三相异步电动机的几种启动方式

1.鼠笼式三相异步电动机的启动方式

三相异步电动机的启动方式主要有直接启动和降压启动。直接启动也叫全压启动，是指将电源电压（即全压）直接加到异步电动机的定子绕组，使电动机在额定电压下启动。一般7.5 kW以下的电动机均可采用。直接启动的特点是启动设备简单，启动时间短，启动方式简单、可靠，所需成本低；但启动电流较大，一般为额定电流的5～7倍，且对电动机和电网有一定冲击。

降压启动是指启动时降低加在电动机定子绕组上的电压，启动后再将电压恢复至额定值，使电动机全压运行。降压启动最主要的特点是降低电动机启动电流，从而减小对电网的冲击；但由于转矩和电压的平方成正比，因此降压启动时电动机的启动转矩减少很多，故只适用于空载或轻载启动。

常见的降压启动方式主要有定子绕组串电阻降压启动、自耦变压器降压启动和星三角降压启动。

1）定子绕组串电阻降压启动

定子绕组串电阻降压启动的主电路示意图如图4－1所示。

启动时，在每相定子绕组中串入电阻R，利用串联分压原理降低绕组上的电压；启动后，将启动电阻R短接，电动机进入全压运行。

2）自耦变压器降压启动

自耦变压器降压启动的主电路示意图如图4－2所示。

启动时，利用自耦变压器来降低加在定子绕组上的电压；启动后，将自耦变压器脱离，电动机进入全压运行状态。

图4-1　定子绕组串电阻降压启动的主电路示意图

自耦变压器降压启动的优点是不受电动机绕组接线方法的限制，可按照允许的启动电流和所需的启动转矩选择不同的抽头，常用于启动容量较大的电动机。其缺点是设备费用高，不宜频繁启动。

3）星三角降压启动

星三角降压启动的主电路示意图如图4－3所示。

图4-2　自耦变压器降压启动的主电路示意图

图4-3　星三角降压启动的主电路示意图(www.xing528.com)

启动时，把定子绕组接成星形，降低启动电压，减小启动电流；启动后，把定子绕组改接成三角形，电动机进入全压运行状态。

电动机采用星三角降压启动应满足三个条件：

（1）负载对电动机启动力矩无严格要求，且需限制电动机的启动电流；

（2）电动机满足380 V／星三角接线条件；

（3）电动机正常运行时定子绕组的接法是三角形。

2.绕线式三相异步电动机启动方式

绕线式电动机与鼠笼式电动机结构有所不同，绕线式转子的绕组和定子绕组相似，三相绕组连接成星形，三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上，通过一组电刷与外电路相连接。

绕线式异步电动机的转子串电阻启动示意图如图4－4所示。

绕线式三相异步电动机，转子绕组通过滑环与电阻连接。外部串接电阻相当于转子绕组的内阻增加了，减小了转子绕组的感应电流。根据电动机的特性，转子串接电阻会降低电动机的转速，提高转动力矩，有更好的启动性能。

在这种启动方式中，由于电阻是常数，故启动过程不够平稳，要想获得更加平稳的启动性能，必须增加启动级数，在启动过程中逐级切除，但是这样会使设备复杂化。

采用在转子上串频敏变阻器的启动方法，也可以使启动更加平稳。

频敏变阻器启动原理：电动机定子绕组接通电源电动机开始启动时，由于串接了频敏变阻器，电动机转子转速很低，启动电流很小，故转子频率较高（f2≈f1），频敏变阻器的铁损很大。随着转速的提升，转子电流频率逐渐降低，电感的阻抗随之减小，这就相当于启动过程中电阻的无级切除。当转速上升到接近于稳定值时，频敏电阻器短接，启动过程结束。

图4-4　绕线式异步电动机的转子串电阻启动示意图

转子串电阻或频敏变阻器虽然启动性能好，可以重载启动，但由于只适合于价格昂贵、结构复杂的绕线式三相异步电动机，所以只是在启动控制、速度控制要求较高的各种升降机、输送机、行车等行业使用。