電機(jī)的五種啟動方式比較

電機(jī)節(jié)能：電動機(jī)在啟動的時候有很多種方式，包括直接啟動，自耦減壓啟動，Y-Δ 降壓啟動，軟啟動器啟動，變頻器啟動等等方式。

一、概述

電動機(jī)在啟動的時候有很多種方式，包括直接啟動，自耦減壓啟動，Y-Δ 降壓啟動，軟啟動器啟動，變頻器啟動等等方式。

 

1、全壓直接啟動

在電網(wǎng)容量和負(fù)載兩方面都允許全壓直接啟動的情況下，可以考慮采用全壓直接啟動。優(yōu)點是操縱控制方便，維護(hù)簡單，而且比較經(jīng)濟(jì)。主要用于小功率電動機(jī)的啟動，從節(jié)約電能的角度考慮，大于11kW 的電動機(jī)不宜用此方法。

2、自耦減壓啟動

利用自耦變壓器的多抽頭減壓，既能適應(yīng)不同負(fù)載啟動的需要，又能得到更大的啟動轉(zhuǎn)矩，是一種經(jīng)常被用來啟動較大容量電動機(jī)的減壓啟動方式。它的最大優(yōu)點是啟動轉(zhuǎn)矩較大，當(dāng)其繞組抽頭在80%處時，啟動轉(zhuǎn)矩可達(dá)直接啟動時的64%。并且可以通過抽頭調(diào)節(jié)啟動轉(zhuǎn)矩。至今仍被廣泛應(yīng)用。

3、Y-Δ啟動

對于正常運行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動機(jī)來說，如果在啟動時將定子繞組接成星形，待啟動完畢后再接成三角形，就可以降低啟動電流，減輕它對電網(wǎng)的沖擊。這樣的啟動方式稱為星三角減壓啟動，或簡稱為星三角啟動(Y-Δ 啟動)。采用星三角啟動時，啟動電流只是原來按三角形接法直接啟動時的1/3。如果直接啟動時的啟動電流以6～7Ie 計，則在星三角啟動時，啟動電流才2～2.3 倍。這就是說采用星三角啟動時，啟動轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接啟動時的1/3。適用于無載或者輕載啟動的場合。并且同任何別的減壓啟動器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡單，價格也最便宜。除此之外，星三角啟動方式還有一個優(yōu)點，即當(dāng)負(fù)載較輕時，可以讓電動機(jī)在星形接法下運行。此時，額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配，這樣能使電動機(jī)的效率有所提高，并因之節(jié)約了電力消耗。

4、軟啟動器

這是利用了可控硅的移相調(diào)壓原理來實現(xiàn)電動機(jī)的調(diào)壓啟動，主要用于電動機(jī)的啟動控制，啟動效果好但成本較高。因使用了可控硅元件，可控硅工作時諧波干擾較大，對電網(wǎng)有一定的影響。

另外，電網(wǎng)的波動也會影響可控硅元件的導(dǎo)通，特別是同一電網(wǎng)中有多臺可控硅設(shè)備時。因此可控硅元件的故障率較高，因為涉及到電力電子技術(shù)，因此對維護(hù)技術(shù)人員的要求也較高。

5、變頻器

變頻器是現(xiàn)代電動機(jī)控制領(lǐng)域技術(shù)含量最高，控制功能最全、控制效果最好的電機(jī)控制裝置，它通過改變電網(wǎng)的頻率來調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。因為涉及到電力電子技術(shù)，微機(jī)技術(shù)，因此成本高，對維護(hù)技術(shù)人員的要求也高，因此主要用在需要調(diào)速并且對速度控制要求高的領(lǐng)域。

二、減壓啟動、軟啟動、變頻啟動的優(yōu)缺點對比

1、減壓啟動，常見的是星-三角啟動，缺點是啟動力矩小，僅適用于無載或輕載啟動。優(yōu)點是價格便宜。

2、軟啟動，可以設(shè)置啟動時間和啟動初始力矩對設(shè)備實現(xiàn)軟啟動與軟停止，并能限制啟動電流，價格適中。

3、變頻啟動，能根據(jù)設(shè)定時間平滑啟動，并讓設(shè)備運行在設(shè)定頻率，價格較高。

三、減壓啟動、軟啟動、變頻啟動性能原理對比

1、軟啟動器是晶閘管交流調(diào)壓技術(shù)與功率因數(shù)控制技術(shù)的結(jié)合，是通過晶閘管調(diào)壓實現(xiàn)電機(jī)軟啟動、軟停車，不具備調(diào)速功能。

2、變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電機(jī)控制(調(diào)速)裝置。通過變頻控制電機(jī)運行(電壓也隨頻率變化，如v/f恒定)，是真正的高效調(diào)速方式，效率很高。變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)真正的軟啟動、軟停止和高效調(diào)速。

3、減壓啟動一般常見的方式是自耦減壓起動和Y-Δ 起動兩種，自耦減壓起動它的最大優(yōu)點是啟動轉(zhuǎn)矩較大，當(dāng)其繞組抽頭在80%處時，起動轉(zhuǎn)矩可達(dá)直接啟動時的64%。并且可以通過抽頭調(diào)節(jié)啟動轉(zhuǎn)矩。至今仍被廣泛應(yīng)用。

4、Y-Δ適用于無載或者輕載啟動的場合。并且同任何別的減壓啟動器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡單，價格也最便宜。除此之外，星三角啟動方式還有一個優(yōu)點，即當(dāng)負(fù)載較輕時，可以讓電動機(jī)在星形接法下運行。此時，額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配，這樣能使電動機(jī)的效率有所提高，并因之節(jié)約了電力消耗。

四、減壓啟動、軟啟動、變頻啟動綜合分析

1、價格問題

自然是變頻器最貴，Y-Δ、自耦減壓啟動相對便宜。對于投入較小的項目，經(jīng)濟(jì)性就會成為首選。

2、可控問題

Y-Δ、自耦減壓啟動簡單，但僅僅只是啟動。但在自動化程度高的場合，估計就會使用得較少，甚至軟啟也少。而通過變頻器調(diào)控電機(jī)，包括轉(zhuǎn)速、電壓等就遠(yuǎn)不是減壓啟動、軟啟動所能比擬的。所以變頻器在大型或自動化程度高的生產(chǎn)線就是首選了。

3、組網(wǎng)通訊

變頻器本身可以通過自身集成的或擴(kuò)展的通訊口實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。軟啟還能做一些監(jiān)控，但要實現(xiàn)電機(jī)的實時監(jiān)控，也是減壓啟動、軟啟動所不能比擬的。

4、維護(hù)方面

由于Y-Δ、自耦減壓啟動本身就比較簡單，自然維護(hù)起來也最簡單。我其實很反對使用軟啟，如果不選擇變頻器，肯定會直接選擇Y-Δ或自耦減壓啟動。變頻器能完成實現(xiàn)電機(jī)的軟啟軟停，所以在相對負(fù)載較大的場合，Y-Δ、自耦減壓啟動或軟啟動都比不上變頻器。

五、補(bǔ)充知識對比

1.軟啟動器和變頻器

變頻器和軟啟動設(shè)備都屬于降壓啟動范疇，變頻器雖然降頻后大部分會降壓，但是，恒轉(zhuǎn)矩是全壓。軟啟動是通過改變晶閘管的導(dǎo)通角來達(dá)到由電壓0到全電壓的啟動過程。變頻器是全程控制，而且可以由儀表信號來控制任何時段的電機(jī)轉(zhuǎn)速，軟啟動器只能在電機(jī)啟動和停止時起到降壓的目的。

2.電機(jī)啟動方式

電動機(jī)啟動常用方法：全壓直接啟動、自耦減壓啟動、Y-Δ啟動、軟啟動、變頻啟動等。在電網(wǎng)和負(fù)載兩方面都允許的情況下，電動機(jī)以直接啟動為宜，因為操縱控制方便，而且比較經(jīng)濟(jì)。自耦減壓啟動經(jīng)常被用來啟動較大容量鼠籠式異步電動機(jī)，雖然自耦減壓啟動是一種老式的起動設(shè)備，但利用自耦變壓器的多抽頭減壓，既能適應(yīng)多種負(fù)載起動的需要，又能得到更大的啟動轉(zhuǎn)矩，加之還因裝設(shè)有熱繼電器和低電壓脫扣器而具有完善的過載和失壓保護(hù)而被廣泛應(yīng)用。星三角啟動方式電流特性很好，而轉(zhuǎn)矩特性差，故只適應(yīng)于無載或輕載啟動的場合，但這種方式結(jié)構(gòu)最簡單，價格最便宜，在輕載運行中可以節(jié)約電力消耗。以上這些啟動方式都屬于有級減壓啟動，存在明顯缺點，即啟動過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。

3.軟啟動與傳統(tǒng)減壓啟動方式對比

①無沖擊電流

軟啟動器在啟動電機(jī)時，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)啟動電流從零線性上升至設(shè)定值。對電機(jī)無沖擊，提高了供電可靠性，平穩(wěn)啟動，減少對負(fù)載機(jī)械的沖擊轉(zhuǎn)矩，延長機(jī)器使用壽命。

②有軟停車功能

即平滑減速，逐漸停機(jī)，它可以克服瞬間斷電停機(jī)的弊病，減輕對重載機(jī)械的沖擊，避免高程供水系統(tǒng)的水錘效應(yīng)，減少設(shè)備損壞。

③啟動參數(shù)可調(diào)根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的啟動電流。

軟啟動器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品，變頻器是用于需要調(diào)速的 地方，其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率;軟啟動器實際上是個調(diào)壓器，用于電機(jī)啟動時，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。

變頻器具備所有軟啟動器功能，但它的價格比軟啟動器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。

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