转子绕组串联频敏变阻器起动技术优化

转子绕组串联电阻起动，分段切除电阻所需要的开关设备较多，维护麻烦，控制箱体积较大。另外，分段切除电阻会引起电流及转矩突然增大，产生一定的机械冲击。近年来，采用转子串联频敏变阻器替代转子串联电阻起动，是绕线转子电动机比较理想的起动方法。常用于300kW及以下的380V低压绕线转子电动机的起动控制。

1.频敏变阻器

频敏变阻器的结构如图2-22a所示。它是一个具有铁心的三相电抗器。铁心用30～50mm厚的铸铁或厚钢板叠成，在铁心上套有三相线圈，成星形联结，起动时，它与转子三相绕组相连。

图2-22 频敏变阻器的结构和机械特性

a）结构 b）机械特性

电动机在起动时，频敏变阻器的线圈通过转子上的三相交变电流。由于变阻器的铁心由厚钢板制成，故在铁心中产生较大的涡流损耗和少量的磁滞损耗，这就相当于转子回路中串联着一个等效电阻R。而且此电阻R的大小随转子电流频率的变化而变化。电动机刚起动时，转子电流的频率f₂=f₁比较大。这时，频敏变阻器的等效电阻值较大。这样相当于转子回路中串联一个电阻起动。电动机起动后，转速升高，f₂=sf₁随之下降，频敏变阻器的涡流损耗及其等效电阻也自动减小。相当于转子回路自动切除电阻，既限制了起动电流，又获得了大致恒定的起动转矩，实现了平滑无级的起动。频敏变阻器的名称也由此而得。电动机的机械特性曲线如图2-22b所示。

现在，频敏变阻器已形成系列产品——BP系列。常用的有BP1、BP2、BP3、BP4、BP6等，在不同负载，不同场合使用，可查阅有关手册。(www.xing528.com)

2.频敏变阻器起动控制电路

由接触器、频敏变阻器、按钮及保护电器组成的起动控制柜（箱）在厂矿的电动机中应用已很广泛，现仅以TG1-K21型控制柜为例，来说明它的控制原理及过程。它用来控制低压45～280kW绕线转子电动机的起动，其原理电路如图2-23所示。

图中，KM1为线路接触器，KM2为短接频敏变阻器接触器，KT1为起动时间继电器，KT2为防止KA3在起动时误动作的时间继电器，KA1为起动中间继电器，KA2为短接KA3的中间继电器，KA3为过电流继电器，HLR红色信号灯为电源指示灯，HLG绿色信号灯为起动结束，进入正常运行指示灯，QF为断路器。

图2-23 TG1-K21型控制柜电路图

电路工作情况：合上断路器QF，HLR红色信号灯亮表示电源电压正常。按下起动按钮SB2，KT1、KM1线圈通电并自锁，电动机定子接通三相电源，转子接入频敏变阻器起动，随着电动机的转速上升，转子电流频率减小，频敏变阻器的等效电阻随之下降。当电动机的转速接近额定转速时，时间继电器KT1动作，其触头闭合，使KA1线圈通电吸合，KA1的一触头使KM2线圈通电并自锁，同时HLG绿色指示灯亮，KM2主触头将频敏变阻器短接，电动机起动过程结束，KA1的另一触头闭合，使KT2线圈通电吸合，经延时KT2动作，对KA2线圈通电并自锁，其触头动作，使过电流继电器KA3串入定子电路，对电动机进行过电流保护。电动机在起动过程中，KA3是被KA2触头短接的，不致因电动机起动电流过大而使KA3发生误动。

时间继电器KT1延长时间略大于电动机实际起动时间，一般以大于电动机起动时间2～3s为最佳。过电流继电器KA3出厂时的整定电流调节为定子接触器KM1的额定电流，在使用时根据电动机实际负载大小再来调整，以便发挥过电流速断保护作用。