李紅光

摘 要：本文對電動機(jī)降壓啟動方式進(jìn)行了比較分析，總結(jié)了電動機(jī)突然而劇烈的啟動造成的危害，分析了電動機(jī)的起動方式，對電動機(jī)的幾種降壓啟動進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞：電動機(jī) 降壓啟動 比較分析

中圖分類號：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0128-01

電動機(jī)作為一種被廣泛使用的設(shè)備，在任何工廠或者發(fā)電廠中都必須配置電動機(jī)，特別是在工廠中，一旦自備的電動機(jī)發(fā)生了相關(guān)故障，則非?？赡苤率拐麄€工廠都停電，給工程帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在電動機(jī)進(jìn)行啟動時可能會整個電力系統(tǒng)造成巨大的啟動電壓壓降，同時也給整個系統(tǒng)的電能質(zhì)量造成巨大的影響。因此，為了減少電動機(jī)對整個電力系統(tǒng)電壓的影響，必須合理選擇電動機(jī)的起動方式，確保電動機(jī)的安全啟動。本文對電動機(jī)的降壓啟動方式進(jìn)行比較分析。

1 電動機(jī)突然而劇烈的啟動造成的危害

通常情況下，在異步電動機(jī)中，其全壓啟動電流與額定電流有一個數(shù)量關(guān)系，即全壓啟動電流為額定電流的4～7倍，如果啟動電流過大，則將對電動機(jī)的壽命進(jìn)行降低，導(dǎo)致變壓器的二次電壓出現(xiàn)大幅度的降低，這就減少了電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩，甚至有可能導(dǎo)致電動機(jī)出現(xiàn)根本無法啟動的局面。異步電動機(jī)還會對同一個網(wǎng)絡(luò)中的其他供電設(shè)備造成影響，如果交流電動機(jī)突然出現(xiàn)了劇烈的啟動現(xiàn)象，則其可能造成大量的損失，如下幾點。

（1）進(jìn)行Y-v啟動會造成啟動電流或電壓發(fā)生瞬變，導(dǎo)致相關(guān)電氣故障的發(fā)生，同時還可能造成電壓發(fā)生劇烈的變化，造成整個電網(wǎng)中其他電氣設(shè)備出現(xiàn)故障。

（2）造成運行故障。電動機(jī)突然啟動將造成管路系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的壓力振動，其會對所帶的貨物產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞。

（3）對經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重的影響。電動機(jī)的一旦發(fā)生了故障，都會造成停運和維修的故障損失，致使電動機(jī)的運營成本造成嚴(yán)重的增加。

2 電動機(jī)的起動方式分析

2.1 全壓直接起動方式分析

作為電動機(jī)最為簡單的啟動方式之一，電動機(jī)的全壓直接啟動就是將其定子繞組上直接加額定電壓，然后直接進(jìn)行啟動。電動機(jī)的全壓直接起動主要適用于負(fù)載和電網(wǎng)容量允許的條件下。

電動機(jī)全壓啟動的優(yōu)點是其起動的轉(zhuǎn)矩較大，且起動的時間較短，所使用的起動設(shè)備較為簡單，易于操作和維護(hù)，啟動設(shè)備的故障率較低。在對電動機(jī)進(jìn)行全壓起動時，由于起動電流很大，如對于鼠籠型電動機(jī)其起動電流一般為額定電流的6～8倍，如果此時電動機(jī)功率較大，則過大的電動機(jī)起動電流將造成配電網(wǎng)電壓的降低，直接影響其直接連接的其他電氣設(shè)備的正常工作。

2.2 Y-△起動方式分析

Y-△的起動方式就是將△連接的電動機(jī)，在其起動時接成Y 型，當(dāng)電動機(jī)完成起動后其速度將接近△運行。利用這種方式對電動機(jī)進(jìn)行起動時，定子繞組的電壓實際上為整個電源電壓的50%，而起動電流也較小，僅為直接啟動方式的30%，這樣就保證了其起動的轉(zhuǎn)矩也較小，整個電動機(jī)的起動對電網(wǎng)的沖擊力也較小，允許較多次數(shù)的起動。利用Y-△起動方式進(jìn)行起動時還無需增加其他設(shè)備即可實現(xiàn)對電動機(jī)的起動，因此這種起動方式適用于頻繁起動的小型電機(jī)。

Y-△的起動方式主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較為簡單，且投資較小。當(dāng)電動機(jī)所帶負(fù)載較低時，可以采用Y-△的起動方式，其額定轉(zhuǎn)矩可以與相關(guān)的負(fù)載進(jìn)行匹配，這樣就能夠提高電動機(jī)的負(fù)載率。

2.3 自耦變壓器起動分析

利用自藕變壓器的降壓起動也可以實現(xiàn)電動機(jī)的起動。利用自藕變壓器起動能夠有效實現(xiàn)帶負(fù)載起動，這種起動方式在大容量的電動機(jī)上經(jīng)常使用。利用這種起動方式能夠有效實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩的起動，并可利用抽頭有效實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)。通常自藕變壓器可以通過接觸器有效實現(xiàn)自動控制，通過自藕變壓器起動可實現(xiàn)低成本的起動，其性價比較高，在電機(jī)起動中應(yīng)用較為廣泛。

3 電動機(jī)的幾種降壓啟動分析

通常在10 kW及以下的小型電機(jī)中，其都是可以進(jìn)行直接啟動的，而對于10 kW及以上的電動機(jī)中則通常采用降壓啟動的啟動方式。為了對啟動轉(zhuǎn)矩進(jìn)行減小，以防止其對相關(guān)機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的沖擊，如果電動機(jī)允許進(jìn)行全壓啟動，則其也可采用其他啟動方式，即降壓啟動。

在三相異步電動機(jī)中，通常所采用的降壓啟動方法有以下幾種：利用定子串進(jìn)行降壓啟動，進(jìn)行Y-△方式的降壓啟動，進(jìn)行軟啟動器的降壓啟動。利用這些方法都可以有效實現(xiàn)啟動電流的降低，對線路的電壓降落進(jìn)行減小，確保電氣設(shè)備的有效運行。

3.1 串電阻降壓啟動方式

通常在定子電路中采用串電阻的方式來對定子的繞組上的電壓進(jìn)行有效的降低，在電動機(jī)降壓啟動的過程中，一旦電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值時，就應(yīng)該采用切電阻的方式來有效的限制啟動電流，確保電動機(jī)能夠在全壓的方式下進(jìn)行有效的運行。在對定子串的降壓啟動的過程中，其電動機(jī)啟動電流將隨定子的電壓成正比，而其啟動轉(zhuǎn)矩則與電壓的平方成正相關(guān)。

串電阻降壓啟動的缺點是其將消耗大量的電能，且串電阻降壓啟動的成本較高，這種啟動方式在啟動不頻繁的電動機(jī)中經(jīng)常使用。

3.2 自耦變壓器降壓啟動方式

通常將自耦變壓器視為啟動補(bǔ)償器，在自耦變壓器中其電源和初級是相連的，而自耦變壓器的次級是與電動機(jī)直接相連的。在自耦變壓器中其次級是具有3個及以上的抽頭的，因此利用自藕變壓器方式可以實現(xiàn)3個不同大小的電壓。

使用自耦變壓器的方式進(jìn)行啟動時其可以靈活選擇啟動轉(zhuǎn)矩，并有效選擇啟動電流。在電動進(jìn)行啟動時，在定子繞組進(jìn)行啟動時其所得到的啟動電壓將是二次側(cè)的電壓，如果啟動完畢，則可將自耦變壓器進(jìn)行切除。這樣電動機(jī)就能過直接連接到相關(guān)的電源，即連接至一次側(cè)。在變壓器降壓啟動的過程中，其啟動的轉(zhuǎn)矩與電流通常都是按平方值進(jìn)行降低的，即獲得同樣的轉(zhuǎn)矩，則其所獲得的電流將比降壓啟動的電流小的多，因此通常將自耦變壓器視為啟動的補(bǔ)償器。

采用自耦變壓器的啟動方式通常在大容量的電動機(jī)中進(jìn)行使用。這種方法的主要缺點是其價格較為昂貴，且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，相對體積較大，不能夠進(jìn)行頻繁的操作。

4 結(jié)論

上述電動機(jī)的啟動方式中分析比較中，其具有控制電路簡單的共同特點。但由于電動機(jī)啟動過程中的啟動轉(zhuǎn)矩是不可調(diào)的，因此在整個啟動的過程中將產(chǎn)生巨大的沖擊電流，這樣就會導(dǎo)致電動機(jī)將產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。在對電動機(jī)進(jìn)行軟啟動時雖然沒有沖擊電流，但恒流啟動過程中會導(dǎo)致電網(wǎng)的繼電保護(hù)特性具有選擇性，因此，當(dāng)電動機(jī)在直接啟動不能滿足要求時，首先考慮的是軟啟動降壓啟動器。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙建文，翟文利.三相異步電動機(jī)起動方式的分析與選擇[J].安陽鋼鐵公司，2006，3：46-48.

[2] 徐維克.三相異步電動機(jī)起動方式的討論[J].航海技術(shù)，2001（5）：63-64.

[3] 傅杰.基于DSP的三相感應(yīng)電動機(jī)軟起動控制系統(tǒng)研究[D].哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009，3（1）.endprint