1. 引言

2. 三相籠型異步電動機德起動方法

3.?三相繞線型異步電動機的起動方法

4. 軟起動器起動

5. 參考文獻

1 引言

? ? ? ?三相異步電動機結構簡單﹑價格低廉﹑運行可靠﹑維護方便，在工農業生產中得到了廣泛應用。為使電動機能夠轉動起來，并很快達到工作轉速，要求電動機具有足夠大的電磁轉矩，同時希望起動電流不要太大。起動電流大會引起電網電壓下降過多，影響接在同一電網上的其它電機或電氣設備的正常運行。起動轉矩小使得電動機重載起動時起動困難，嚴重時則不能起動。三相異步電動機的起動應考慮其結構特點（是籠型還是繞線型）﹑電網的容量﹑負載的大小和性質以及機械轉動慣量的高低﹑起動是否頻繁等，這些是選擇電動機起動方法時應該考慮的主要因素。本文對三相異步電動機的各種傳統起動方法作了比較全面的介紹；同時還介紹了電容起動﹑轉子串并聯阻抗﹑雙饋起動幾種新穎的起動方法。?

2 三相籠型異步電動機的起動方法

? ? ? ? 三相籠型異步電動機的起動方法目前主要有直接起動和降壓起動兩種方法。直接起動就是利用刀閘和接觸器等開關元件將電機直接接到額定電壓的電源上起動，又稱全壓起動。這種方法簡單易行，經濟實惠。為了利用直接起動的優點，三相籠型異步電動機幾乎都按直接起動時的電磁力和發熱來考慮它的機械強度和熱穩定性。因此從電動機本身來說，籠型異步電動機都允許直接起動。但直接起動時起動電流大，會使電網電壓驟然跌落。該方法的使用受電網容量的限制。降壓起動是用降低電機端電壓的方法來限制起動電流，待起動完畢后再切換到額定端電壓運行。降壓起動需要增加起動設備投資費用，且與直接起動相比，起動轉矩小，起動時間長。若電源容量相對來說不是足夠大，電動機直接起動引起電源電壓下降15%以上時，一般應采用降壓起動。降壓起動的方法很多，現分別介紹如下：

2.1 ?定子串電阻或電抗降壓起動

? ? ? ?起動時將電阻或電抗（對稱或不對稱）串入定子繞組，待轉速基本穩定時再將它切除。起動電流在電阻或電抗上將產生壓降，從而降低了電動機定子繞組上的電壓，起動電流也隨之減小。但是，降低電壓后，起動轉矩隨電壓平方成正比減小，因此該方法只能用在輕載起動的場合。電阻降壓起動，電能損耗較多，實際應用不多，一般用于小容量低壓電機。電抗降壓起動常用于中﹑大型高壓電機。電阻降壓及電抗降壓起動有手動及自動多種控制線路。這兩種起動方法具有起動平穩﹑運行可靠﹑起動設備構造簡單等優點。

2.2 自耦變壓器降壓起動

? ? ? ?這種起動方法是利用自耦變壓器降低加到電動機定子繞組的電壓以減小起動電流，待轉速基本穩定時再把電動機直接接到電網上。為了滿足不同負載的要求，自耦變壓器的二次繞組一般有三個抽頭，分別為電源電壓的40%﹑60%﹑80%(或55%﹑64%﹑73%)，供選擇使用。該方法適合于容量較大的低壓電動機，應用較為廣泛，有手動和自動控制線路。其優點是電壓抽頭可供不同負載起動時選擇，可帶較大負載。缺點是起動設備體積大，需要一套復雜的開關電器，價格較高，還需維護檢修。

2.3 星—三角形?(Y—D)換接起動

? ? ? ?該方法只適合于正常運轉時定子繞組為三角形接法的電動機，而且每相繞組引出兩個出線端，三相共引出六個出線端。起動時，先將三相定子繞組接成星形，待轉速接近穩定時再改接成三角形。手動Y―D起動器的結構形式很多，還有自動控制線路可供選用。Y―D起動方法設備簡單，經濟性較好，運行可靠。Y系列4Kw以上的電動機，定子繞組都設計成三角形接法，以便采用此法起動。但使用該方法起動時，起動轉矩只有直接起動時的1/3,它只適合于輕載起動，另外，起動完畢，定子從Y接轉換到D接時會出現較高的電流峰值和轉矩沖擊引起的較高的機械應力。

2.4 延邊三角形起動

? ? ? ?延邊三角形起動，就是起動時將定子繞組的一部分接成三角形，另一部分接成星形，兩部分串聯起來，起動結束時再將定子繞組改接成三角形。與Y－D起動相比，定子每相繞組中多了一個中間抽頭。使用該方法起動時，定子每相繞組承受的相電壓小于三角形接法時的相電壓，大于星形接法時的相電壓，介于兩者之間。從而起動時，電網提供的電流將小于三角形接法時的電流，而起動轉矩大于星形接法時的起動轉矩。采用不同的抽頭比例，可改變延邊三角形接法的相電壓，以適應不同的起動要求。可用手動或自動控制線路進行繞組的改接。延邊三角形起動比自耦變壓器起動經濟，也能用于較大負載起動，將獲得進一步推廣應用。其缺點是電動機內部接線較為復雜，定子繞組換接時也會出現較高的電流峰值和機械應力。

2.5 ?電容起動

? ? ? 為了解決大中型籠型異步電動機在較弱電網下起動既要限制起動電流，又要有較高的起動轉矩，美國等發達國家采用電容起動方式起動大容量異步電動機取得成功。這種電容起動方法是起動時在定子每相繞組端并聯對稱電容，起動完畢可切除部分或全部電容，也可采取多組電容分級起動。這種起動方法與其它起動方法相比，具有以下優點：（1）降低起動電流，減小電機起動端電壓；（2）有較高的起動轉矩；（3）電動機起動完畢后，如果在電機運行過程中，保留適當的補償電容，可以提高電機的功率因數，節約能源。因此，在電網容量不大，起動轉矩要求較高的場合，電容起動裝置是一種很好的可供選拔擇的方案。電容起動方案的實現需要解決電容器的接入﹑切除和諧波干擾﹑諧振等技術問題，并配以高速開關和控制電路等。

????還有一種電容起動方式[4]，就是起動時兩個定子繞組由單相電源供電，第三個繞組通過合適的電容接于該單相電源供電，待轉速接近穩定速時，再把定子繞組接到三相電源上。這種起動方式，當電容選擇得當時，可獲得較大的起動轉矩，縮短起動時間。

2.6 ?其它起動方法

? ? ? ?部分繞組起動法。若正常運行時電動機的定子每相繞組由兩條或多條并聯支路組成，起動時僅將各繞組中的一條支路接入電源。這時，由于定子繞組阻抗的增加，，使起動電流減小，起動完畢再將其余繞組支路接入電源。其它還有輔助電機起動，變頻起動等方法，這里就不介紹了。

3 三相繞線型異步電動機的起動方法

3.1 轉子電路串分級起動電阻起動

? ? ? ?繞線型異步電動機起動時，在轉子電路中串入對稱電阻，既可減小起動電流，又可增大起動轉矩。為了縮短起動時間，可把串入的電阻逐級切除，以提高起動過程中的電磁轉矩。用這種起動方法起動時，起動轉矩的數值最大可達電動機的最大電磁轉矩，從而可以最大限度地滿足負載對起動轉矩的要求。這種方法適合于容量較大的電動機在重載起動或頻繁起動時采用。該起動方法的缺點是當功率較大時，轉子電流很大，外串電阻逐級變化時，轉矩變化較大，對機械沖擊較大；控制設備較龐大，操作維修不太方便。另外，若在三相轉子電路中串聯不對稱電阻起動，則能以很少數量的換接元件來得到較多的加速級數。

3.2 轉子串頻敏變阻器起動

? ? ? 頻敏變阻器的特點是其電阻值隨轉速上升而自動減小。因此，繞線型異步電動機起動時，在轉子電路中串入頻敏變阻器，可以克服上述缺點，使電動機平滑起動。起動過程結束時，應將集電環短路，把頻敏變阻器切除。采取這種起動方法，具有結構簡單﹑價格便宜﹑制造容易﹑運行可靠﹑維護方便﹑能自動操作等優點。目前已獲大量推廣與應用。

3.3 ?轉子串并聯阻抗起動

繞線型異步電動機起動時，在轉子電路中串入對稱阻抗，該阻抗由并聯的電阻﹑電感以及電容組成。起動過程結束再切除外串阻抗。這個阻抗的電阻值﹑電感值以及電容值可以根據起動要求（如最短起動時間）通過優化計算合理選配，使電動機以較高的起動轉矩快速平滑地起動。

3.4 定﹑轉子雙饋供電起動

? ? ? ? 這是一種新型的快速起動方法。起動時，使定﹑轉子繞組（相序相反）在預定的短周期內同時供電（定﹑轉子繞組匝比接近1時由同一電網供電，否則，需用降壓變壓器給轉子供電），當轉速接近穩定時，轉子線路自動斷開與電源的連接并切換到短路狀態。它可以產生一個很高的起動轉矩，比直接起動有更短的起動時間（約低于其1/5）。但采用這種方法起動會出現很高的電流峰值和嚴重的軸應力，在起動過程中還伴隨有分頻諧波，轉子線路切換時還可能出現電弧。如果同時在轉子繞組中串聯合適的電阻起動則可以減小起動電流和轉子軸應力，并近一步減少起動時間。這種起動方法還有待進一步研究和實踐。

4. 軟起動器起動

? ? ? ?目前，大部分異步電動機起動時多采用上述傳統的降壓起動設備，它們在很大程度上緩解了較大容量電動機在較小容量電網上起動使用的矛盾，但就本質而言，并未解決電動機在起動瞬間的瞬時電流的沖擊問題，而只縮短了電動機在起動過程中相對較長時間的大電流沖擊。而且這些起動設備對負載的適應力差；在控制電動機起動電流過程中起動電流是不連續的，當發生電壓轉換時，電動機將有瞬時的大電流沖擊；這些設備所應用的轉換觸頭多，所以故障多，維修工作量大。隨著電力電子技術與控制技術的飛速發展，人們在上個世紀90年代初成功研制出了電子式軟起動器，從根本上解決了上述問題。

? ? ? ?電子式軟起動器是移相控制原理與自動控制理論相結合的產物。它通過相位控制，使電動機接線端子上的電壓從預先可靈活整定的起動值上升到電網電壓，從而使電流以及初始轉矩能最佳地與傳動裝置的實際需要相適應。電子式軟起動器用于起動時具有以下主要特點：（1）電動機起動平滑，起動電壓可調（采用電壓斜坡實現軟起動），且可保證電動機起動的最小起動轉矩；（2）起動電流可根據負載情況調整，在起動過程中可將起動電流限制在允許范圍內，能最大限度地滿足負載對電動機的起動要求；（3）起動時間可調，在該時間范圍內，電動機轉速逐漸上升，以避免轉速沖擊；（4）性能可靠，使用操作簡單方便，基本不需要維修。電子式軟起動器國內已有系列產品，它適用于從小到大各種功率的三相交流電動機，在不遠的將來一定會得到最為廣泛的應用。

? ? ? ?還有一種電液變阻軟起動方法。這種起動方法是靠改變水中的適宜導電介質的濃度來改變本身的電阻率從而達到連續控制起動電流和起動轉矩的目的的。

5. 參考文獻

（1）許實章.??電機學. 北京：機械工業出版社，1996

（2）顧繩谷. ?電機及拖動基礎. 北京：機械工業出版社，1997

（3）劉 徽，胡虔生. ?大中型籠型異步電動機電容起動的研究. 大電機技術，1996，（5）

（4）R.M.Hamouda. Comparative study on the starting methods of tpree phase wound-rotor induction motors-part Ι.IEEE Trans. on EC,1999,14 (4)?

（5）余洪明. “軟起動”的由來與應用. 電工技術雜志，2001

（6）孫玉鴻. 電液變阻調速技術的開發與應用. 電氣傳動. 1999, (3)