2.3 三相異步電動機的起動控制

異步電動機有直接起動和減壓起動兩種起動方式。

1.直接起動控制電路

對于控制要求不高的簡單機械，如小型臺鉆、砂輪機、冷卻泵等都直接用開關起動，如圖2-15所示。對于中小型臥式車床主電機都采用接觸器直接起動線路，如圖2-4所示。

圖2-15 用開關直接起動線路

2.減壓起動控制電路

較大容量（大于10kW）的籠型異步電動機因起動電流較大，不允許用全壓直接起動，應采用減壓起動控制。有時為了減小起動時對機械設備的沖擊，即便是允許采用直接起動的電動機，也往往采用減壓起動。

減壓起動時，先降低加在電動機定子繞組上的電壓，待起動后再將電壓升高到額定值，使之在正常電壓下運行。由于電樞電流和電壓成正比，所以降低電壓可以減小起動電流，這樣不致在電路中產生過大的電壓降，減少對線路電壓的影響。

三相籠型異步電動機常用的減壓起動方法有：定子串電阻（或電抗器）減壓起動、星-三角（-△）減壓起動、自耦變壓器減壓起動及延邊三角形減壓起動。

（1）-△減壓起動控制電路

在正常運行時，電動機定子繞組連成三角形，起動時聯結成星形，起動即將完畢再恢復成三角形。這種減壓起動方法簡單、經濟，可用在操作較頻繁的場合，但其起動轉矩只有全壓起動時的1/3，適用于空載或輕載場合。

圖2-16是用于13kW以下電動機的起動電路。圖2-17是用于13kW以上電動機的起動電路。

下面分別對這兩種起動電路進行介紹。

圖2-16 13kW以下電動機的起動電路

圖2-17 用于13kW以上電動機的起動電路

圖2-16中，按下起動按鈕SB2，KM1、KT線圈同時通電吸合并自鎖，KM1主觸點閉合接入電源，電動機接為星形，減壓起動。當時間繼電器KT動作，KM1線圈斷電釋放，切斷電動機電源；KT上延時閉合的常開觸點閉合，使KM2線圈通電并自鎖，KM2的主觸點將電動機定子接為三角形，常閉觸點KM2斷開，使KT斷電，KM1線圈重新通電吸合，電動機三角形運行。

圖2-17中，按下SB2，KM1、KT、KM3線圈同時通電吸合自鎖，星形減壓起動，當KT動作，KM3線圈斷電釋放，KM2線圈通電吸合，電動機三角形聯結，進入正常運行。

使用-△減壓起動控制電路時應注意以下兩點：

1）起動時定子繞組聯結，正常運行時定子繞組△聯結。

2）為方便接線，定子繞組的抽頭排列順序已對調。

3）起動轉矩小，僅為額定值的1/3；轉矩特性差（起動轉矩下降為原來的1/3）。

（2）定子串電阻減壓起動控制電路

圖2-18是定子串電阻減壓起動控制電路。電動機起動時在三相定子電路中串接電阻可降低繞組電壓，起動后再將電阻短路掉，電動機即可在全壓下運行。這種起動方式由于不受電動機接線方式的限制，設備簡單，因而得到廣泛應用。機床中常用這種串接電阻的方法限制點動調整時的起動電流。

合上電源開關QS，接入三相電源，按下SB2，KM1、KT線圈得電吸合并自鎖，電動機串電阻R減壓起動，當電動機轉速接近額定值時，時間繼電器KT動作，其延時閉合的常開觸點閉合，KM2線圈得電并自鎖。KM2主觸點短接電阻R，KM2的常閉觸點斷開，使KM1、KT線圈斷電釋放，電動機經KM2主觸點在全壓下進入穩定正常運轉。

圖2-18 定子串電阻減壓起動控制電路

（3）自耦變壓器減壓起動控制電路

電動機自耦變壓器減壓起動是將自耦變壓器一次側接到電網上，起動時定子繞組接在自耦變壓器二次側上。這樣，起動時電動機獲得的電壓為自耦變壓器的二次電壓。待電動機轉速接近電動機額定轉速時，再將電動機定子繞組接在電網上，使電動機在額定電壓下正常運轉。這種減壓起動適用于較大容量電動機的空載和輕載起動。起動轉矩可以通過改變不同抽頭來獲得。自耦變壓器減壓起動控制電路如圖2-19所示。

圖2-19所示電路中，按下SB2，KM1、KT線圈同時得電并自鎖，KM1主觸點閉合，電動機定子繞組經自耦變壓器二次側供電開始減壓起動。當KT動作，使接觸器KM1線圈斷電，KM1主觸點斷開，將自耦變壓器從電網上切除；同時使接觸器KM2線圈得電，電動機直接接到電網上，全壓運行。

自耦變壓器減壓起動的特點是起動轉矩大（60%、80%抽頭），損耗低，但設備龐大成本高。起動過程中會出現二次涌流沖擊，適用于不頻繁起動、容量在30kW以下的設備中。

籠型異步電動機起動方法比較見表2-1。

圖2-19 自耦變壓器減壓起動控制電路

表2-1 籠型異步電動機起動方法比較

（4）三相繞線轉子異步電動機的起動控制

三相繞線轉子異步電動機調速、起動性能好，其轉子繞組可通過銅環經電刷與外電路電阻相接，以減小起動電流，提高轉子電路功率因數和起動轉矩，故適用于重載起動場合，如不可逆軋機、起重運輸機、高爐料車卷揚等。

按繞線轉子起動過程中串接裝置不同分串電阻起動和串頻敏變阻器起動電路，轉子串電阻起動又分為按時間原則和電流原則控制兩種。下面僅介紹按時間原則控制轉子串電阻起動電路。圖2-20為按時間原則控制轉子串電阻起動電路。

電路分析：按下SB2，KM1、KT1線圈得電，電動機轉子接入三段電阻起動；當KT1延時到，KM2得電，短接電阻R1，KT2得電；當KT2延時到，KM3得電，短接電阻R2，KT3得電；KT3延時到，KM4得電，短接電阻R3，電動機起動過程結束。

以上介紹了星-三角減壓起動、定子串電阻（或電抗器）減壓起動、自耦變壓器減壓起動，隨著電力電子技術、計算機技術的發展，已經生產出各種性能優越的軟起動器，能按要求平滑起動，徹底地解決了起動電流沖擊問題，不過價錢稍高。

圖2-20 按時間原則控制轉子串電阻起動電路