三相异步电动机的启动方法与注意事项

电动机接通电源，转速由零上升到稳定值的过程称为启动过程。启动开始时，n=0，s=100%，由于电动机转子处于静止状态，旋转磁场以最快速度扫过转子绕组，此时转子绕组感应电动势是最大的，因而产生的感应电流也是最大的，通过气隙磁场的作用，电动机定子绕组也出现非常大的电流。一般启动电流Ist是额定电流IN 的5～7倍。对于这样大的启动电流，如果频繁启动，将引起电动机过热。对于大容量的电动机，在启动的这段时间内，甚至引起供电系统过负荷，电源的线电压因此而产生波动，这可能严重影响其他用电设备的正常工作。为了减小启动电流，同时又有足够大的启动转矩，必须采用适当的启动方法。

1.直接启动

直接启动就是用闸刀开关和交流接触器将电动机直接接到具有额定电压的电源上的启动方式，如图3.27所示。此时启动电流Ist是额定电流IN的5～7倍，而Kst=1.7～2.2。直接启动的优点是，操作简单，无需很多的附属设备；主要缺点是，启动电流较大。鼠笼式异步电动机能否直接启动，要视三相电源的容量而定。一般规定，7.5kW 以下的鼠笼式异步电动机可以直接启动。7.5kW 以上的，电源容量能满足下述条件者也可以直接启动，即启动电流倍数为

图3.27　直接启动电路

不满足上述条件或启动过于频繁的，就不允许直接启动了，必须采用能够减小启动电流的其他启动方法。

2.降压启动

降压启动是用降低异步电动机端电压来减小启动电流的启动方式。由于异步电动机的启动转矩与端电压的平方成正比，所以采用此方法时，启动转矩会同时减小。该方法只适用于对启动转矩要求不高的场合，即空载或轻载的场合。

1）Y/△启动法

Y/△启动法适用于正常运行时绕组为△连接的电动机，电动机的三相绕组的六个出线端都要引出，并接到转换开关上。启动时，将正常运行时△接法的定子绕组改接为Y 连接，启动结束后再转换为△连接。这种方法只适用于中小型鼠笼式异步电动机。图3.28所示的是这种方法的电路。

由三相交流电路知识可推得，Y 连接时的启动电流为△连接直接启动时的三分之一，其启动转矩也为后者的三分之一，即

Y/△启动设备简单，成本低，操作方便，动作可靠，使用寿命长。目前，4～100kW 异步电动机均设计成380V 的△连接，因此这种方法应用非常广泛。

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图3.28　Y/△启动电路

图3.29　自耦变压器降压启动电路

2）自耦变压器启动法

自耦变压器启动方法是用三相自耦变压器来降低启动时加在定子绕组上的电压，如图3.29所示。启动前先将QS2 扳至“启动”位置，电源电压经自耦变压器降压后送到定子绕组上。启动完毕，将QS2 扳至“运行”位置，自耦变压器被切除，三相电源直接接在电动机定子绕组上，在额定电压下正常运行。

用自耦变压器启动法启动时，有

式中：Ist、Tst分别为直接启动的启动电流和启动转矩；分别为自耦变压器启动时的启动电流和启动转矩；Ka 为自耦变压器的变比。

自耦变压器常备有3个抽头，其输出电压分别为电源电压的80%、60%和40%，可以根据对启动转矩的不同要求选用不同的输出电压。

3）绕线式异步电动机的启动

绕线式异步电动机可以在转子电路中串接电阻启动，图3.30所示为原理接线图。启动时，转子绕组电路中接入外接电阻，在启动过程中逐步切除启动电阻，启动完毕后将外接电阻全部短接，电动机进入正常运行状态。

图3.30　绕线式异步电动机启动电路

转子电路接入电阻以后，减小了启动电流，同时，转子电路电阻的增加，可使启动转矩增大，可见其启动性能优于鼠笼式异步电动机的启动性能，故常用于启动频繁及启动转矩要求较大的生产机械上（如起重机械等）。