刘常武

关键词：鼠笼式低压电动机;起动方式;直接起动;降压起动;软起动;变频器

三相鼠笼式电动机是电气工作人员最熟悉的电动设备之一，其以结构简单、运行可靠、维修方便、价格低廉且坚固耐用等优点，在生产、生活中得到广泛地应用，但由于这类电动机起动电流大，对电网的影响和生产机械的冲击力都很大，因而根据生产、生活需求正确选择电动机的起动方式，对提高效率、节约能源、延长设备使用寿命等有着重要的意义。下面就常用的几种起动方式进行简要分析。

三相鼠笼式电动机常用的起动方式有直接起动和降压起动，其中降压起动常用的有自耦减压起动，Y-△起动，软起动器起动，变频器起动等。

一、直接起动

将鼠笼式电动机的定子绕组直接接入额定电压起动，因此也叫全压起动。

电动机直接起动时起动时间段，起动电流很大，一般为额定电流的4-7倍，，起动转矩大约为额定转矩的1.4-2.2倍。

优点：它具有起动方式简单，所需设备少，成本低、易维护等优点，规范也规定优先选用此种起动方式。只要电动机绕组及其拖动的设备能够承受全压起动的冲击力矩，起动引起的压降不超过允许值，就可选用直接起动方式，尤其是消防泵等应急设备。

但鼠笼式电动机全压起动也有很多缺点，大的起动电流和起动转矩对电动机绕组及其拖动的设备造成电气和机械冲击，影响设备寿命;过大的起动电流会引起配电系统电压下降，影响共网的其他用电设备的正常工作。可以直接起动：容量在7.5 kW以下的鼠笼式电动机;当电机起动瞬间造成的电压降不大于正常电压的10%（不经常起动时不大于15%）时;有专用变压器供电，电动机容量小于变压器容量的20%时允许直接起动。

二、降压起动

降压起动是指利用起动设备或线路，降低加在电动机定子绕组上的电压来起动电动机。

1、自耦变压器降压起动

利用三相自耦变压器改变供电电压的起动方法，起动时自耦变压器原边接供电电源，降低的副边电压接电动机定子绕组，待电动机起动后，在转速基本稳定时切除自耦变压器，定子绕组加上额定电压正常运行。

自耦变压器副边绕组有多个抽头（例如40%Ue、60%Ue和80%Ue档位），能输出多种电源电压，起动时能产生多种转矩，可通过选择变压器抽头改变起动电压。如果电动机容量小，负载轻，可选用较低电压抽头起动;如果负载大，可选用较高电压抽头起动。

自耦变压器降压起动与直接起动相比，电动机端子起动电压为额定电压的K倍，电动机端子起动电流为直接起动电流的K倍，起动转矩为直接起动转矩的K2倍，供电线路提供的起动电流降为直接起动电流的K2倍，（K为抽头档位，K

优点：这种起动方式能显著降低电动机和供电线路的起动电流，起动转矩相对较大，且没有谐波污染，降压比例可调，Y形或△形联结的电动机都适用。

缺点：相对于装置体积大，消耗较多的有色金属，投资较大，维修费用高;为防止自耦变压器绕组内起动电流太大发热损坏变压器绝缘，不允许频繁起动，若一次起动不成功，第二次起动应间隔4分钟以上，若在60S内连续两次起动后，应停电4小时才能再次运行。

2、Y-△降压起动

对于正常运行时定子绕组接线为三角形接法的鼠笼式异步电动机，在起动时将定子绕组接成星形，起动完毕后再切换成三角形接法运行，这种星三角减压起动方式，简称为Y-△起动。

采用Y-△降压起动与直接三角形起动相比，电动机起动电流和起动转矩均为直接起动时的1/3倍。

优点：同其他减压起动器相比较，Y-△起动结构简单，价格便宜，维修方便，可以频繁起动。

缺点：由于起动电压低，起动转矩小，不能用于重载起动;只能适用于正常运行时定子绕组接线为三角形接法的鼠笼式异步电动机;如果控制柜与电机距离较远，需要连接电机的电缆用量就较多，也会造成投资的增加，所以这种起动方式，应把控制柜放在距离电机较近的场所。

3、软起动器起动

软起动器是晶闸管交流调压技术与功率因数控制技术的结合，它是通过改变晶闸管的导通角，来改变电动机起动电压由零升到额定电压、起动电流从零线性上升至设定值、使电机转矩匀速增加的过程，当起动完成后，软起动器输出达到额定电压，电动机切人电网运行。

软起动器实际上相当于一个调压器，起动过程中，起动器输出电压无级平滑起动，按指定要求上升。这种起动方式可根据负载情况及电网继电保护特性，选择软起动装置起动参数，自由无级调整最佳的起动电流。

优点：与传统电机起动方式相比，电机的“柔性”起动，减缓起动时造成的机械冲击，延长机器使用寿命;降低电气冲击，减少配电系统波动;参数可调，保证起动性能最优化，为负载和电机提供完善的保护。它主要适用于精密生产设备及不允许有冲击的设施

缺点：但因软起动装置使用了可控硅元件，可控硅工作时谐波干扰较大，对电网有一定的谐波污染;同时电网的波动也会影响可控硅元件的导通，同一电网中有多台可控硅设备时。可控硅元件的故障率较高，涉及到电力电子技术，因此对维护人员的技术水平要求也较高。软起动器价格相对Y-A起动装置较高，但随着软起动技术的成熟，综合成本也已逐步降低，甚至已低于自耦变压器起动装置。

4、变频器起动

变频器起动是采用变频技术与微电子技术，利用半导体器件的通断作用改变交流电动机工作电压的频率，从而平滑控制交流电动机速度及转矩的起动方式。变频器是一种通过改变电动机定子绕组的供电频率来改变电动机速率的控制调速装置。

变频器的任务是把电压和频率恒定的电网电源变成电压和频率可调的变频电源供给电机，并维持适当的电流和转矩。变频器起动时起动电流为额定电流的1.2-1.5倍，起动转矩为70%～150%额定转矩;不同于前几种降压起动方式，变频器起动和运行过程中一直处于工作状态。

优点：采用变频器起动，能充分降低起动电流，增加电机的寿命，减少电网电压波动;通过速度反馈，加速度过程可控;易实现电机的正反转切换;起动转矩大，功率因数高;具有完善的过流、过压、过载保护等等。变频器起动适用于需要调节速度或控制速度、起动转矩大的电动机的起动，比如风机、水泵类（消防泵应急除外）。

缺点：因变频器运行时在电源侧产生谐波电流，使电压、电流波形畸变，影响电能质量，干扰电子设备的正常工作;相对以上各种起动方式，变频器价格最高;涉及到电力电子技术，微机技术，对维护技术人员有较高的要求。

结束语

上面分析了几种鼠笼式低压电动机起动方式，对于小容量及消防应急类电动机无调速要求时，优先采用直接起动方式。在各降压起动的控制方式中，Y-△起动、自藕减压起动因其成本低，在技術维护方面较容易，目前在实际运用中还占有不少的比重。软起动器是为了填补传统降压起动和变频器在功能实用性和价格之间的鸿沟而研发的产品，随着变频器成本的逐渐下降，软起动器的市场空间将越来越小，在电机运行负载功率在80%以上时，软起动器依然是最好、最实用、最省钱的选择。随着工业自动化程度的不断提高，变频器已在各个领域都得到空前的发展和应用。

作为电气人员，要综合考虑前期投资成本和后期运维成本，与运行经济效益相结合，经过经济技术比较来选择合理的起动方式。