9.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

杭州電子科技大學(xué)《電機(jī)學(xué)》自動(dòng)化學(xué)院第九章三相異步電動(dòng)機(jī)的基本調(diào)速原理三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)主要解決兩個(gè)方面的問題：

如何限制三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，防止對(duì)電動(dòng)機(jī)和機(jī)械設(shè)備造成太大的沖擊；(2)如何在有限的電流情況下提升三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，

使得電動(dòng)機(jī)可以正常起動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的依據(jù)(1)改變供電的頻率f1

：變壓變頻。(2)改變轉(zhuǎn)差率s

：轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、定子電路串阻抗調(diào)速、

改變電樞電壓調(diào)速等。(3)改變極對(duì)數(shù)p

：改變定子繞組的極對(duì)數(shù)。9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)9.1.1電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)條件(1)起動(dòng)時(shí)，電機(jī)對(duì)電網(wǎng)造成的電壓降不能超過規(guī)定的數(shù)值。(2)起動(dòng)功率不超過供電設(shè)備和電網(wǎng)的過載要求。(3)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于傳動(dòng)機(jī)械靜轉(zhuǎn)矩。(4)起動(dòng)時(shí)應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)及其起動(dòng)設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性。三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法有三種：（1）直接起動(dòng)，適合于7.5kW以下的三相異步電動(dòng)機(jī)；（2）降壓起動(dòng)；（3）軟起動(dòng)。9.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)可以直接起動(dòng)，是其顯著的優(yōu)點(diǎn)。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子功率因數(shù)起動(dòng)電流直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流大、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，功率因數(shù)低。三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不良后果：由于電壓下降太多，如果負(fù)載比較重，因?yàn)槠饎?dòng)轉(zhuǎn)矩與線電壓的平方成正比，

可能使電機(jī)無法正常起動(dòng)。(2)如果接在同一臺(tái)變壓器上還有其他設(shè)備，就可能導(dǎo)致這些設(shè)備無法工作。為有效降低三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流：降低供電電源的電壓；加大定子邊的電阻或者電抗；加大轉(zhuǎn)子邊的電阻或者電抗。9.1.3三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

三相鼠籠式異步電機(jī)的降壓起動(dòng)可以選擇：(1)Y-?起動(dòng)(也稱星-三角起動(dòng))；(2)自耦變壓器降壓起動(dòng)；(3)定子串電抗起動(dòng)；(4)定子串電阻起動(dòng)。定子串電抗起動(dòng)時(shí)電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降比較多，而定子串電阻起動(dòng)的功耗比較大，因此，這兩種方法很少采用。1.Y-?起動(dòng)相電流對(duì)比線電流對(duì)比起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)比Y-?起動(dòng)方法簡(jiǎn)單，起動(dòng)電路僅需要一個(gè)Y-?轉(zhuǎn)換開關(guān)，價(jià)格便宜，在輕載情況下具有很大的優(yōu)勢(shì)。?直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Y起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.自耦變壓器降壓起動(dòng)自耦變壓器自耦變壓器一、二次側(cè)電流電源側(cè)起動(dòng)電流電機(jī)的起動(dòng)電流直接起動(dòng)自耦變壓器起動(dòng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)比直接起動(dòng)自耦變壓器有多個(gè)抽頭可供選擇。例如QJ2型自耦變壓器有55%(即N2/N1=55%)、64%和73%三種抽頭可以選擇；QJ3型自耦變壓器有40%、60%和80%三種抽頭可以選擇。

與Y-?起動(dòng)相比，自耦變壓器降壓起動(dòng)相對(duì)比較靈活，通過變比的選擇可以拖動(dòng)較大的負(fù)載起動(dòng)，因此自耦變壓器降壓起動(dòng)在較大容量的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)上被廣泛應(yīng)用。

自耦變壓器降壓起動(dòng)的缺點(diǎn)是體積較大，價(jià)格相對(duì)較高。9.1.4三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)：直接起動(dòng)，很大的起動(dòng)電流，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大；降壓起動(dòng)，可以減小起動(dòng)電流，但是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也隨著電壓的平方關(guān)系在下降。因此三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)只能用于空載或者輕載起動(dòng)。在需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，不得不考慮價(jià)格相對(duì)較高的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)。三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻、頻敏變阻器來改善起動(dòng)和調(diào)速的性能。1.轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)2.轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器9.1.5三相異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)：采用三相反并聯(lián)功率器件和控制電路，通過控制功率器件的觸發(fā)使得電動(dòng)機(jī)的輸入電壓按照不同的要求而變化，從而將電機(jī)的起動(dòng)電流限制在一定的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑起動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)主要包括兩種：(1)恒流軟起動(dòng)；(2)斜坡恒流軟起動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器可以將起動(dòng)電流限制在1~4倍的額定電流之內(nèi)。能夠?qū)崿F(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的電力電子電路稱軟起動(dòng)器。(a)恒流軟起動(dòng)：起動(dòng)電流Im

可以限定在1~4倍的額定電流范圍之內(nèi)。

適合于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或者負(fù)載