三相异步电动机的起动

从异步电动机接入电源，转子开始转动到稳定运转的过程，称为起动。在起动开始的瞬间（n＝0，s＝1），转子和定子绕组中都有很大的起动电流。一般中、小型鼠笼式电动机的定子起动电流（线电流）是额定电流的4～7倍。过大的起动电流会造成输电线路的电压降增大，容易对处在同一电网中的其他电器设备的工作造成危害，例如，使照明灯的亮度减弱，使邻近异步电动机的转矩减小等。另外，虽然转子电流较大，但由于转子电路的功率因数cosφ很低，起动转矩并不是很大。

为了改善电动机的起动过程，要求电动机在起动时既要把起动电流限制在一定数值内，同时要有足够大的起动转矩，以便缩短起动过程，提高生产率。

下面分别介绍鼠笼式电动机和绕线式电动机的起动方法。

1.鼠笼式电动机的起动

鼠笼式电动机的起动方法有直接起动和降压起动两种。

（1）直接起动

直接起动就是利用闸刀开关将电动机直接接入电网使其在额定电压下起动，电路如图7－9所示。这种方法最简单，设备少，投资小，起动时间短，但起动电流大，起动转矩小，一般只适用于小容量电动机（7.5kW以下）的起动。较大容量的电动机，在电源容量也较大的情况下，可参考以下经验公式确定能否直接起动：

式（7－3）的左边为电动机的起动电流倍数，右边为电源允许的起动电流倍数。只有满足该条件，方可采用直接起动。

（2）降压起动

降压起动的主要目的是为了限制起动电流，但同时也限制了起动转矩，因此，这种方法只适用于轻载或空载情况下起动。常用的降压起动方法有下列几种。

①定子电路中串电抗器起动。这种起动方法是在电动机定子绕组的电路中串入一个三相电抗器，其接线如图7－10所示。

图7－9　直接起动线路

图7－10　串电抗器起动

图7－11－△起动线路图

②－△起动。这种方法只适用于正常运转时定子绕组做三角形联结的电动机。起动时，先将定子绕组改接成星形，使加在每相绕组上的电压降低到额定电压的1／3，从而降低了起动电；待电动机转速升高后，再将绕组接成三角形，使其在额定电压下运行。－△起动线路如图7－11所示。

可以证明，星形起动时的起动电流（线电流）仅为三角形直接起动时电流（线电流）的1／3，即IYst＝（1／3）I△st；其起动转矩也为后者的1／3，即TYst＝（1／3）T△st。

－△起动的优点是起动设备简单，成本低，能量损失小。目前，4～100kW的电动机均设计成380V三角形联结，所以，这种方法有很广泛的应用意义。

③自耦变压器起动。对容量较大或正常运行时作星形联结的电动机，可应用自耦变压器降压起动。自耦变压器上备有抽头，以便根据所要求的起动转矩来选择不同的电压。如QJ3型的抽头比（U2／U1）为40%、60%、80%。同样可以证明，自耦变压器降压起动电流为直接起动电流的1／K；其起动转矩也为后者的1／K。这里，K为变压器的变压比（K＝U1／U2）。

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

图7－12　绕线式电动机的启动线路

2.绕线式电动机的起动

绕线式电动机是在转子电路中接入电阻来起动的，如图7－12所示。起动时，先将起动变阻器调到最大值，使转子电路电阻最大，从而降低起动电流和提高起动转矩。随着转子转速的升高，逐步减小变阻器电阻。起动完毕时，切除起动电阻。

绕线式电动机常用于要求起动转矩较大的生产机械上，如卷扬机、锻压机、起重机及转炉等。

绕线式电动机还有另一种起动方法，是在转子回路中串联一个频敏变阻器，具体电路原理可参阅有关资料。