电动机的起动和控制技巧优化

大型电动机起动时，由于起动过程中存在电动机转差，起动电流一般为电动机额定电流的5～8倍，势必对电动机所在电网产生冲击。冲击表现为起动电流大、电网压降大，严重时，可能导致电网“低电压”故障；由于起动电流大，起动还对电动机配电系统内各一次元件产生成倍的电动力冲击和热效应冲击，对所拖动的机械设备产生很大的机械力冲击。因而，选择合理的起动方式，降低起动对电网和电动机、设备的冲击，是大型电动机的起动控制系统所要解决的关键问题。

每台大型电动机都会有其起动方案，主要的目的是降低电动机起动电流，减少电动机起动对电网、电气设备、机械设备的冲击。

目前实际应用的起动方案主要有：

电抗器起动、水电阻起动、磁饱和电抗器起动、自耦变压器起动、开关变压器起动、晶闸管调压起动、变频起动。

其中前面6种起动方式可以概括为降压起动，特点是：起动时，在电动机线路侧或星点侧串接降压（分压）起动设备；在达到<10%电动机转差率后，切除降压（分压）起动设备，将电动机全压接入电网。

由于电动机起动过程中，电动机加速到接近额定转速时，电动机转差率在5%～10%，起动电流将会降低到电动机额定电流的1.2倍以下。降压起动器检测起动电流降低到电动机额定电流值的0.8～1.2倍时，判断电动机达到投全压需要的转差条件，会发出“投全压”指令，使电动机通过电动机运行开关直接接在电网上运行。

1.电动机星点串接开关变压器软起动器的起动方案

图（图4-1）中11QF断路器为电动机运行断路器，12QF断路器为电动机星点断路器，13QF断路器为起动隔离断路器，21G为软起动器隔离开关。

电动机起动前，11QF、12QF、13QF、21G等4台断路器均应在运行位置，11QF、12QF、13QF为断开状态，21G将软起动器与电动机起动回路连接起来。

电动机起动时，控制系统指令11QF、13QF合闸，将电动机与软起动器串接起来，接在10kV电网上进行起动。

电动机转速接近额定转速时，起动控制系统指令12QF合闸，13QF跳闸，电动机与软起动器断开。12QF合闸后，将Y形连接的电动机绕组星点短接起来，这样电动机就直接接在电网上全压运行。工程上简称这个电气操作过程为“投全压”。

图4-1 电动机星点串接开关变压器软起动器

2.电动机线路侧串接晶闸管调压设备的起动方案

图4-2中QF2断路器为电动机运行断路器，QF1断路器为软起动器起动电源断路器，Q1断路器为隔离断路器。

电动机起动前，QF2、QF1、Q1等3台断路器均应在运行位置，并且为断开状态，软起动器为备用状态。

电动机起动时，控制系统指令QF1、Q1合闸，将电动机与软起动器串接起来，接在10kV电网上进行起动。(www.xing528.com)

电动机转速接近额定转速时，起动控制系统指令QF2合闸，QF1、Q1跳闸，这样电动机就直接接在电网上全压运行。使用中注意QF2、QF1断路器电源应为同一段电源，否则，并网瞬间电动机可能承受严重的非同期冲击。

3.负载换相变频软起动（LCI）

在各种起动方式中，变频起动的起动特性、技术指标最为出色。而大型同步电动机的变频软起动器，多采用“负载换相变频软起动器”（即LCI），系统图如图4-3所示。

图4-3中MBL1为电动机运行断路器，MBC为软起动器电源断路器，MBM1为起动隔离断路器。

图4-2 电动机线路侧串接的晶闸管调压设备

图4-3 电动机变频软起动

电动机起动前，MBL1、MBC、MBM1等3台断路器均应在运行位置，并且为断开状态；变频软起动器为备用状态。

电动机起动时，控制系统指令MBC、MBM1合闸，将电动机与变频器软起动器连接，进行变频起动。

电动机转速达到额定转速时，起动控制系统检测电动机电动势电压、频率、相位与电网的差别，如果具备并网条件，指令MBL1合闸，MBC、MBM1跳闸，这样电动机就直接接在电网上运行。工程上简称这个过程为“并网”。

在应用中，首先要根据电动机控制系统的主接线方案明确各断路器的投、切顺序；对照断路器的投、切顺序检查断路器状态、位置，检查主电源、控制电源、各控制元件的状态与图纸相符；检查电网起动参数和其他辅助设备的运转情况，做好电动机起动准备。

电动机起动方式为直接起动或降压起动时，不允许频繁起动电动机，应按照电动机铭牌规定的起动次数起动电动机。电动机铭牌没有规定时应按照以下规定进行：

电动机在冷态情况下可以起动两次，每次间隔时间不得小于5min，热态下，可以起动1次。

频繁起动对电动机的定、转子绕组的绝缘可能造成过热损伤，对电动机的定、转子绕组造成电动机械力冲击，严重的造成定子绕组位移变形，所以要保证电动机的起动成功率，减少对电网、电动机本身的各种冲击。