使用自耦变压器降低异步电动机启动电流

电动机接入三相电源后，从开始启动加速运转到达稳定运转的过程称为启动。电动机启动瞬间，由于转子是静止的，因此转子导体切割旋转磁场的速度最高，转子导体中感应电动势最大，转子中的感应电流达到最大值时，由于电磁感应，这时定子绕组中电流也大大增加，往往达到电动机额定电流的4～7倍，通常称为电动机的启动电流。启动电流随着转子的转动很快衰减，最后，转速和定子电流达到某一数值便稳定下来。一般说来，容量不大的电动机直接启动时，因为它的转子惯性小，启动时间较短；容量大的电动机启动时间较长。

电动机启动时，较大的启动电流在流经变压器和线路时必将造成压降，使变压器的端电压下降，影响接在同台变压器的线路上的其他电气设备的正常运行，同时也使得这台电动机的启动更加困难。另一方面，过大的启动电流产生的电动力会使电动机绕组端部变形，定子和转子出现故障。如果电动机重载直接启动，启动时间更长，启动电流会造成电动机过热，加速绝缘老化，影响电动机使用寿命。

为了减小启动电流，消除启动电流对同台变压器上的其他用电设备的影响，容量较大的三相异步电动机启动，通常应采用一些降低启动电流的措施。

（一）鼠笼式异步电动机的启动

鼠笼式异步电动机的启动方法有两种，即直接启动和降压启动。

1.直接启动

直接启动也称全压启动。直接启动是指在定子绕组上直接加上它的额定电压。这种启动方法设备简单，操作方便。当电源容量足够大时，应尽量采用这种启动方法。这种启动方法启动电流较大，故电动机能否直接启动要根据电网的容量、允许干扰的程度以及电动机的型式和启动次数来决定。一般规定：

（1）启动时电源变压器的母线压降不应超过允许值。经常启动的母线最大允许压降为10%，不经常启动的为15%。

（2）启动时变压器的短时过载不应超过最大允许值。根据经验，允许直接启动的鼠笼式电动机最大功率不大于电源变压器容量的20%～30%。在特殊情况下，如果变压器为某一台电动机所专用（如小型泵站的变压器），这时允许启动的电动机容量可以达到变压器容量的80%。

2.降压启动(www.xing528.com)

当电网容量不够大时，可采用降低启动电压的办法减小启动电流。启动完毕后再使加在定子绕组上的电压恢复到额定电压。由于在降低电压的同时启动转矩也相应降低，因此这种方法仅适用于对启动转矩要求不大的设备。

常用的降压启动有下列几种形式。

（1）Y—△降压启动。Y—△启动方法适用于在正常运行时绕组是△接法的较大容量的电动机。将电动机定子绕组的6个线头都引出来，并与切换接开关线相连接。启动时先将定子绕组接成Y形，待转速增加到一定程度时，再改为△形连接。这种启动方法可使每相定子绕组所受的电压，在启动时降到电源电压的，即57.7%，电流为直接启动时的（约为额定电流的2～2.35倍），启动力矩也同时减到直接启动时的（约为满载转矩的0.27～0.5倍）。

（2）自耦变压器降压启动。自耦变压器启动也称作补偿器启动。这种启动方法是利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。安装时将自耦变压器的原边接电源，自耦变压器的副边与电动机连接。自耦变压器的副边一般有几个不同电压的抽头，可用来选择不同的电压比。例如副边电压为原边的60%、65%和80%时，启动电流分别为额定电流的1.75、3倍和4.5倍，启动转矩分别是额定转矩的0.37、0.63倍和0.96倍。

这种启动方法在电动机容量相同时，其价格比Y—△启动器价格高得多。因此常用于负载较大或电流电压只允许作Y形接法的电动机的启动。

（二）绕线式异步电动机的启动

绕线式异步电动机的特点是转子回路内可以接入附加电阻，转子回路中的电阻值改变时，电动机的力矩特性也将改变。适当地调节转子回路中的电阻，可以得到理想的启动效果。绕线式电动机可以获得最大的启动力矩，又能减小启动电流，还可调节电动机的转速。这也是绕线式异步电动机的优点。但它的结构复杂、价格较高、维护麻烦、耐用性差、效率较低，故只在电动机容量较大、要求有大的启动转矩，而供电变压器容量不大的情况下，才采用这种电动机，如电力排灌站中容量在95kW 及以上的，多数采用这种电动机。

转子回路内接入变阻器有两种作用：一是由于转子回路的电阻增大，使转子阻抗增加，转子绕组的启动电流减小，因而定子的启动电流也相应减小；二是适当选择变阻器的阻值可使启动转矩增大。这时虽然转子电流减小，但转子的功率因数cosφ显著增大，所以转矩也增大。由于这两个特点，所以这种启动方法允许在重载下启动，这对于要求启动次数频繁、启动时间短和重载下启动的水泵、卷扬机、起重机械等都适用。

必须指出，绕线式异步电动机的启动变阻器只能短时间工作，不能作调速用。若需调速，应采用可长期通电的调速变阻器。