鼠笼型三相异步电动机的几种传统起动方式和软启动器起动方式及其优缺点

鼠笼型三相异步电动机的几种传统起动方式和软启动器起动方式及其优缺点，同时介绍了软启动器在鲁布革电厂的渗漏水排水泵运用的情况。

====================================================================== 鼠笼型异步电动机是现代工农业生产中被广泛采用的一种动力机械。作为拖动生产机械的电动机，对其起动眭能的主要要求是：①具有足够大的起动转矩；②具有较小的起动电流；③起动设备结构简单，操作方便；④起动过程中能量损耗越小越好。

1 电机起动的传统方式

鼠笼型电动机直接全压起动时的大电流在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力，会破坏绕组绝缘和造成鼠笼条断裂，引起电机故障；大电流还会产生大量的热，损伤绕组绝缘，减少电机寿命。可采用增大配电容量或限制电机起动电流的方法来解决上述问题。如果仅仅为起动电机而增大配电容量，这样并不经济。因此，通常配备限制电机起动电流的起动设备。常用的方法有：

1）定子串接电抗器或电阻起动。定子串电抗器起动，降低了起动电流，但也降低了起动电压，使得起动转矩降低得更多。因此，定子串电抗器降压起动只适用于电动机的轻载起动。

2）丫一△降压起动。丫一△降压起动也是适用于电动机的轻载起动，而且限于正常运行为△接法的电动机。鲁布革电厂低压空气压缩机电机就是采用此种方式。

3）自耦变压器降压起动。采用自耦变压器降压起动时，与直接起动相比较，起动电压降低得很多（为额定电压的1／4—1／7），而起动转矩降低得更多；且自耦变压器不允许频繁起动，因而限制了它的广泛使用。

4）延边三角形降压起动。延边三角形起动的电动机制成后，抽头不能随意变动，从而限制了延边三角形起动方法的应用。

这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。

2 软启动器起动

2．1 软启动器工作原理

软起动器是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的电机控制装置。它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电流，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数，如限流值、起动时间等。此外，它还具有对电机的保护功能，这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。

软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。

使用软启动器起动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转速时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转速逐渐下降到零，避免了自由停车引起的转矩冲击。

2．2 软启动器的起动方式

2．2．1 限流起动

在起动过程中，限制其起动电流不超过某一设定值（Im），然后保持输出电流，I<Im 的条件下逐渐升高电压，直到额定电压；使电机转速逐渐升高，直到额定转速。

2．2．2 斜坡电压起动

在起动过程中，电机的输出力矩随电压增加，在起动时提供一个初始的起动电压Us，这时输出电压从Us开始按一定的斜率上升（斜率可调），电机不断加速。当输出电压达到达速电压Ur时，电机也基本达到额定转速。当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。

2．2．3 转矩控制起动

转矩控制起动用在重载起动，它是将电动机的起动转矩由小到大线性上升。它的优点是起动平滑，柔性好，对拖动系统有更好的保护，它的目的是保护拖动系统，延长拖动系统的使用寿命。

2．2．4 转矩加突跳控制起动

在起动开始阶段，让晶闸管在极短的时间内全导通后回落，再按原设定的值线性上升，进入恒流起动。转矩加突跳控制起动与转矩控制起动相仿也是用在重载起动，不同的是在起动的瞬间用突跳转矩克服电机静转矩，然后转矩平滑上升，缩短起动时间。

2．2．5 电压控制起动

电压控制起动是用在轻载起动的场合，在保证起动压降下发挥电动机的最大起动转矩，尽可能的缩短起动时间，是最优的轻载软起动方式。

====================================================================== 对水泵类负荷来说，电动机全压起动时，水流会在很短的时间内达到全速，在遇到管路拐弯时，高速的水流冲击到管壁上，产生很大的冲击力，形成水锤效应，会破坏管道。如果水泵前面的管路比较长，当水泵电机突然停止时，高速的水流会冲击到水泵的叶轮上，产生很大的冲击力，会使叶轮变形或损坏。

软启动器还提供以下保护功能：电机过载保护，转子堵转保护，电机欠载保护，三相失衡保护，大电流保护，逆相保护，电机温度保护。

软启动器在鲁厂运行两年多，可靠性高，性能完善，能满足生产要求。主要体现在以下几点：①使用软启动器后，启动电流明显降低，减少配电容量与增容投资。②软启动器实现平稳启动，对水泵及管道无冲击，提高供电可靠性和排水可靠性。③采用软停车方式减少对机械的冲击，防止水锤效应，延长水泵及其相关设备的使用寿命。④多种启动模式及保护功能融于一体，防止事故的产生。⑤起动时间稍长。

由于软启动器保护功能动作时，必需到现场检查设备故障原因，才能现场复归信号；否则软启动器不会实现再次启动。这给实现远方控制的鲁厂带来了一些不便，但是从保护设备来说，现场复归信号是必要的。