低压交流电动机的起动

起动原理图

　　3.2 “y/△”起动器

　　图2 “y/△”起动原理图

　　“y/△”起动器是利用“相-线电压变化”的原理来实现对电动机绕组电压的降压，如图2所示。在过去的几十年里，也有相当数量采用了此种起动方法，它是用三只接触器来实现对电动机的绕组电压由线电压变为相电压。它的起动转矩是常压状态下的1/3倍，起动转矩比自耦变压起动器小，所以此种降压起动方式应用较少于自耦变压起动器。缺点是电压有级跳跃，起动电流有跳跃，电动机的转矩有跳跃。它和自耦变压起动器相比造价正好节省一台自耦变压器的价格，因为“y/△”起动器到电动机需要六根动力接线，所以在系统造价方面不一定节省。它主要用在对起动转矩要求不高且起动器到电动机的供电距离较近的场合。

　　3.3 磁控型软起动器

　　图3 磁控型软起动器原理图

　　为了解决降压起动时电压有级跳跃和转矩有级跳跃的问题，在上个世纪90年代人们发明了磁控式软起动器，它是采用磁阻抗的原理来达到降压升压无级变化的目的，它是自耦变压起动器的改进如图3所示。磁控型软起动器是在一定的范围内能够达到电压连续可控。磁控型的软起动器分线式绕组和箔式绕组，箔式绕组从理上讲由于箔式绕组的容抗对无功电流的补偿，所以起动时，在同等起动电流的前提下转矩大于线式绕组。由于线式绕组磁控软起动器在上个世纪末被旁路型软起动器所淘汰，箔式绕组磁控软起动器是本世纪初的专利技术，由于磁控型的概念被人们认为是一种落后的产品，所以市场上已不多见，实际上它已经发生了质的变化，起动转矩高于所有的软起动器，对于仅考虑电网冲击或降压起动有困难的场合是比较理想的产品。它的优点是谐波小，在一定的范围内能达到无级变压。

　　3.4 电子软起动器

　　图4 在线运行型软启动器 图5 旁路型软起动器 图6 内置旁路型软起动器

　　电子软起动器是上个世纪70年代由美国ab公司最新推出来，后来世界各大电气公司很快推出，但他们都是晶闸管在线运行，如图4所示，其优点是对电动机的起动控制与保护达到智能化，电路简单。在使用方面存在体积过大，重量过重（例如200kw的软起动器已重达56kg），造价昂贵，功耗太大（相当于电动机容量的1.5%左右），造成发热太大，热量难以排除的问题，而且谐波大，所以在使用上受到很大限制。

　　为了克服在线运行软起动器的缺点，到上世纪末国内厂家开始研制生产旁路型电子软起动器，如图5所示，在1998年国家颁布软起动器标准：“半导体电动机控制器标准”gb14048.6-1998。2000年笔者在全国范围内进行软起动起应用讲座，推广使用旁路型软起动器，到2001年各设计院开始设计选用旁路型软起动器，到了2002年90%的工程设计中均选用旁路型软起动器，很少选用自耦变压或“y/△”起动器。但是，旁路型软起动器也是存在缺点，如：

　　（1） 电路复杂化，系统可靠性降低;

　　（2） 强大的智能控制器不能充分利用，有的不能对电动机保护;

　　（3） 增加了成套装置的体积和成本;

　　（4） 增加了维护与检修的难度。

　　为了克服旁路型软起动器的缺点，在2003年各电气公司纷纷开发内置旁路型软起动器。现在天津诺尔哈顿、美国ab、西门子等三家已经推出了其全系列的内置旁路型软起动器，如图6所示，并且现在也有很多厂家正在部分系列推出内置旁路型软起动器。它的优点是既回避了晶闸管在线运行的缺点，又回避了旁路型的缺点。它体积小、重量轻、造价低、控制功能强大，是目前阶段最先进的软起动器，也最有实际应用价值。

　　3.5 其它软起动方式

　　在市场上还有一种对于低压鼠笼型交流电动机的软起动方式，即液体电阻。它有两种方式，它是仅靠液体电阻的热变特性来改变电动机的端电压，这种液体是用水加上适量的小苏打（碳酸氢钠，俗称起子面）形成混合导电液体（此混合液体的电阻率和液体的温度成反比，温度越低电阻率越大，温度越高电阻率越小），在起动开始液体处于冷态，其电阻率大，电动机端电压低，随着液阻的耗电升温，电阻率下降，电动机的端电压上升，当电动机起动到一定的转速时，用接触器将液体电阻旁路掉，达到全压供电，使电动机达到全压运行。此原理在构成装置上有两种方案，一是起动电阻的分压仅靠液体电的变化来改变电动机的起动电压（见图7）;二是在液体电阻的上端加一个动极板，在下端加一个静极板，起动时除了温度的上升造成电阻下降的同时，还减小液体电阻的导电距离，使其电阻降低的速度加快，如图8所示。

　　图7 液体电阻降压起动方案之一 图8 液体电阻降压起动方案之二

液体电阻起动器的名称比较多，但其基本原理都是一样的，它属串电阻起动，适用于绕线型交流电动机起动