電動機降壓啟動方式比較分析

李紅光

摘 要：本文對電動機降壓啟動方式進行了比較分析，總結了電動機突然而劇烈的啟動造成的危害，分析了電動機的起動方式，對電動機的幾種降壓啟動進行了比較。

關鍵詞：電動機 降壓啟動 比較分析

中圖分類號：TM343 文獻標志碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0128-01

電動機作為一種被廣泛使用的設備，在任何工廠或者發電廠中都必須配置電動機，特別是在工廠中，一旦自備的電動機發生了相關故障，則非常可能致使整個工廠都停電，給工程帶來巨大的經濟損失。在電動機進行啟動時可能會整個電力系統造成巨大的啟動電壓壓降，同時也給整個系統的電能質量造成巨大的影響。因此，為了減少電動機對整個電力系統電壓的影響，必須合理選擇電動機的起動方式，確保電動機的安全啟動。本文對電動機的降壓啟動方式進行比較分析。

1 電動機突然而劇烈的啟動造成的危害

通常情況下，在異步電動機中，其全壓啟動電流與額定電流有一個數量關系，即全壓啟動電流為額定電流的4～7倍，如果啟動電流過大，則將對電動機的壽命進行降低，導致變壓器的二次電壓出現大幅度的降低，這就減少了電動機的啟動轉矩，甚至有可能導致電動機出現根本無法啟動的局面。異步電動機還會對同一個網絡中的其他供電設備造成影響，如果交流電動機突然出現了劇烈的啟動現象，則其可能造成大量的損失，如下幾點。

（1）進行Y-v啟動會造成啟動電流或電壓發生瞬變，導致相關電氣故障的發生，同時還可能造成電壓發生劇烈的變化，造成整個電網中其他電氣設備出現故障。

（2）造成運行故障。電動機突然啟動將造成管路系統產生巨大的壓力振動，其會對所帶的貨物產生嚴重的損壞。

（3）對經濟效益造成嚴重的影響。電動機的一旦發生了故障，都會造成停運和維修的故障損失，致使電動機的運營成本造成嚴重的增加。

2 電動機的起動方式分析

2.1 全壓直接起動方式分析

作為電動機最為簡單的啟動方式之一，電動機的全壓直接啟動就是將其定子繞組上直接加額定電壓，然后直接進行啟動。電動機的全壓直接起動主要適用于負載和電網容量允許的條件下。

電動機全壓啟動的優點是其起動的轉矩較大，且起動的時間較短，所使用的起動設備較為簡單，易于操作和維護，啟動設備的故障率較低。在對電動機進行全壓起動時，由于起動電流很大，如對于鼠籠型電動機其起動電流一般為額定電流的6～8倍，如果此時電動機功率較大，則過大的電動機起動電流將造成配電網電壓的降低，直接影響其直接連接的其他電氣設備的正常工作。

2.2 Y-△起動方式分析

Y-△的起動方式就是將△連接的電動機，在其起動時接成Y 型，當電動機完成起動后其速度將接近△運行。利用這種方式對電動機進行起動時，定子繞組的電壓實際上為整個電源電壓的50%，而起動電流也較小，僅為直接啟動方式的30%，這樣就保證了其起動的轉矩也較小，整個電動機的起動對電網的沖擊力也較小，允許較多次數的起動。利用Y-△起動方式進行起動時還無需增加其他設備即可實現對電動機的起動，因此這種起動方式適用于頻繁起動的小型電機。

Y-△的起動方式主要優點是結構較為簡單，且投資較小。當電動機所帶負載較低時，可以采用Y-△的起動方式，其額定轉矩可以與相關的負載進行匹配，這樣就能夠提高電動機的負載率。

2.3 自耦變壓器起動分析

利用自藕變壓器的降壓起動也可以實現電動機的起動。利用自藕變壓器起動能夠有效實現帶負載起動，這種起動方式在大容量的電動機上經常使用。利用這種起動方式能夠有效實現大轉矩的起動，并可利用抽頭有效實現對轉矩的調節。通常自藕變壓器可以通過接觸器有效實現自動控制，通過自藕變壓器起動可實現低成本的起動，其性價比較高，在電機起動中應用較為廣泛。

3 電動機的幾種降壓啟動分析

通常在10 kW及以下的小型電機中，其都是可以進行直接啟動的，而對于10 kW及以上的電動機中則通常采用降壓啟動的啟動方式。為了對啟動轉矩進行減小，以防止其對相關機械設備所產生的沖擊，如果電動機允許進行全壓啟動，則其也可采用其他啟動方式，即降壓啟動。

在三相異步電動機中，通常所采用的降壓啟動方法有以下幾種：利用定子串進行降壓啟動，進行Y-△方式的降壓啟動，進行軟啟動器的降壓啟動。利用這些方法都可以有效實現啟動電流的降低，對線路的電壓降落進行減小，確保電氣設備的有效運行。

3.1 串電阻降壓啟動方式

通常在定子電路中采用串電阻的方式來對定子的繞組上的電壓進行有效的降低，在電動機降壓啟動的過程中，一旦電動機的轉速達到額定值時，就應該采用切電阻的方式來有效的限制啟動電流，確保電動機能夠在全壓的方式下進行有效的運行。在對定子串的降壓啟動的過程中，其電動機啟動電流將隨定子的電壓成正比，而其啟動轉矩則與電壓的平方成正相關。

串電阻降壓啟動的缺點是其將消耗大量的電能，且串電阻降壓啟動的成本較高，這種啟動方式在啟動不頻繁的電動機中經常使用。

3.2 自耦變壓器降壓啟動方式

通常將自耦變壓器視為啟動補償器，在自耦變壓器中其電源和初級是相連的，而自耦變壓器的次級是與電動機直接相連的。在自耦變壓器中其次級是具有3個及以上的抽頭的，因此利用自藕變壓器方式可以實現3個不同大小的電壓。

使用自耦變壓器的方式進行啟動時其可以靈活選擇啟動轉矩，并有效選擇啟動電流。在電動進行啟動時，在定子繞組進行啟動時其所得到的啟動電壓將是二次側的電壓，如果啟動完畢，則可將自耦變壓器進行切除。這樣電動機就能過直接連接到相關的電源，即連接至一次側。在變壓器降壓啟動的過程中，其啟動的轉矩與電流通常都是按平方值進行降低的，即獲得同樣的轉矩，則其所獲得的電流將比降壓啟動的電流小的多，因此通常將自耦變壓器視為啟動的補償器。

采用自耦變壓器的啟動方式通常在大容量的電動機中進行使用。這種方法的主要缺點是其價格較為昂貴，且結構比較復雜，相對體積較大，不能夠進行頻繁的操作。

4 結論

上述電動機的啟動方式中分析比較中，其具有控制電路簡單的共同特點。但由于電動機啟動過程中的啟動轉矩是不可調的，因此在整個啟動的過程中將產生巨大的沖擊電流，這樣就會導致電動機將產生堵轉的現象。在對電動機進行軟啟動時雖然沒有沖擊電流，但恒流啟動過程中會導致電網的繼電保護特性具有選擇性，因此，當電動機在直接啟動不能滿足要求時，首先考慮的是軟啟動降壓啟動器。

參考文獻

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