摘 要：本文主要介紹電機(jī)的各種啟動方式，介紹了電機(jī)直接啟動的計(jì)算，并對電機(jī)啟動方式選擇進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電動機(jī);啟動方式;起動電流

引言：交流電動機(jī)的起動電流大(一般約為額定電流的5～7 倍)。大的起動電流(由于起動時間短)對電機(jī)本身來說，尚不至于引起電機(jī)溫度的顯著提高(頻繁起動除外)，但卻會引起電網(wǎng)電壓的顯著降低，因而影響接在同一母線上的其他用點(diǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。所以對交流電動機(jī)的起動，必須根據(jù)電容的容量、電動機(jī)的起動電流的大小及負(fù)載大小等情況做綜合考慮后選擇合適的起動方法。交流電動機(jī)的常用啟動方式：直接啟動，星形 - 三角形啟動，自耦變壓器降壓啟動，軟啟動，變頻器啟動。

1 電機(jī)啟動方式

1.1全壓直接起動

全壓起動是最常用的起動方式，也稱為直接起動。它是將電動機(jī)的定子繞組直接接入電源，在額定電壓下起動，具有起動轉(zhuǎn)矩大、起動時間短的特點(diǎn)，也是最簡單、最經(jīng)濟(jì)和最可靠的起動方式。

1.2星三角Y- Δ 起動

對于正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動機(jī)來說，如果在起動時將定子繞組接成星形，待起動完畢后再接成三角形，就可以降低起動電流，減輕它對電網(wǎng)的沖擊。這樣的起動方式稱為星三角減壓起動，或簡稱為星三角起動(Y-Δ 起動)。

采用星三角起動時，起動電流只是原來按三角形接法直接起動時的 1/3。如果直接起動時的起動電流以6～7Ie 計(jì)，則在星三角起動時，起動電流才 2～2.3 倍。這就是說采用星三角起動時，起動轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接起動時的1/3。適用于無載或者輕載起動的場合。并且與其它減壓起動器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡單，價格也最便宜。除此之外，星三角起動方式還有一個優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)負(fù)載較輕時，可以讓電動機(jī)在星形接法下運(yùn)行。此時，額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配，這樣能使電動機(jī)的效率有所提高，并使之節(jié)約了電力消耗。

1.3自耦變壓器降壓啟動

自耦變壓器降壓啟動是指電動機(jī)啟動時利用自耦變壓器來降低加在電動機(jī)定子繞組上的啟動電壓。待電動機(jī)啟動后，再使電動機(jī)與自耦變壓器脫離，從而在全壓下正常運(yùn)動。采用自耦變壓器降壓起動時，與直接起動相比較，起動電壓降低得很多(為額定電壓的 1/4～1/7)，而起動轉(zhuǎn)矩降低得更多;且自耦變壓器不允許頻繁起動，因而限制了它的廣泛使用。

1.4軟啟動

運(yùn)用的軟起動器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動。軟起動器(Soft Starter)是一種集電機(jī)軟起、軟起動停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的電機(jī)控制裝置。利用軟起動器串接于電源與被控電機(jī)之間來啟動電機(jī)時，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動。軟起動時電壓由零慢慢提升到額定電壓，這樣在啟動過程中的啟動電流，就由過去過載沖擊電流不可控制變成為可控制�？筛鶕�(jù)需要調(diào)節(jié)啟動電流的大小。電機(jī)啟動的全過程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩，而是平滑的啟動運(yùn)行。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。

1.5變頻啟動

變頻器亦叫電動機(jī)變頻調(diào)速器.是一種靜止的頻率變換器. 它把電力配電網(wǎng) 50Hz 恒定頻率的交流電變成可調(diào)頻率的交流電. 供普通的交流異步電動機(jī)作電源用，其最主要的特點(diǎn)是具有高效率的驅(qū)動性能和良好的控制特性，應(yīng)用變頻器不僅可以節(jié)約大量電能。

2 啟動方式選擇

對不同功率電機(jī)，我們?nèi)绾芜x擇合適的啟動方式。

2.1全壓啟動的條件

在設(shè)計(jì)規(guī)范中，對電動機(jī)起動引起配電系統(tǒng)的壓降有明確規(guī)定。JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)第 10.2.1.1 條規(guī)定：“交流電動機(jī)起動時，其端子上的計(jì)算電壓應(yīng)符合下列要求：

⑴電動機(jī)頻繁起動時，不宜低于額定電壓的 90電動機(jī)不頻繁起動時，不宜低于額定電壓的 85%。

⑵電動機(jī)不與照明或其他對電壓波動敏感的負(fù)荷合用變壓器，且不頻繁起動時，不應(yīng)低于額定電壓的80%。

⑶當(dāng)電動機(jī)由單獨(dú)的變壓器供電時，其允許值應(yīng)按機(jī)械要求的起動轉(zhuǎn)矩確定。

對于低壓電動機(jī)，還應(yīng)保證接觸器線圈的電壓不低于釋放電壓。

一般情況下要判斷一臺電機(jī)能否直接啟動，可以通過以下公式粗略計(jì)算：

ΔUst=((K×W+S)/Stn)Uk%

ΔUst———電動機(jī)起動時配電系統(tǒng)的壓降百分?jǐn)?shù);

K———電動機(jī)起動電流倍數(shù) (起動電流與額定電流

之比);

W———電動機(jī)額定功率(kW);

S———變壓器帶的其他負(fù)荷(kW);

Stn———變壓器的額定容量(kVA);

Uk%———變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)。

公式為粗略計(jì)算，是因?yàn)楹雎粤艘恍┐我�的因素，如母線及開關(guān)上的壓降等，而且將有功功率與視在功率混算，有誤差，但誤差很小，但基本上能夠滿足工程設(shè)計(jì)的精度要求�？偟膩碚f，在電網(wǎng)容量和負(fù)載兩方面都允許全壓直接起動的情況下，可以考慮采用全壓直接起動。優(yōu)點(diǎn)是操縱控制方便，維護(hù)簡單，而且比較經(jīng)濟(jì)。主要用于小功率電動機(jī)的起動。

2.2其它方式啟動方式選擇

交流電動機(jī)在全壓直接起動時，起動電流會達(dá)到額定電流的4～7倍，當(dāng)電機(jī)的容量相對較大時，該起動電流會引起電網(wǎng)電壓的急劇下降，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行。出于安全運(yùn)行角度來說(對電機(jī)、電網(wǎng)減少大電流的沖擊)，與節(jié)約電能的角度考慮，大于 11kw 的電動機(jī)不宜用全壓啟動。

2.2.1降壓啟動

星三角起動，自藕減壓起動，由于其成本低，維護(hù)相對軟起動和變頻控制容易，目前在實(shí)際運(yùn)用中還占有很大的比重。但因其采用分立電氣元件組裝，控制線路接點(diǎn)較多，在其運(yùn)行中，故障率相對還是比較高。另外有時根據(jù)生產(chǎn)需要，要更改電機(jī)的運(yùn)行方式，如原來電機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的，需要改成定時運(yùn)行，這時就需要增加元件，更改線路才能實(shí)現(xiàn)。

另選擇降壓啟動必需要滿足以下的基本條件：①起動時電動機(jī)端子電壓應(yīng)能能保證傳動機(jī)械要求的起動轉(zhuǎn)矩：Ust2≥1.1Mj/Mst(其中 Ust 為起動電動機(jī)壓相對值，Mst 電動機(jī)起動時轉(zhuǎn)矩相對值，Mj 電動機(jī)傳動機(jī)械靜阻轉(zhuǎn)矩相對值);②低壓電動機(jī)起動時還應(yīng)該保證接觸器線圈的電壓不低于釋放電壓;③結(jié)構(gòu)特殊的電動機(jī)起動方式，應(yīng)該符合制造廠規(guī)定。

2.2.2軟啟動與變頻啟動

軟啟動與變頻啟動都可以讓電機(jī)啟動時實(shí)現(xiàn)軟啟動,不會對電網(wǎng)造成沖擊。但軟啟動不可調(diào)速,變頻可以實(shí)現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速.根據(jù)需求而定,如果想對 90KW 的電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動,不用考慮調(diào)速,可以選擇軟啟動,它的價格相對便宜一些,但如果電機(jī)工作要求需要調(diào)速,就只能選擇變頻。在實(shí)際應(yīng)用中，大型電機(jī)的起動會使整個電網(wǎng)電壓大大下降，并對電機(jī)造成很大的沖擊和機(jī)械設(shè)備造成很大的傷害，采用減壓起動時，上述危害只有一定程度的降低，但軟啟動或者變頻啟動，可以大大延長電機(jī)的使用壽命并幾乎消除上述的危害，故大型電機(jī)一般需要用軟啟或變頻啟動。

3結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)全壓起動符合條件時，電動機(jī)應(yīng)全壓起動;從安全和節(jié)能角度考慮，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下較大功率的電機(jī)應(yīng)盡量避免采用直接啟動方式，選用降壓啟動方式時應(yīng)考慮校驗(yàn)電動機(jī)的端子電壓，使其滿足所拖動機(jī)械的最小轉(zhuǎn)矩要求;在經(jīng)濟(jì)充裕的條件下，在考慮到電機(jī)沖擊和機(jī)械設(shè)備使用壽命時，就盡量使用軟啟動或變頻啟動。

參考文獻(xiàn)

1]周希章、周全。電動機(jī)的起動、制動和調(diào)速，機(jī)械工業(yè)出版社，2001 年

2]中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊 第三版 中國電力出版社,2005 年

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