三相电机的启动.docx

三相鼠笼式交流异步电动机启动及保护措施
三相鼠笼式交流异步电动机因其结构简单，性能稳定及无需维护等特点，在各个行业中得到了广泛的应
用，但由于其在起动过程中会产生过大的起动电流，会对电网和其他用电设备造成冲击，受电网容量限
制和保护其他用电设备正常工作的需要，要在电机起动过程中采取必要的措施。总的来说，在不需要调
速的场合，考虑经济的因素，异步电动机的起动可以有两种方法：直接起动和降压起动。
1 直接起动
直接起动也就是全压起动，起动方法简单，但交流异步电动机的起动电流特别大，可达到额定电流的4~7
倍，对于国产电动机的实际测量，某些笼形异步电动机甚至可达到8~12倍。过大的起动电流会造成电动
机发热，影响电动机寿命；电动机绕组（特别是端部）在电动力作用下，会发生变形造成短路而烧坏电
动机；过大电流会使线路压降增大，造成电网电压下降而影响到同一电网的其他用电设备的工作。所以
，一般情况下规定，异步电动机的功率低于7.5KW时允许直接起动，如果功率大于7.5KW，在条件不允许
的情况下，就需要采用其他方法进行起动。
2 降压起动
（1）电阻降压起动
简介：电阻降压起动就是通常所说的定子串电阻起动。在定子电路串联电阻，起动时电流会在电阻上产
生压降，降低了电动机定子绕组上的电压，起动电流也从而得到减小。起动时，Q1闭合，Q2断开，起动
完成后，闭合Q2。
优点：起动平稳，运行可靠，结构简单，如果采用电阻降压起动，在起动阶段功率因数较高。
缺点：由于起动转矩和定子电压的平方成正比，所以起动时电压降低将造成起动转矩减小，适用于轻载
和不频繁起动的场合；起动时电能损耗大，起动成本高。
（2）自耦降压起动
简介：自耦降压起动利用自耦变压器降低加到电动机定子绕组的电压，以减小起动电流。自耦降压起动
的起动电流参照式（1-5），起动电压参照式（1-6），起动转矩参照式（1-7）。
I1=(w2/w1)2 （1-5）
Ux=(w2/w1) U1 （1-6）
T=(w2/w1)2 Tst （1-7）
为满足不同负载要求，自耦变压器的二次绕组一般有三个抽头分别为电源电压的40%、60%、80%（55%、
64%、73%）。
优点：三个电压抽头适合不同负载起动时选择；可以适用于较大容量电动机；
缺点：体积大，质量大，价格高，需要维护检修。
（3）星----三角起动
简介：星—三角起动要求电机每个绕组有两个出线端，共6个出线端。起动时接成星形，起动完成后必须
为三角形。起动时连接成星形的定子绕组电压与电流只有三角形连接时的1/1.732。连接成星形起动时的
线电流只有连接成三角形直接起动线电流的1/3；起动转矩和电压平方成正比，因此也是直接起动转矩的
1/3。
优点：体积小，重量轻，运行可靠，检修方便。
缺点：只适用于正常运行时接成三角形的电动机；只适用于轻载或空载起动；起动电压是定值，不能根
据负载调整。
（4）延边三角形起动
简介：起动时将1、2、3三个出线端接电源；4、5、6分别与8、9、7相连，就构成了延边三角形连接法。
此时相电压有所降低，起动电流也随之下降，相电压是随着电动机绕组不同的抽头比例而变化的。根据
实测，当抽头比例为1：1时，电动机堵转状态下测得的相电压为264V左右。采用不同的抽头比例，就可
以获得不同的起动转矩。优点：体积小，质量小，允许经常起动，适用于重载起动。
缺点：接线复杂。
（5）串饱和电抗器起动
简介：饱和电抗器是带有直流励磁绕组的交流电抗器。改变直流励磁电流就可控制铁心的饱和程度，从
而改变交流电抗值。铁心饱和时交流电抗很小，因而电动机所得电压高；铁心不饱和，交流电抗大，因
而定子电压降低，实现降压起动。设备庞大笨重。
（6）晶闸管交流调压器起动（交流软起动器起动）
 XPD软起动器的性能特点：
（1）限制线路电压降，降低电流峰值；采用不同的起动方式，软起动可以避免起动时的电流冲击，不会
造成大的电压降落。如果对于电源容量不够的场合，直接起动会造成线路上大的电压降落和损耗。可以
保证电网电压的稳定，提高供电设备的使用寿命，减小对负载的冲击。
（2）根据负载不同可以灵活选择多种起动和停止方式。
（3）晶闸管是一个无触点开关，对于接旁路接触器的软起动，其使用寿命长，且免维修。
（4）单个软起动可带多台负载，从而比较经济实用，这是其他降压起动方式不能实现的。
（5）可以实现运行中设备的监控保护和快速故障检测，实现软停车，泵停车，制动停车以及准确停车功能。
（6）采用微处理器控制，性能可靠，易于实现网络化和智能化。
（7）接线简单，维护方便，体积小。
B、起动方式、运行方式、停车方式介绍：
（1）XPD起动方式：
电压斜坡：从初始电压开始以线性斜坡的方式增加电动机上的电压，直到额定电压。
限流起动：使电动机在起动时的电流最大不超过预先设定的电流值。
脉冲突跳起动：如皮带传送机、挤压机和搅拌机等的静阻力矩比较大，通过脉冲突跳可以施加一个短时
的大起动力矩，以克服大的静摩擦力。
斜坡+限流起动：电压斜坡起动和限流起动的两种组合。
（2）运行方式：
接旁路接触器运行：XPD软起动器起动完成后用旁路接触器代替工作，以降低晶闸管的热损耗，提高系统
的工作效率。
轻载节能运行：电动机负荷较轻时，软起动器自动降低施加与电机定子上的电压，可以减小电动机的铜
损和铁损，节约能量。
（3）停车方式：
软停车：晶闸管接收到停机信号后，由导通角控制电机侧电压由全压经过一定时间减小，从而实现软停
车的目的。适用于皮带机、升降机等。
快速停车：停车后，向电动机输入直流电源，使电动机工作于能耗制动状态，适用于快速停车的场合。
而且不需要其他附加接触器和电源设备。
准确停车：包括了从全速到慢速再到制动定位的过程。适用于球蘑机的加料定位。
泵停车：为了避免水泵的“水锤效应”，电动机的速度必须平滑下降，通过控制软起动导通角来控制电
压，使其能够满足泵停车时的曲线，达到最佳停车效果。
3 小结
随着电力电子技术和微处理器技术的不断发展，XPD软起动器从生产工艺、使用性能都得到了很大提高，
成本不断降低，逐渐取代了传统的自耦式、星/三角等降压起动方式。比较各种起动方法，在目前对于系
统的可靠性、智能化、网络化等的要求不断提高，采用交流软起动器作为电机的起动设备，不失为一种
既可靠又经济实用的方式。

※履带式起重机技术参数※
履带式起重机由行走装置、回转机构、机身及起重臂等部分组成。履带式起重机，是一种高层建筑施工
用的自行式起重机。
履带接地面积大，通过性好，适应性强，可带载行走，适用于建筑工地的吊装作业。可进行挖土、夯土
、打桩等多种作业。但因行走速度缓慢，转移工地需要其他车辆搬运。履带式起重机主要技术性能参数
包括三个：起重量Ｑ、起重半径Ｒ、起重高度Ｈ。行走机构为链式履带，以减少对地面的压力。回转机
构为装在底盘上的转盘，使机身可回转360°，机身内部有动力装置、卷扬机及操纵系统。

起重臂为用角钢组成的格构式杆件，下端铰接在机身的前面，随机身回转。起重机可分节接长设有两套
滑轮组（起重滑轮组及变幅滑轮组），其钢丝绳通过起重臂顶端连到机身内的卷扬机上。若变换起重臂
端的工作装置，将构成单斗挖土机。

履带式起重机的特点是操纵灵活，本身能回转360°，在平坦坚实的地面上能负荷行驶。由于履带的作用
，可在松软、泥泞的地面上作业，且可以在崎岖不平的场地行驶。目前，在装配式结构施工中，特别是
单层工业厂房结构安装中，履带式起重机的缺点是稳定性差，不应超负荷吊装，行驶速度慢且履带易损
坏路面，应而，转移时多用平板拖车装运。起重机在正常条件下工作，一般可以保持机身的稳定，但在
超负荷吊装或由于施工需要接长起重臂时，需进行稳定性验算，以保证在吊装作业中不发生倾覆事故。
因为履带行走装置容易损坏，所以须经常加油检查，清除污秽。因起重机在负载时对地面的单位压力较
大，一般应在较坚实的和较平整的地面上工作。必要时，铺设石料、枕木、钢板或特制的钢木路基箱等
，提高地面承载能力。
履带式起重机作业时的臂杆仰角，一般不超过78°，臂杆的仰角过大，易造成起重机后倾或发生将构件
拉斜的现象。起重机作业后要将臂杆降至40°～60°之间，并转至顺风方向，以减少臂杆的迎风面积，
防止遇大风将臂杆吹向后仰，发生翻车和折杆事故。
为了保证在操作时的安全作业，起重机设有安全装置，一般情况下有以下几种安全装置：
 （1）起重量指示器（角度盘，也叫重量限位器）
装在臂杆根部接近驾驶位置的角度指示，它随着臂杆仰角而变化，反映出臂杆对地面的夹角，知道了臂
杆不同位置的仰角，根据起重机的性能表和性能曲线，就可知在某仰角时的幅度值、起重量、起升高度
等各项参考数值。
（2）过卷扬限制器（也称超高限位器）
装在臂杆端部滑轮组上限制钩头起升高度，防止发生过卷扬事故的安全装置。它保证吊钩起升到极限位
置时，能自动发出报警信号或切断动力源停止起升，以防过卷。
（3）力矩限制器
力矩限制器是当荷载力矩达到额定起重力矩时就自动切断起升或变幅动力源，并发出禁止性报警信号的
安全装置，是防止超载造成起重机失稳的限制器。
（4）防臂杆后仰装置和防背杆支架
防臂杆后仰装置和防背杆支架，是当臂杆起升到最大额定仰角时，不再提升的安全装置，它防止臂杆仰
角过大时造成后倾。

三相异步电机降压起动方式选择比较:
（1）实行降压器动的目的是为了减小线路的浪涌，保障变压器正常供电。电机直接启动它的启动电流是额定电流的7倍。
（2）星-三角降压起动：启动电流是额定电流的2.3倍。但星三角启动的力距较小，只能轻负载的电机可以启动。一般叫重负启动荷设备不能用。星三角启动造价轻、体积小、操作方便。
（3）自耦变压器降压起动：自耦变压启动由于它可以按要求调整启动电流，所以它的启动力距比较大，适合重负载启动，或大型机械设备。它的体积大、造价也大、操作麻烦。
（4）软起动：软启动是，由变频器无级变速启动，一般用于须要调速的设备上，而单一为启动电机的基本不用。造价最大、使用方便、运行平稳。
(5)无刷无环起动器是一种克服了绕线式异步电动机装有滑环、碳刷和复杂的起动装置等缺点，而保留了绕线电机起动电流小，起动转矩大等优点的起动设备。凡原来采用电阻起动器、电抗器、频敏变阻器、液体变阻起动器、软起动器起动的 JR、JZR、YR、YZR 三相绕线转子交流异步电动机 (变速、装有进相机的除外）均可选用“无刷无环起动器”来更新换代。
产品优点
无刷无环起动器把传统的、繁琐的、多触点元件组成的起动装置去掉，采用无刷无环运行，操作简单，安装拆卸方便，可大大减少维修费用，其优点是：去掉滑环、碳刷、刷盒、刷盒支架、短路环及二次回路系统中的频敏变阻器、交流接触器、时间继电器等元件，并可保持电机原有的运行特性。
性能特点
无刷无环起动器的工作原理是利用电动机在起动过程中，转子电流频率 fz 随转子转速升高而降低的关系 fz=f1×S，当转子转速由 0 上升到额定转速 Ne 时，转子电流频率则从 50Hz 平滑地降至1~3Hz。起动器阻抗 Zp=rp+jxp,其中铁损 rp的大小与频率的平方成正比，随着 fz 的降低，rp也随之下降，电抗 Xp=ωLP，同理，Xp 也减少。当起动结束后，sf1 很小，Zp 则降到很小甚至近似于零，因此电动机在起动时，既能限制起动电流，也能提高功率因数和增大起动转矩，是一种理想的起动装置。

Tags：三相异步电机,电机,软起动器, 无刷无环起动器