電機職稱論文發表電機啟動方式的選擇

　　本文主要介紹電機的各種啟動方式，介紹了電機直接啟動的計算，并對電機啟動方式選擇進行了探討。

　　《江蘇電機工程》(雙月刊)創刊于1982年，是江蘇省電力公司和江蘇省電機工程學會主管、江蘇省電力科學研究院和江蘇省電機工程學會編輯工作委員會主辦的全國性科學技術刊物，本刊為國際大16開本，彩色封面插頁。

　　交流電動機的起動電流大(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)對電機本身來說，尚不至于引起電機溫度的顯著提高(頻繁起動除外)，但卻會引起電網電壓的顯著降低，因而影響接在同一母線上的其他用點設備的正常運行。所以對交流電動機的起動，必須根據電容的容量、電動機的起動電流的大小及負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。它是將電動機的定子繞組直接接入電源，在額定電壓下起動，具有起動轉矩大、起動時間短的特點，也是最簡單、最經濟和最可靠的起動方式。

　　1.2星三角Y-Δ起動

　　對于正常運行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動機來說，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，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，其結構最簡單，價格也最便宜。除此之外，星三角起動方式還有一個優點，即當負載較輕時，可以讓電動機在星形接法下運行。此時，額定轉矩與負載可以匹配，這樣能使電動機的效率有所提高，并使之節約了電力消耗。

　　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啟動時利用自耦變壓器來降低加在電動機定子繞組上的啟動電壓。待電動機啟動后，再使電動機與自耦變壓器脫離，從而在全壓下正常運動。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

　　運用的軟起動器，控制其內部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數關系逐漸上升，直至起動結束，賦予電機全電壓，即為軟起動。軟起動器(SoftStarter)是一種集電機軟起、軟起動停車、輕載節能和多種保護功能于一體的電機控制裝置。利用軟起動器串接于電源與被控電機之間來啟動電機時，控制其內部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數關系逐漸上升，直至起動結束，賦予電機全電壓，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。可根據需要調節啟動電流的大小。電機啟動的全過程都不存在沖擊轉矩，而是平滑的啟動運行。待電機達到額定轉速時，啟動過程結束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉提供額定電壓，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，又使電網避免了諧波污染。

　　1.5變頻啟動

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

　　2啟動方式選擇

　　對不同功率電機，我們如何選擇合適的啟動方式。

　　2.1全壓啟動的條件

　　在設計規范中，對電動機起動引起配電系統的壓降有明確規定。JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》(以下簡稱《規范》)第10.2.1.1條規定：“交流電動機起動時，其端子上的計算電壓應符合下列要求：

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

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

　　⑶當電動機由單獨的變壓器供電時，其允許值應按機械要求的起動轉矩確定。

　　對于低壓電動機，還應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能否直接啟動，可以通過以下公式粗略計算：

　　ΔUst=((K×W+S)/Stn)Uk%

　　ΔUst———電動機起動時配電系統的壓降百分數;

　　K———電動機起動電流倍數(起動電流與額定電流

　　之比);

　　W———電動機額定功率(kW);

　　S———變壓器帶的其他負荷(kW);

　　Stn———變壓器的額定容量(kVA);

　　Uk%———變壓器阻抗電壓百分數。

　　公式為粗略計算，是因為忽略了一些次要的因素，如母線及開關上的壓降等，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計的精度要求。總的來說，在電網容量和負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。優點是操縱控制方便，維護簡單，而且比較經濟。主要用于小功率電動機的起動。

　　2.2其它方式啟動方式選擇

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

　　2.2.1降壓啟動

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

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

　　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啟動時實現軟啟動,不會對電網造成沖擊。但軟啟動不可調速,變頻可以實現電動機調速.根據需求而定,如果想對90KW的電機實現軟啟動,不用考慮調速,可以選擇軟啟動,它的價格相對便宜一些,但如果電機工作要求需要調速,就只能選擇變頻。在實際應用中，大型電機的起動會使整個電網電壓大大下降，并對電機造成很大的沖擊和機械設備造成很大的傷害，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，可以大大延長電機的使用壽命并幾乎消除上述的危害，故大型電機一般需要用軟啟或變頻啟動。

　　3結束語

　　綜上所述，當全壓起動符合條件時，電動機應全壓起動;從安全和節能角度考慮，在經濟條件允許的情況下較大功率的電機應盡量避免采用直接啟動方式，選用降壓啟動方式時應考慮校驗電動機的端子電壓，使其滿足所拖動機械的最小轉矩要求;在經濟充裕的條件下，在考慮到電機沖擊和機械設備使用壽命時，就盡量使用軟啟動或變頻啟動。

　　參考文獻

　　1]周希章、周全。電動機的起動、制動和調速，機械工業出版社，2001年

　　2]中國航空工業規劃設計研究院工業與民用配電設計手冊第三版中國電力出版社,2005年