電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程是指電機(jī)接通電源后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)牧愕椒€(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程。對(duì)于容量較大的電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)瞬間，具有起動(dòng)電流很大、功率因數(shù)低和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小等缺點(diǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流一般為額定電流的4-7倍，過(guò)大的起動(dòng)電流會(huì)引起電網(wǎng)電壓明顯降低，影響附近同一電網(wǎng)中其他用電設(shè)備正常工作，同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)本身都無(wú)法正常起動(dòng)。為了解決上述問題，需要采取一些措施，保證電動(dòng)機(jī)可以正常起動(dòng)。多功能電力儀表根據(jù)三相異步交流電動(dòng)機(jī)分為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線式異步電動(dòng)機(jī)介紹交流三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法。
1、鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)
對(duì)于大、中型三相異步電動(dòng)機(jī)，可采用降壓起動(dòng)方法，以限制起動(dòng)電流，等到電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢后，然后全壓運(yùn)行。但是采用降壓起動(dòng)，不僅降低了起動(dòng)電流，也使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低，因?yàn)殡姶呸D(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比。所以降壓起動(dòng)只適合于空載或者輕載情況下起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。常見的降壓起動(dòng)方法有：定子回路串電阻起動(dòng)、星/三角形降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)。
①定子回路串電阻起動(dòng)
在定子回路串電阻起動(dòng)線路中，起動(dòng)時(shí)，首先合上隔離開關(guān)Q1，隔離開關(guān)Q2處于起動(dòng)位置。此時(shí)電動(dòng)機(jī)定子回路串入電阻起動(dòng)，起動(dòng)電阻上會(huì)產(chǎn)生壓降，所以定子繞組上的電壓將減小，因此限制了起動(dòng)電流。等到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，將隔離開關(guān)Q2打到運(yùn)行位置，電動(dòng)機(jī)將全壓運(yùn)行。
定子回路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：雖然降低的起動(dòng)電流，但是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也大大減小。所以方法只適用于空載和輕載起動(dòng)的場(chǎng)合，同時(shí)，定子回路串電阻降壓起動(dòng)時(shí)損耗較大，一般用于低電壓電動(dòng)機(jī)起動(dòng)中。
②星形-三角形降壓起動(dòng)
對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組是三角形連接的三相異步電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)時(shí)可以采用星形連接，使電動(dòng)機(jī)每相所承受的電壓降低，從而降低了起動(dòng)電流，待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢，再接成三角形。在星形-三角形降壓起動(dòng)控制電路中，起動(dòng)時(shí)，先將定子繞組接成星形接通電源。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升后，再切換到三角形運(yùn)行的位置上，電動(dòng)機(jī)便接成三角形在全壓下運(yùn)行。
星形-三角形降壓起動(dòng)特點(diǎn)：星形-三角形降壓起動(dòng)使得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)電流都變成了原來(lái)的1/3倍。星形-三角形降壓起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行比較可靠，維護(hù)方便。一般僅用于500V以下的低壓電動(dòng)機(jī)并且正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角連接。
③自耦變壓器降壓起動(dòng)
自耦降壓起動(dòng)利用自耦變壓器將電網(wǎng)電壓降低后再加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，等到電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行后將電動(dòng)機(jī)直接接到電網(wǎng)上。在自耦變壓器降壓起動(dòng)線路中，起動(dòng)時(shí)，將開關(guān)打到起動(dòng)位置，自耦變壓器一次側(cè)接電網(wǎng)，二次側(cè)接電動(dòng)機(jī)定子繞組，實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行后，將開關(guān)達(dá)到運(yùn)行位置，從而切除掉自耦變壓器，電網(wǎng)電壓直接加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。
自耦變壓器降壓起動(dòng)的特點(diǎn)：自耦變壓器的體積大、重量重，價(jià)格較高，維修麻煩，且不允許頻繁移動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)容量較大或正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成星形，并帶一定負(fù)載起動(dòng)時(shí)，可采用自耦降壓起動(dòng)，但是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩仍有削弱，但不致降低為1/3倍。
2、繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)
鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)采用降壓起動(dòng)雖然使得起動(dòng)電流減小，同時(shí)也使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小。在需要重載起動(dòng)的場(chǎng)合，比如起重吊車、卷?yè)P(yáng)機(jī)等，不僅要限制起動(dòng)電流，還要求有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在這種情況下采用籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)就不可能了，而采用起動(dòng)性能較好的繞線式異步電動(dòng)機(jī)。此時(shí)一般采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻的方法實(shí)現(xiàn)起動(dòng)。繞線電阻異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮?，既可降低起?dòng)電流，又可提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。該方法不僅減小起動(dòng)電流，還可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且還可以在小范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速。
繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，效率較低。在起動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)切除電阻時(shí)，轉(zhuǎn)矩突然增大，會(huì)在機(jī)械部件上產(chǎn)生沖擊。為了克服這些缺點(diǎn)，目前多采用頻敏變阻器作為起動(dòng)電阻。該方法一般廣泛地應(yīng)用于需要重載起動(dòng)場(chǎng)合。
作者：鄭俊觀
