楊勇

摘 要：本文對(duì)鼠籠式轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)與繞線式轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)啟動(dòng)方式下的啟動(dòng)原理進(jìn)行了說(shuō)明，并對(duì)兩種轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的在傳統(tǒng)啟動(dòng)方式下的啟動(dòng)性能進(jìn)行了深入的對(duì)比分析。給出了根據(jù)不同性質(zhì)負(fù)載合理的選取三相異步電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)啟動(dòng)方法的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鼠籠式轉(zhuǎn)子；繞線式轉(zhuǎn)子；三相異步電動(dòng)機(jī)；啟動(dòng)方式

1 引言

三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)（在額定工作電壓下不改變轉(zhuǎn)子回路電阻啟動(dòng)）過(guò)程中，啟動(dòng)電流為額定工作電流值的4-7倍。該電流產(chǎn)生的熱損耗容易導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的絕緣老化或損傷，直接啟動(dòng)產(chǎn)生的沖擊性轉(zhuǎn)矩也容易損壞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)啟動(dòng)過(guò)程中的沖擊電流會(huì)引起供電網(wǎng)電壓下降，從而影響電網(wǎng)內(nèi)其它電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)及用電設(shè)備正常運(yùn)行，這將影響企業(yè)的安全與正常生產(chǎn)，因此對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式進(jìn)行合理的選擇是擺在企業(yè)電氣技術(shù)人員的重要任務(wù)。

2 鼠籠式轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式

鼠籠式轉(zhuǎn)子是在三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子槽中安放銅條，兩側(cè)分別用銅環(huán)將銅條端部短路；或者由鑄鋁一次澆筑而成鼠籠狀結(jié)構(gòu)，故稱鼠籠式轉(zhuǎn)子。由于鼠籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)無(wú)法形成開(kāi)路狀態(tài)，所以在轉(zhuǎn)子回路中無(wú)法串入電阻，只能從定子回路入手采取措施改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能。

2.1 定子回路串電阻或電抗器啟動(dòng)

是在電動(dòng)機(jī)定子回路中串入電阻或電抗器，分擔(dān)部分電壓，降低電動(dòng)機(jī)定子繞組兩端電壓，從而降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。

2.2 星--角啟動(dòng)

適用于定子繞組三角接法電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)將定子繞組星接，啟動(dòng)完畢改為角接。該方法使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)機(jī)定子繞組兩端電壓降低為額定運(yùn)行時(shí)電壓的1/√3，從而降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。

2.3 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)

自耦變壓器實(shí)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(dòng)機(jī)定子繞組兩端，降低電動(dòng)機(jī)定子繞組兩端電壓，從而降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。

2.4 鼠籠式轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式下電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩

以上所述傳統(tǒng)的鼠籠式轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式均屬于降壓?jiǎn)?dòng)范疇，即通過(guò)降低電動(dòng)機(jī)定子繞組兩端電壓來(lái)達(dá)到降低啟動(dòng)電流的目的。由于三相異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)定子繞組兩端電壓的平方成正比例關(guān)系，上述方法在達(dá)到降低電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的目的同時(shí)，損失了大部分的輸出轉(zhuǎn)矩。所以該方法具有局限性，只適用于空載啟動(dòng)或輕載啟動(dòng)。

3 繞線式轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式

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

3.1 轉(zhuǎn)子回路串電阻啟動(dòng)

在繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入對(duì)稱電阻，降低電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流。啟動(dòng)過(guò)程中，分級(jí)切除對(duì)稱電阻，從而保證電動(dòng)機(jī)足夠的輸出轉(zhuǎn)矩。

3.2 轉(zhuǎn)子回路串頻敏變阻器啟動(dòng)

頻敏變阻器是阻值可以根據(jù)轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，啟動(dòng)初始階段轉(zhuǎn)子電頻率高，頻敏變阻器阻值高，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的逐漸提高，轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，還可以平滑地切除電阻。

3.3 繞線式轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式下電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩

三相異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流的有功分量成正比例關(guān)系，繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入對(duì)稱電阻，降低了啟動(dòng)電流，但是由于功率因數(shù)提高了，不但沒(méi)有降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，反而提升了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。該方法適用于重載啟動(dòng)，較比鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能更為優(yōu)良。

4 結(jié)束語(yǔ)

鼠籠式轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式屬于降壓?jiǎn)?dòng)，該方式是以損失大部分啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為代價(jià)達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的目的；繞線式轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式降低了啟動(dòng)電流，提升了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，體現(xiàn)出更好的啟動(dòng)性能。其中繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入對(duì)稱電阻，啟動(dòng)過(guò)程中，需要分級(jí)切除對(duì)稱電阻，啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)階躍性輸出轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)不平穩(wěn)；而轉(zhuǎn)子回路串頻敏變阻器啟動(dòng)方式，由于頻敏變阻器阻值是連續(xù)變化的，所以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩相對(duì)穩(wěn)定，啟動(dòng)過(guò)程比較平穩(wěn)，是比較好的選擇。

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