绕线型转子异步电动机的启动方式优化方案

对于笼型异步电动机，无论采用哪一种降压启动方法来减小启动电流，电动机的启动转矩都随着减小。所以，对某些重载下启动的生产机械（如起重机、带运输机等）不仅要限制启动电流，而且还要求有足够大的启动转矩，在这种情况下就基本上排除了采用笼型转子异步电动机的可能性，而采用启动性能较好的绕线型异步电动机。通常绕线型转子异步电动机用转子电路串接电阻或串接频敏变阻器的方法实现启动。

1.转子电路串接启动电阻

绕线型转子异步电动机的转子回路串入适当的电阻，既可降低启动电流，又可提高启动转矩，改善电动机的启动性能。其原理图如图3-26所示。

图3-26　绕线型转子异步电动机串电阻启动

（a）频率变阻器的结构示意；（b）启动线路

绕线型转子异步电动机不仅能在转子回路串入电阻减小启动电流，增大启动转矩，而且还可以在小范围内进行调速，因此，广泛地应用于启动较困难的机械（如起重吊车、卷扬机等）上。但它在结构上比笼型异步电动机复杂，造价高，效率也稍低。在启动过程中，当切除电阻时，转矩突然增大，会在机械部件上产生冲击。当电动机容量较大时，转子电流很大，启动设备也将变得庞大，操作和维护工作量大。为了克服这些缺点，目前多采用频敏变阻器作为启动电阻。(www.xing528.com)

2.转子串接频敏变阻器

频敏变阻器是一个三相铁芯绕组（三相绕组接成星形），铁芯一般做成三柱式，由几片或十几片较厚（30～50 mm）的E形钢板或铁板叠装制成，其结构和启动线路如图3-27所示。

图3-27　绕线型转子异步电动机串接频敏变阻器启动

电动机启动时，转子绕组中的三相交流电通过频敏变阻器，在铁芯中便产生交变磁通，该磁通在铁芯中产生很强的涡流，使铁芯发热，产生涡流损耗，频敏变阻器线圈的等效电阻随着频率的增大而增加，由于涡流损耗与频率的平方成正比，当电动机启动时（s=1），转子电流（即频敏变阻器线圈中通过的电流）频率最高（f2=f1），因此频敏变阻器的电阻和感抗最大。启动后，随着转子转速的逐渐升高，转子电流频率（f2=sf1）便逐渐降低，于是频敏变阻器铁芯中的涡流损耗及等效电阻也随之减小。实际上频敏变阻器就相当于一个电抗器，它的电阻是随交变电流的频率而变化的，故称频敏变阻器，它正好满足绕线型转子异步电动机启动的要求。

由于频敏变阻器在工作时总存在着一定的阻抗，使得机械特性比固有机械特性软一些，因此，在启动完毕后，可用接触器将频敏变阻器短接，使电动机在固有特性上运行。

频敏变阻器是一种静止的无触点变阻器，它具有结构简单、启动平滑、运行可靠、成本低廉、维护方便等优点。