻器雖然啟動性能好，可以重載啟動，由于只適合于價格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的繞線式三相異步電動機，所以只是在啟動控制、速度控制要求高的各種升降機、輸送機、行車等行業(yè)使用。
5、軟啟動器
軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管交流調(diào)壓器。運用不同的方法，改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個起動過程中，軟起動器的輸出是一個平滑的升壓過程，直到晶閘管全導(dǎo)通，電機在額定電壓下工作 軟啟動器的優(yōu)點是降低電壓啟動，啟動電流小，適合空載、輕載異步電動機使用。缺點是啟動轉(zhuǎn)矩小，不適用于重載啟動的大型電機。
6、變頻器
通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（AC）。變頻器同時改變輸出頻率與電壓，也就是改變了電機運行曲線上的n0，使電機運行曲線平行下移。因此變頻器可以使電機以較小的啟動電流，獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動重載負荷。 變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)壓、調(diào)速等基本功能，應(yīng)用了現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)，價格昂貴但性能良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但使用簡單，所以不只是用于啟動電動機，而是廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，各種各樣的功率、各種各樣的外形、各種各樣的體積、各種各樣的用途等都有。隨著技術(shù)的發(fā)展，成本的降低，變頻器一定還會得到更廣泛的應(yīng)用。
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