1.2.1 電動機的啟動方式

電動機的啟動方式可分為直接啟動、降壓啟動和軟啟動三種方式。

加油站1——電動機直接啟動方式

異步電動機直接啟動的主電路如圖1-4所示。圖中的主要元件有：三相鼠籠異步電動機M；熱繼電器的發熱元件FR；主接觸器KM；熔斷器FU；電源開關QS。電源由L1、L2和L3引入，將電源開關QS合上，三相交流電就到達接觸器KM主觸點的上方。當控制線路使接觸器的主觸點閉合時，三相交流電經過熱繼電器的發熱元件FR后到達三相交流異步電動機，使異步電動機通電啟動運行。若控制線路使接觸器的主觸點斷開，則異步電動機斷電，停止運轉。

直接啟動的優點是所需設備少、啟動方式簡單、成本低；缺點是啟動電流大，引起供電系統電壓波動。

電動機直接啟動的電流是正常運行的5倍左右，理論上來說，只要向電動機提供電源的線路和變壓器容量大于電動機容量的5倍以上的，都可以直接啟動。直接啟動適用于電動機容量在10kW以下，并且電動機容量小于供電變壓器容量的20%的場合。

直接啟動可以用膠蓋刀閘、鐵殼開關、空氣開關（斷路器）等實現電動機的近距離操作、點動控制，速度控制、正反轉控制等，也可以用限位開關、交流接觸器、時間繼電器等實現電動機的遠距離操作、點動控制、速度控制、正反轉控制、自動控制等。

對于大容量的電動機來說，一方面是提供電源的線路和變壓器容量很難滿足電動機直接啟動的條件；另一方面強大的啟動電流沖擊電網和電動機，影響電動機的使用壽命，對電網不利，所以大容量的電動機和不能直接啟動的電動機，都必須采用降壓啟動。

加油站2——電動機降壓啟動方式

電動機降壓啟動主要有降壓啟動、自耦變壓器降壓啟動和轉子串電阻啟動三種方式。

1降壓啟動

定子繞組為△連接的電動機，啟動時接成，速度接近額定轉速時轉為△運行。采用這種方式啟動時，每相定子繞組降低到電源電壓的58%，啟動電流為直接啟動時的33%，啟動轉矩為直接啟動時的33%。所以啟動電流小，啟動轉矩小。

降壓啟動的優點是不需要添置啟動設備，有啟動開關或交流接觸器等控制設備就可以實現；其缺點是只能用于△連接的電動機，大型異步電機不能重載啟動。

2）自耦變壓器降壓啟動

采用自耦變壓器降壓啟動，電動機的啟動電流及啟動轉矩與其端電壓的平方成比例降低，相同的啟動電流的情況下能獲得較大的啟動轉。例如，啟動電壓降至額定電壓的65%，其啟動電流為全壓啟動電流的42%，啟動轉矩為全壓啟動轉矩的42%。

自耦變壓器降壓啟動的優點是可以直接人工操作控制，也可以用交流接觸器自動控制，經久耐用，維護成本低，適合所有的空載、輕載啟動異步電動機使用，所以在生產實踐中得到廣泛應用。其缺點是人工操作要配置比較貴的自耦變壓器箱（自耦補償器箱），自動控制要配置自耦變壓器、交流接觸器等啟動設備和元件。

3）串電阻降壓啟動

繞線式三相異步電動機，轉子繞組通過滑環與電阻連接。外部串接電阻相當于轉子繞組的內阻增加了，減小了轉子繞組的感應電流。從某個角度講，電動機又像是一個變壓器，二次電流小，相當于變壓器一次繞組的電動機勵磁繞組電流就相應減小。根據電動機的特性，轉子串接電阻會降低電動機的轉速，提高轉動力矩，有更好的啟動性能。

在這種啟動方式中，由于電阻是常數，將啟動電阻分為幾級，在啟動過程中逐級切除，可以獲取較平滑的啟動過程。

轉子串電阻或頻敏變阻器雖然啟動性能好、可以重載啟動，但由于用適用于價格昂貴、結構復雜的繞線式三相異步電動機，所以只是在啟動控制、速度控制要求高的各種升降機、輸送機、行車等行業使用。

加油站3——電動機軟啟動方式

電動機軟啟動方式主要有軟啟動器啟動和變頻器啟動。

1）軟啟動器啟動

軟啟動器是集電機軟啟動、軟停車、輕載節能和多種保護功能于一體的新型電動機控制裝置。它的主要構成是串接于電源與被控電動機之間的三相反并聯晶閘管交流調壓器。運用不同的方法改變晶閘管的觸發角，就可以調節晶閘管調壓電路的輸出電壓。在整個啟動過程中，軟啟動器的輸出是一個平滑的升壓過程，直到晶閘管全導通，電動機在額定電壓下工作。

軟啟動器的優點是降低電壓啟動，啟動電流小，適合所有的空載、輕載異步電動機使用。其缺點是啟動轉矩小，不適用于重載啟動的大型電動機。

2）變頻器啟動

通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱為“變頻器”。該設備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（AC）。變頻器同時改變輸出頻率與電壓，使電動機運行曲線平行下移。因此變頻器可以使電動機以較小的啟動電流，獲得較大的啟動轉矩，即變頻器可以啟動重載負荷。

變頻器具有調壓、調頻、穩壓、調速等基本功能，價格貴但性能良好，內部結構復雜但使用簡單。變頻器可以改變初始輸出頻率，如從0Hz開始輸出頻率，逐漸提升至150Hz，從而使啟動電流減小，但是變頻電動機無法重載啟動。