电动机起动及注意事项

三相异步电动机接通三相交流电源后，转速由零逐渐加速到额定转速的过程称为起动。起动时间根据电动机功率大小和所带负载轻重决定，中、小电动机一般约为数秒。在生产过程中，电动机要经常起动与停止，因此电动机起动性能的好坏，直接对生产有很大影响。故而对异步电动机的起动一般有以下几点要求：

①有足够大的起动转矩，因起动转矩必须大于起动时电动机的反抗转矩，才能起动，起动转矩越大，加速越快，起动时间越短。

②在具有足够起动转矩的前提下，起动电流应尽可能地小。起动电流过大，将使电网电压明显降低，以至影响其他电气设备的正常运行。

③起动设备应结构简单、经济可靠、操作方便。

④起动过程中的能量损耗要小。

异步电动机固有的起动性能是起动电流大。这是因为开始起动瞬间，电动机转速n=0，旋转磁场切割转子导体的速度最大，感应电动势最大，转子电流最大，定子电流也最大。这时的定子电流称为异步电动机的起动电流I_S，其数值可达额定电流I_N的4～7倍。

图6-8 直接起动电路图

1.笼型异步电动机的起动

笼型异步电动机的起动方式有两类：一类是直接起动；另一类是减压起动。

（1）直接起动

直接起动又称为全压起动，是将电动机的定子绕组直接接到额定电压的电源上起动，如图6-8所示。

直接起动的优点是设备简单、操作方便、起动转矩较大、起动快；其缺点是起动电流大、造成电网电压波动大，从而影响同一电源供电的其他负载的正常运行。影响的程度取决于电动机的容量与电源（变压器）容量的比例大小。一台异步电动机能否直接起动与以下因素有关：

①供电变压器容量的大小。

②电动机起动的频繁程度。

③电动机与供电变压器间的距离。

④同一变压器供电的负载种类及允许电压波动的范围。

综上所述，在使用电动机时，应根据配电系统情况、电动机的容量及电动机起动的频繁程度，确定电动的起动方式。一般要求是：

①由公用低压电网供电时，电动机容量在10kW及以下者，可直接起动。

②由小区配电室供电时，电动机容量在14kW及以下者，可直接起动。

③由专用变压器供电时，经常起动的电动机电压损失值不超过10%；不经常起动的电动机不超过15%，可直接起动。

（2）减压起动

笼型异步电动机的减压起动是利用一定的设备先行降低电压，来起动电动机，待转速达到一定时，再加额定电压运行。降压起动的目的在于减小起动电流，但由于起动转矩与电压的二次方成正比，所以起动转矩相应减小。

常用的减压起动方法有星⁃三角起动、自耦变压器减压起动等。

图6-9 异步电动机起动控制电路原理图

1）星⁃三角形（）起动

正常运行时为△联结的电动机允许采用星-三角形起动方式，即如图6-9所示，在起动时将定子绕组接成联结，以使得加在每相绕组上的电压降至额定电压的因而起动电流就可减小到直接起动时的1/3，待电动机转速接近额定转速时，再通过开关将定子绕组改接为△联结，使电动机在额定电压下运转。由于电压降为的额定电压，起动转矩与电压的二次方成正比，所以起动转矩降为△联结直接起动时的1/3。起动方式的优点是设备比较简单、成本较低、维修方便、可以频繁起动；缺点是起动转矩较小，只有直接起动时的1/3，而且仅适用于正常运行时定子绕组为三角形联结电动机空载或轻载起动。

2）自耦减压起动

自耦变压器减压起动又叫补偿器减压起动，这种减压起动适用于电动机容量为20～150kW。起动器有QJ型和XJ型两种：

①QJ型：用操作手柄控制，其起动原理接线图如图6-10所示。

②XJ型：自动控制式，分用按钮操作方式和用按钮时间继电器操作方式两种。

自耦变压器备有不同的电压抽头，如80%、65%的额定电压，以供根据负载转矩大小来选择不同的起动电压。起动电压越高，起动转矩就越大。

图6-10 自耦减压起动电路原理图

自耦减压起动方式的优点是，起动时对电网的电流冲击小，功率损耗小。缺点是，自耦变压器相对结构复杂，价格较高。这种方式主要用于较大容量的电动机，以减小起动电流对电网的影响。

2.异步电动机起动前的检查

①检查铭牌是否与实际相等。

②检查电线的规格是否合适，接线是否牢固、正确。

③检查接触器的容量是否合适、触头是否完好。

④检查熔断器、热继电器的额定值与电动机的容量是否匹配、热继电器是否复位。

⑤用手盘车应均匀平稳灵活，窜动不应超过规定值。

⑥检查轴承是否缺油，油路有无堵塞。

⑦检查传动装置、传动带不能过紧或过松。

⑧检查电动机外壳有无裂纹，接地是否可靠，地脚螺钉、端盖螺栓是否有松动。

⑨起动器的开关或手柄位置是否正确。

⑩检查旋转装置的防护罩等防护措施是否完好。

⑪通风系统是否完好。

⑫检查电动机内部是否有杂物。

⑬对于不可逆转的电动机检查其旋转方向是否与标注的方向一致。

⑭新安装的电动机或停用三个月以上的电动机应摇测电动机绕组相间和对地绝缘是否良好，绝缘电阻应符合要求。

⑮检查直流电阻（转、定子绕组）与规定值的偏差应小于2%，最大不超过5%。

⑯对于绕线式电动机应检查电刷接触是否良好、电刷压力是否正常。

3.异步电动机起动时的注意事项(www.xing528.com)

①电动机的起动与停机均应严格遵守操作规程，操作步骤不得颠倒。

②合闸起动后，如电动机不转或转速过低时，应迅速切断电源，查找原因、排除故障。

③新安装或检修后初次投入运行的电动机，应检查电动机的转向是否正确。对要求固定转向的设备，应先将电动机的转向试好，再安装设备。

④必须限制电动机的连续起动次数。

⑤电动机起动后，应检查电动机、传动装置及生产机械有无异常现象，电压表、电流表的读数应正常。

⑥几台电动机由一台变压器供电时，不得同时起动，应按照由大到小一台一台起动的原则来进行。

4.电动机的使用和维护

（1）电动机的日常运行和维护

为了保证电动机的正常运行，延长使用寿命，电动机日常运行中的监视和维护很重要，它可以防微杜渐，把事故消灭在萌芽之中。

1）电动机的日常检查

①监督电动机发热情况。电动机在运行中发热情况十分重要，如不注意，容易烧毁电动机或减少其使用寿命。实用中电动机温度超过其允许值时，即便不烧毁电动机，也要损坏绝缘，使电动机寿命缩短。如A级绝缘的电动机在允许温度100℃以下使用，一般可用20年，如在140℃下使用，只能用一个半月；如在225℃下使用，仅3h就坏了。

②监督电动机电流额定值。电动机铭牌上所标定的电流值是额定电流值，是指室温为35℃（某些国产电动机为40℃）时的数值。在35℃（或40℃）时，电动机电流不允许超过铭牌上所规定的电流值，否则电动机定子线圈将因过热而损坏。电动机散热一般随气温升高而恶化，气温下降而改善，相应地电动机额定电流也随着变动。

③注意电源电压的变化。电源电压的变化是影响电动机发热原因之一。电源电压增高或过高，则电动机电流增大，发热增加；电源电压过低，当电动机负荷不变时，则电流又要增大，定子线圈也会增加发热，因此电动机运行中电源电压要求稳定在一个范围内。一般在电动机出力不变的情况下。允许电源电压在+5%～-10%范围内变化。

④注意三相电压和三相电流的不平衡程度。三相电压的不平衡也会引起电动机的额外发热。电动机在运行中，应检查其三相电压是否平衡。三相电压的不平衡程度在额定功率下，允许相间电压差不大于5%；电动机的三相电压不平衡，电流也要出现相应地不平衡；或者由于定子绕组三相阻抗的不相等，也会造成电流的不平衡。一般情况，电动机三相电流的不平衡不是由三相电源电压引起的，而是表明电动机有故障或定子绕组有层间短路现象。一般三相电流的不平衡程度不允许大于10%，严重的三相电流不平衡一般是由一相熔丝熔断造成电动机单相运行所致。

⑤注意电动机的振动。电动机振动过大，必须详细检查基础是否牢固，地脚螺钉是否松动，带轮或联轴器是否松动等。有时振动是由转子不正常而引起的，也有因短路等引起的，应详细查找原因，设法消除。

⑥注意电动机的声音和气味。电动机正常运行时声音应均匀，无杂音和特殊声。如声音不正常，可能有下述几种情况：特大嗡嗡，说明电流过量，可能是超负载或三相电流不平衡引起的，特别是电动机单相运行时，嗡嗡声更大。

2）电动机的故障停机

运行中电动机有下列情况之一时，应立即切断电源，停机检查：

①运行中发生人身事故。

②电动机发响发热的同时，转速急速下降。

③电动机起动设备冒烟起火，电动机所拖动的机械发生故障，所带机械的传动装置结构折断（断轴等）。

④电动机轴承超过规定的高热，电流超过铭牌规定或运行中电流猛增。

⑤电动机发生强大振动。

3）电动机的定期维护

电动机除了做好运行中的维护监视外，经过一定时间运行后，还应进行定期检查和维护保养，这样才能保证电动机的安全运行并延长使用寿命。

在日常维护保养中，一般规定电动机的检修有：大修每1～2年1次；中修每年2次；小修是对主要电动机或在环境不良情况下（潮湿、粉尘、腐蚀等处所）运行的电动机，每年4次，其他电动机可酌减，每年2次。

（2）异步电动机的常见故障及处理

异步电动机的故障较多，但一般可分为电气和机械两部分。电气部分故障包括各种类型的开关、按钮、熔断器、电刷、定子绕组及起动设备等。机械方面的故障包括轴承、风叶、机壳、联轴器、端盖、轴承盖、转轴等。

电动机发生故障之后，必须迅速准确地掌握故障发生的原因，以便尽快修复。一般分析电动机故障的步骤为

①清楚地了解电动机的规格和构造，并详细询问，了解故障发生的情况，尤其是故障发生前后的变化。

②仔细观察电动机所发生的现象，有无怪声、振动、发热、冒烟、焦臭味等。

③若最初的故障现象还不够明显，可借助仪器进行测试。

④根据现象和理论分析，作出判断。

三相异步电动机的几种故障及处理方法分别介绍如下：

1）电动机定子耐压强度不良

经验表面，成品电动机返修的原因大部分由于绕组绝缘方面的缺陷，造成绕组绝缘被击穿。

2）电动机空载电流偏大

电动机空载电流包含两个分量：空载电流励磁分量和空载电流的有功分量。空载电流与设计、导磁材料和制造水平等有关，还与电动机的功率和极数有关。一般情况下，电动机空载电流与满载电流存在着一定的比例关系。功率小、极数多、空载电流与满载电流的比值就大。

3）电动机三相电流不平衡

当三相电源对称时，异步电动机在额定电压下的三相空载电流，任何一相与平均值的偏差不得大于平均值的10%。只有在三相电压不平衡过大，或电动机本身有了故障，电动机才会产生较大的三相电流不平衡。

三相电流不平衡除会使电动机产生额外发热外，还会造成三相旋转磁场不平衡，使电动机发出特殊的低沉声响，机身也因此而振动。

为使电动机三相电流平衡，必须使定子（半成品）三相电流保持平衡。当定子通以三相对称的中频低电压时，定子三相电流中的最大值同最小值之差与三相电流平均值之比，不得大于1%。

4）电动机温升高

电动机是使电能转变成机械能的机器，在能量转换过程中，会有损耗，这种损耗主要是：铁损耗（包括磁滞损耗和涡流损耗）。其大小与铁心磁通密度、硅钢板性能、制造工艺有关。

5）电动机起动性能

三相异步电动机的短路试验，是将转子堵住，在定子绕组上施以三相电压下进行。短路试验是确定电动机在额定电压下的最初起动电流（堵转电流）与最初起动转矩（堵转转矩），以考核笼型转子的铸铝质量及转子槽形尺寸等设计的合理性。

6）电动机的振动与噪声

电动机在正常运行时，机身应该平稳，声音应该低而且均匀。电动机的振动，包括电磁振动和机械振动。电磁振动是由于电动机气隙磁场相互作用，产生随时间和空间变化的径向力，是定子铁心和机座作周期性变形，即定子发生振动。另外，因气隙磁场中含有各种谐波磁场，因而产生谐波转矩，也使电动机振动。

7）电动机扫膛

电动机转动时转子与定子内圆相碰擦，称为电动机扫膛。扫膛分实扫与虚扫，电动机扫膛时转子外表面和定子内圆会出线擦痕。

8）电动机轴承过热

在小型电动机中，一般前、后端均应采用滚珠轴承。在中型电动机中，一般传动端采用滚柱轴承，另一端采用滚珠轴承，也有采用滑动轴承结构。轴承发热是异步电动机最常见的故障之一。