探析三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制方式

齊冉澤+范晶彥

[摘 要]本文分析了三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式，針對(duì)星-三角降壓起動(dòng)的幾種控制方式進(jìn)行了探討，分析了各種控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)以及應(yīng)用場(chǎng)合。

[關(guān)鍵詞]三相異步電動(dòng)機(jī) 降壓 起動(dòng)

中圖分類號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）25-0009-01

引言 在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，一方面要求電動(dòng)機(jī)具有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使拖動(dòng)系統(tǒng)盡快達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)，另一方面，要求起動(dòng)電流不要太大，此外，還要求起動(dòng)設(shè)備盡量簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、便于操作和維護(hù)。

1 .三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式有兩種，即在額定電壓下的全壓（直接）起動(dòng)和降低起動(dòng)電壓的減壓起動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)，雖然控制線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便，但是起動(dòng)電流很大（可達(dá)電動(dòng)機(jī)額定電流的 4～7 倍），過大的起動(dòng)電流會(huì)造成電網(wǎng)電壓顯著下降，直接影響在同一電網(wǎng)中其他電氣設(shè)備的正常工作，甚至使它們停轉(zhuǎn)或無法起動(dòng)，所以一般10KW以下的電動(dòng)機(jī)才采用直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。對(duì)容量較大的電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，為了不影響電網(wǎng)內(nèi)其他用電設(shè)備的正常供電，多采用降壓起動(dòng)措施。

2.三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)方式

降壓起動(dòng)是將電網(wǎng)電壓適當(dāng)降低后加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上進(jìn)行起動(dòng)，待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再將繞組電壓恢復(fù)到額定值。具體的降壓起動(dòng)方式有三種。

1）三相電動(dòng)機(jī)定子繞組串聯(lián)電阻降壓起動(dòng)

如圖1所示，將電子繞組串聯(lián)電阻進(jìn)行降壓，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后（用時(shí)間繼電器進(jìn)行控制）轉(zhuǎn)換成全壓運(yùn)行。

降壓起動(dòng)的目的是減小電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，從而減小電網(wǎng)供電的負(fù)荷，起動(dòng)電流一旦減小，必然導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降，因此凡采用定子繞組串聯(lián)電阻降壓起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，只適合空載或輕載起動(dòng)。在實(shí)際生產(chǎn)中的電機(jī)，廣泛采用的降壓起動(dòng)是星-三角降壓?jiǎn)?dòng)。

2）星-三角（Y—△）降壓起動(dòng)

電動(dòng)機(jī)允許直接頻繁起動(dòng)的情況下采用星三角減壓起動(dòng)，是在電機(jī)起動(dòng)時(shí)將電機(jī)接成星型接線，當(dāng)電機(jī)起動(dòng)后再將電機(jī)改接成三角型接線。因?yàn)殡姍C(jī)起動(dòng)電流與電源電壓成正比，此時(shí)電網(wǎng)提供的起動(dòng)電流只有全電壓起動(dòng)電流的1/3 ，但起動(dòng)力矩也只有全電壓起動(dòng)力矩的1/3。星三角啟動(dòng)，屬降壓起動(dòng)他是以犧牲功率為代價(jià)來?yè)Q取降低起動(dòng)電流來實(shí)現(xiàn)的。所以不能一概而以電機(jī)功率的大小來確定是否需采用星三角起動(dòng)，還的看是什么樣的負(fù)載，一般在需要起動(dòng)時(shí)負(fù)載輕，運(yùn)行時(shí)負(fù)載重可采用星-三角起動(dòng)。

典型手動(dòng)控制的Y—△降壓起動(dòng)的控制線路如圖2所示。

該電路采用了接觸器 KM2 和 KM3 的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)做電氣連鎖，能保證啟動(dòng)和運(yùn)行兩種狀態(tài)的準(zhǔn)確性與可靠性，也避免了誤按起動(dòng)按鈕造成相間短路，但該電路在切換的過程中始終靠操作人員來控制其切換時(shí)間，有時(shí)很難準(zhǔn)確把握切換時(shí)間的準(zhǔn)確性，一旦起動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)，電機(jī)繞組會(huì)因?yàn)楹艽蟮钠饎?dòng)電流而發(fā)熱，影響電機(jī)的使用壽命，而且要求人員控制其切換時(shí)間。

時(shí)間繼電器自動(dòng)控制的 Y- △降壓起動(dòng)控制電路如圖3所示。

該電路在控制電路中多了一個(gè)時(shí)間繼電器控制支路，并用時(shí)間繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)對(duì)起動(dòng)接觸器 KM2 的控電路進(jìn)行連鎖，既實(shí)現(xiàn)了電氣連鎖的安全，又減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。當(dāng)然，該電路中多了時(shí)間繼電器，就增添了又一個(gè)維修環(huán)節(jié)，而且時(shí)器間繼電器在具體使用中往往由于電機(jī)的頻繁啟動(dòng)很容易損壞。在實(shí)際的時(shí)間繼電器控制電路中，應(yīng)盡量減少繼電器觸點(diǎn)的數(shù)量，保證繼電器工作的穩(wěn)定，如圖4所示。

3）自耦變壓器降壓起動(dòng)

電路如圖5所示，電動(dòng)機(jī)自耦變壓器減壓起動(dòng)是將自耦變壓器一次側(cè)接在電網(wǎng)上，起動(dòng)時(shí)定子繞組接在自耦變壓器二次側(cè)上。這樣，起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)獲得的電壓為自耦變壓器的二次電壓。待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將電動(dòng)機(jī)定子繞組接在電網(wǎng)上即電動(dòng)機(jī)額定電壓上進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這種降壓起動(dòng)適用于較大容量電動(dòng)機(jī)的空載或輕載起動(dòng)。

結(jié)束語(yǔ) 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制，并討論了控制電路常見的接法，對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制進(jìn)行了總結(jié)。

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