邢丕勇

(北京沃利帕森工程技术有限公司,北京 100000)

高压电动机启动方式与比较

邢丕勇

(北京沃利帕森工程技术有限公司,北京 100000)

随着现代工业的发展,对于大型电动机的启动方式的讨论是目前工业控制领域中的热门话题。我国软启动的现状发展良好,可控电动机设备装置日益完备,应用领域也逐渐拓展。电动机是从事大型工业生产的工厂中最常用的设备,为了电动机在启动过程中不引起母线电压下降而影响其他设备的正常运行,在设计过程中应尽量使用降压启动方式。而选择的减压启动方式要能够提高机体供电质量,排除故障隐患,维持生产过程稳定,需要进一步研究。

电动机 降压 启动

电动机装置对于大型生产过程的正常运作是一台不可或缺的设备，如果它发生了故障，就有可能对生产的整体环节造成影响，可见电动机的重要性，有如“发动机”于汽车般的地位。电动机降压启动方式有很多种，如自耦变压器启动、星—三角启动、软启动器启动、变频器启动等[1]。尤其是大型电动机对工业生产中的旋转、重载主机设备的正常工作，其电机启动方式的合理选择尤为重要。

1 大型电动机的启动分析

根据生产过程的需求，正确选择电动机类型、功率、电压等级及其启动方式，对提高功效、节约能源、延长设备使用寿命和优化配电系统均有着重要的意义。

1.1 电动机启动的前提条件

依据我国通用用电设备的配电设计相关规范和要求，大型电动机在作业启动时，电压能够符合机械的启动转矩，并且在过程中出现的电压波不能影响其他设备正常运转。首先，对电机启动时的电压有明确要求，一般电动机启动时最好不要低于额定电压的85-90%范围。如果是频繁启动，则可以略高；如果是不频繁开启，则可以略低，但不得超过额定电压的规定范围。其次，配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷，同时在电动机不频繁启动的情况下，不应低于额定电压的80%。最后，当配电母线上未接其他用电设备时，可以按照保证电动机启动转矩的条件决定；对于低压电动机，尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压[2]。做到以上三点，基本可以保证大型电动机能够符合启动要求，安全启动机械设备投入工作。

1.2 电动机降压启动的必要性分析

在日常的工业生产作业流程中，一般交流电动机的配置简单、工作安全、检修维护方便、价格合理等特点就可以满足工作生产需求，实际应用的范围也较广。因为一般的交流电动机所采用的是直接启动，其方式简单、操作便捷，而且对生产方来讲又可以降低成本。唯一一个不合理的地方就在于，交流电动机的启动电流是额定电流的5倍以上，如此大的电流会产生较大的电压，而且会对供电装置和电机等部件造成很大的影响，破坏设备的功能，使得整体机械处在极其危险的运行状态下，随时都有可能发生故障。另外，会对启动转矩形成很大的负担，影响了电机的正常功用，造成大材小用的效果。

想要保证电动机的正常启动，则要使电动机的供电电源的变压器容量增加，相当于电动机的容量3-5倍。主要是针对大型电动机设备所提出的要求，因为小型设备基本很容易达到要求，直接启动即可。但对大容量的电动机来说就另当别论了，一是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件；二是其强大的启动电流会冲击电网和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网不利。所以，对大容量的电动机和不能直接启动的电动机应该采用降压启动[3]。这也正是采用降压启动方式的必要性。

2 大型电动机降压启动方式分析

2.1 采用自偶变压器降压启动的方法

电动机的启动电流与启动转矩有着一定的关联，简单来讲是呈现与其负相关的现象。在同样的启动电流作用下，采用自偶变压器进行降压，能够使其获得的启动转矩相对较大，从而使启动电流变小，降低压力。

2.2 采用转子串电阻启动的方法

电动机类似变压器，采用转子串电阻启动的方式是针对电动机的这个特性而产生的。绕线式三相异步电动机，转子绕组通过滑环与电阻相连。外部电阻就扮演了减小电流的角色，从而使电动机有效降压。

2.3 采用软启动的方法

软启动器为较新型电机控制部件，其主要原理是使串接于电源与被控电机间的调压器部件运用方法改动其触发角，进而调整输出电压的过程。在这期间，软启动器要求能够为晶闸管输出平稳电压，直至使其调整到一个相对稳定的状态。这样可以使电动机有效降压，形成较小电流，但也有其局限性，跟前两种方式比较，采用软启动的方式一般不能够带动大型的电动机，不堪重负。

在这过程中，还要对软启动器形成有效保护。当进线柜不能在电动机启动时进行有效防护时，启动器本身要能够起到对机体的保护作用，在其他情形下，进线柜能够对维持电动机正常运行起到基本的保护作用。如果在启动途中发生异常，则机体本身要发出警告，可使进线柜形成跳闸现象。

2.4 采用变频器的方法

变频器启动时首先要把三相或单项交流电变换为直流电，把直流电转换为三相或单相交流电[4]。变频器使得电动机形成相对适当的电流，小电流能够获得大的转矩，从而使启动较重的负荷。同时变频器的基本功能很多，虽然价格偏贵，但应用后效果良好却也值得生产单位采购，而且操作方便，技术性高，期待其未来成本降低，创新技术，将使其获得更广阔的应用空间。

3 结语

通过对实际工业成产过程的研究，对大型电动机降压启动方式的优缺点做以对比和分析，得出了相对优化的降压启动方式的应用，对更优化的生产提供了有力的理论依据，完善大型电动机的未来设计方向。随着科技手段的不断进步，生产升本的降低，大容量电动机等机械设备采用有效的降压启动方式，先进的智能化设施和部件将会推广到更广泛的应用领域，为我国相关行业的发展做出更大的贡献，科技带动生产的有效方式定能有广阔的发展空间。

[1]宋书中.基于MCS-98单片机控制的交流调压调速系统[J].洛阳工业高等专科学校学报,2010,9(08):112-113.

[2]孙云莲,陈允平,付立军.利用IGBT对间断负荷异步电动机进行PWM交流调压的研究[J].武汉水利电力大学学报,2010,1(02):101-102.

[3]袁运华,陈昌旺,刘会余,向农.基于80C、196CK的微机电动机软件启动及保护装置的研制[J].中国农村水利水电,2010,10(05):232-233.

[4]贾国荣,张方.电子式软启动下感应电机的启动过程[J].电力系统及其自动化学报,2011,5(06):178-179.