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笼型交流电动机全压起动探讨作者：李元宏来源：《中小企业管理与科技·下旬》2011年第01期摘要：对于鼠笼型三相交流异步电动机，在哪些情况下宜选择全压起动方式，针对系统电源和负载性质进行了较深入的分析。
关键词：笼型交流电动机全压起动电压波动转矩承受力在笼型交流电动机的起动方式选择的问题上，工程上长期以来存在着一些分歧意见。
在我所接触的工程中，特别是一些系统外工程，经常遇到这种情况：有些地区或主管部门简单地规定多大容量的电动机应采用降压起动方式，多大容量的电动机允许采用全压起动方式，这是没有根据的。
因为全压起动的笼型电动机的容量，与其所在电源系统容量的比值、机械负载的要求及电机本身的结构有关，而不仅仅取决于电机的容量，不能简单的搞“一刀切”。
全压起动是最好的起动方式之一，它是将电动机的定子绕组直接接入额定电压起动，因此也称为直接起动。
全压起动具有起动力矩大、起动时间短、起动设备简单、操作方便、易于维护、投资省、设备故障率低等优点。
1 笼型交流电动机起动的基本要求按照《通用用电设备配电设计规范》GB50055-1993(以下简称《规范》GB50055)规定：电动机起动时，其端子电压应能保证所拖动的机械要求的启动转矩，且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他用电设备的工作。
为此，交流电动机起动时，各级配电母线上的电压应符合下列要求:1.1 在一般情况下，电动机频繁起动时，不宜低于额定电压的90%；电动机不频繁起动时，不宜低于额定电压的85%。
1.2 配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷，且电动机不频繁起动时，不应低于额定电压的80%。
1.3 配电母线上未接其他用电设备时，可按保证电动机起动转矩的条件决定；对于低压电动机，尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。
综上所述，笼型交流电动机起动时存在着两方面的影响：一是对所在电源系统各点电压波动的影响；二是对所拖动的机械设备的转矩承受力的影响。
笼型电动机启动方式探讨2007-5-4 20:08:00 来源：中国自动化网网友评论0条点击查看摘要：本文介绍了笼型电动机启动的基本要求，启动方式选择要点及启动方式选择误区。
关键词：笼型电动机；全压启动；降压启动在建筑电气设计中，有不少遇到超过30KW及以上的笼型电动机时就采用降压启动的情况，有些地区或者主管部门甚至还规定了多大的电动机应降压启动，其实这些是与现代电力工业的发展不相称的。
在不同时代和不同地点，同一城市的电源情况差别很大，从过去街道两旁常见的50KV A杆上变压器到现在小区的2X630KV A变电所，直至大厦中2X1600KV A变电所，变压器的容量相差好几十倍，已经有了数量级的跃变。
降压启动方式的选择仍以某一容量为参考显然是不妥当的（限于编幅，本文仅讨论1000V以下的低压笼型电动机）。
一、笼型电动机启动的基本要求按照《通用用电设备配电设计规范》GB50055-1993（以下简称《规范》GB50055）第2.3.1条，笼型电动机启动时，应符合规定：“电动机启动时，其端子电压应能保证机械要求的启动转矩，且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他用电设备的工作。
”电动机启动时对系统各点电压的影响，包括对电动机本身和对其他电气设备两个方面：1）应保证电动机启动时不妨碍其他电气设备的工作，理论上应校验其它用电设备端子电压，但在实践上极其繁琐且没有实际意义。
在工程设计中我们可以校验流过电动机启动电流的各级母线配电电压，只要各级母线配电电压符合相关规范要求即认为“不妨碍其他电气设备的工作”。
《规范》GB50055第2.3.2条第一款对配电母线上的电压有如下规定：“在一般情况下，电动机频繁启动时，不宜低于额定电压的90％；电动机不频繁启动时，不宜低于额定电压的85％”。
按《规范》GB50055条文解释，“一般情况”即母线接有照明或其它对电压较敏感的负荷；“频繁启动”是指每小时启动数十次以至数百次。
浅谈笼型感应电动机的启动方式摘要：阐述笼型感应电动机全压启动的优缺点，用简便计算及表方法列明全压启动时配电系统的压降，并对全压启动和各种降压启动的特点进行分析比较。
本文对一般工业企业中通用的风机、水泵的启动方式作了简要分析。
关健词：笼型感应电动机;启动方式;全压启动;降压启动一般工业企业中，许多动力设备采用笼型感应电动机拖动，选择恰当的启动方式，对电气系统投资、安全运行、维护保养、节能等有重要的意义。
笼型感应电动机的启动方式分为全压启动、降压启动、变频启动等，本文对各种启动方式的特点进行简要分析，以利选择。
一、全压启动1、全压启动的特点及技术要求全压启动是电机主要的启动方式之一，该方式是用额定电压直接启动电动机，因此也称为直接启动。
全压启动具有启动力矩大、启动时间短、启动设备简单、操作方便、易于维护、投资省、设备故障率低等优点。
为了能够利用这些优点，目前设计制造的笼型感应电动机都按全压启动时的冲击力矩与发热条件来考虑其机械强度与热稳定性。
全压启动的主要问题是启动电流大，笼型感应电动机的启动电流一般为额定电流的4-7倍，如果电动机的功率较大，达到与为其供电的变压器容量相近时，电动机的启动电流将会引起配电系统的电压显著下降，直接影响到接在同一台变压器或同一条供电线路上的其他电气设备的正常工作，因此在设计规范中，对电动机启动引起配电系统的压降有明确规定：“交流电动机启动时，其端子上的计算电压应符合下列要求：（1）电动机频繁启动时，不宜低于额定电压的90%，电动机不频繁启动时，不宜低于额定电压的85%。
（2）电动机不能与照明或其他对电压波动敏感的负荷合用变压器，且不频繁启动时，不应低于额定电压的80%。
（3）当电动机由单独的变压器供电时，其允许值应按机械要求的启动转矩确定。
对于低压电动机，还应保证接触器线圈的电压不低于释放电压；对于自设变压器的用户，较容易满足上述电压波动值的限制，一般都允许全压启动。
随着配电变压器容量的不断增大，电动机的启动电流占变压器额定电流的比例越来越小，采用全压启动的电动机也就越来越多。
三项笼型异步电动机的启动方式一、引言笼型异步电动机是工业生产中常见的一种电动机，其启动方式有多种，根据不同的实际情况选择不同的启动方式可以有效地提高其使用效率和安全性。
本文将介绍三种笼型异步电动机的启动方式，并对其特点和适用范围进行详细分析。
二、直接起动法1.概述直接起动法是最简单、最常用的一种笼型异步电动机启动方式。
该方法通过给电机施加额定电压，使其在瞬间达到额定转速，从而实现启动。
2.特点（1）简单易行：该方法不需要任何复杂控制设备和系统，只需将电源直接连接到电机即可。
（2）启动时间短：由于直接起动法不需要任何预热措施，所以启动时间非常短，通常只需要几秒钟即可完成。
3.适用范围直接起动法适用于功率较小、负载轻、惯量小的笼型异步电动机。
但对于功率较大、负载重、惯量大的电机来说，该方法会导致较大的起始冲击和过载电流，容易损坏设备。
三、星型-三角型起动法1.概述星型-三角型起动法是一种常用的笼型异步电动机启动方式。
该方法通过将电机的绕组从星形连接转换为三角形连接，从而实现启动。
2.特点（1）启动电流小：由于在起始阶段，电机的绕组是以星形连接方式接通电源，此时电流较小，能够有效地减少起始冲击和过载电流。
（2）适用范围广：该方法适用于功率较大、负载重、惯量大的笼型异步电动机。
3.适用范围星型-三角型起动法适用于功率较大、负载重、惯量大的笼型异步电动机。
但对于功率较小、负载轻、惯量小的电机来说，该方法不仅无法发挥优势，反而会增加成本和复杂度。
四、自耦变压器起动法1.概述自耦变压器起动法是一种常用的笼型异步电动机启动方式。
该方法通过在启动过程中利用自耦变压器降低输入电压，从而实现启动。
2.特点（1）启动平稳：由于自耦变压器能够有效地降低输入电压，从而减少起始冲击和过载电流，使得启动过程更加平稳。
（2）适用范围广：该方法适用于功率较大、负载重、惯量大的笼型异步电动机。
3.适用范围自耦变压器起动法适用于功率较大、负载重、惯量大的笼型异步电动机。
笼型异步电动机直接起动
直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方法，但电动机起动电流1为额定电流1的4~7倍。
过大的起动电流对电动机是很不利的，主要危害是:①使线路上压降增加，造成末端电压下降。
末端电压下降会影响其他设备用电，同时影响本身起动。
②使线路损耗增加，使电动机绕组铜损增加，造成电动机过热，减少电动机使用寿命。
③使电动机绕组端部受的电动力增加，严重时会发生变形;使电动机接线板上的接线端子发热增加，因为起动电流大，加上接线端子接触电阻本来相对也大，所以发热就会增加，严重时会烧坏接线端子，烧坏接线板。
另外，接线板的接线端子之间电动力也会因起动电流增大而增大，严重时会损坏接线端子或使接线端子变形。
因此，只有满足一定条件的电动机才可以直接起动。
直接起动的条件(只需满足下述三个条件中的一条即可):
(1)容量在7.5kW以下的三相异步电动机一般可采用直接起动。
(2)电动机在起动瞬间造成的电网电压降不大于电源电压正常值的10%，对于不经常起动的电动机可放宽到15%。
(3)可用经验公式粗估电动机是否可直接起动，当电动机的起动电流倍数(1/I)小于下式右边的数值时，可直接起动。
直接起动的优点是所需起动设备简单，起动时间短，起动方式简单、可靠，所需成本低。
三相鼠笼式异步电动机启动方式分析三相鼠笼式异步电动机,以其结构简单、运行可靠、维修方便、惯性小、价格低廉而且坚固耐用、机械特性较硬等优点,在工、农业生产中得到广泛应用,普及率是其他种类电动机无法比拟的,是现阶段机械加工的重要动力源。
但由于这类电机启动电流大,对电网的影响和生产机械的冲击力都很大,因而合理的启动方式,对三相鼠笼式异步电动机尤为重要,下面就三种启动方法逐一分析。
一、直接启动直接启动,就是将处于静止状态的电动机直接加上额定电压,使电动机在额定电压作用下直接完成启动过程。
直接启动转矩大、时间短、控制方式简单,设备投资少,因此在中小型电动机的控制上得到广泛的应用。
但直接启动方法也受到客观条件限制,主要表现在三个方面:1.启动电流大启动电流一般是额定电流的4～7倍,部分电机启动电流实测甚至高达8～12倍额定电流。
过大的启动电流将造成电网电压明显下降,影响同一电网其他电气设备的正常运行,严重时将使部分设备因电压过低而退出运行,甚至使电力线路欠压保护动作,造成设备的有害跳闸。
同时过大的启动电流会使电机绕组发热,从而加速绝缘老化,影响电机使用寿命。
2.启动转矩大过大的启动转矩往往造成电机转子笼条、端环断裂和定子端部绕组绝缘磨损,导致击穿烧机;另外启动过程中的压力突变往往造成泵系统管道、阀门的损伤,传动转轴扭曲,联轴节、传动齿轮损伤,影响传动精度,甚至影响正常工作。
3.要求供电变压器容量较大为满足电机启动要求,必须扩大输、配线路容量,增加设备投资。
因此是否能直接启动应满足以下条件:一是生产机械是否允许拖动电机直接启动,这是先决条件;二是电动机的容量应不大于供电变压器容量的10%～15%;三是启动过程中的电压降ΔU应不大于额定电压的15%。
二、降压启动降压启动就是在电动机启动时人为地降低电机端电压进行启动。
传统的方法有星形/三角形启动、定子绕组串电阻(电抗器)启动、自耦变压器降压启动及延边三角形降压启动。
笼型电动机启动方式探讨摘要：本文介绍了笼型电动机启动的基本要求，启动方式选择要点及启动方式选择误区。
关键词：笼型电动机；全压启动；降压启动在建筑电气设计中，有不少遇到超过30KW及以上的笼型电动机时就采用降压启动的情况，有些地区或者主管部门甚至还规定了多大的电动机应降压启动，其实这些是与现代电力工业的发展不相称的。
在不同时代和不同地点，同一城市的电源情况差别很大，从过去街道两旁常见的50KVA杆上变压器到现在小区的2X630KVA变电所，直至大厦中2X1600KVA变电所，变压器的容量相差好几十倍，已经有了数量级的跃变。
降压启动方式的选择仍以某一容量为参考显然是不妥当的（限于编幅，本文仅讨论1000V以下的低压笼型电动机）。
一、笼型电动机启动的基本要求按照《通用用电设备配电设计规范》GB50055-1993（以下简称《规范》GB50055）第2.3.1条，笼型电动机启动时，应符合规定：“电动机启动时，其端子电压应能保证机械要求的启动转矩，且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他用电设备的工作。
”电动机启动时对系统各点电压的影响，包括对电动机本身和对其他电气设备两个方面：1）应保证电动机启动时不妨碍其他电气设备的工作，理论上应校验其它用电设备端子电压，但在实践上极其繁琐且没有实际意义。
在工程设计中我们可以校验流过电动机启动电流的各级母线配电电压，只要各级母线配电电压符合相关规范要求即认为“不妨碍其他电气设备的工作”。
《规范》GB50055第2.3.2条第一款对配电母线上的电压有如下规定：“在一般情况下，电动机频繁启动时，不宜低于额定电压的90％；电动机不频繁启动时，不宜低于额定电压的85％”。
按《规范》GB50055条文解释，“一般情况”即母线接有照明或其它对电压较敏感的负荷；“频繁启动”是指每小时启动数十次以至数百次。
比较建筑电气，应属于“一般情况”和“不频繁启动”。
2）应保证电动机的启动转矩满足其所拖动的机械的要求。
启动转矩既要满足其所拖动的机械最小转矩，同时启动转矩又不应超过其所拖动机械能承受的最大转矩的要求。
根据各种参考资料和手册提供的数据以及电机行业制造标准可知，笼型电动机均允许全压启动，民用建筑所采用的通用机械（如各类水泵、风机、电动阀门等）绝大多数均能承受全压启动的冲击转矩，不宜全压启动者仅有长轴传动的深井泵等特殊例子。
二、笼型电动机启动方式选择按照《规范》GB50055第2.3.3条，笼型电动机启动方式的选择，应符合以下规定：（1）当符合下列条件时，笼型电动机应全压启动1）电动机启动时，配电母线的电压符合上述的“电动机频繁启动时，不宜低于额定电压的90％；电动机不频繁启动时，不宜低于额定电压的85％”要求。
2）机械能承受电动机启动时的冲击转矩；3）制造厂对电动机的启动方式无特殊规定。
（2）当不符合全压启动的条件时，电动机宜降压启动，或选用其他适当的启动方式。
从《规范》GB50055第2.3.3条可看出，笼型电动机的启动方式，一般分为直接启动和降压启动。
只有不符合全压启动条件的才选用降压启动等其它启动方式。
各类电源容量下允许全压启动的笼型电动机最大功率可按以下方法进行计算：1）小型发电机组功率PG：Pe=0.10~0.12PG （有些资料推荐值为：Pe=0.12~0.15PG）2）10(6)/0.4KV变压器的额定容量ST：Pe=0.2ST……经常启动，对应“配电母线上不低于90％额定电压”Pe=0.3ST……不经常启动，对应“配电母线上不低于85％额定电压”Pe—允许全压启动的笼型电动机功率在建筑电气配电设计中，应分为有小型发电机组作备用电源和无小型发动机组作备用电源两种情况，分别对待：当没有小型发电机组作备用电源时，变电所如果是由二台及以上的变压器组成，变压器低压母线分段运行，且每台变压器容量不相等时，各笼型电动机可以直接启动的容量按最小一台变压器的额定容量进行计算。
当有小型发电机组作备用电源时，有可能采用备用电源供电时，如：电梯、生活水泵、风机、消防水泵、防排烟风机等负荷，各笼型电动机可以直接启动的容量按小型发动机组额定功率进行计算；不引用发电机组电源的笼型电动机可以直接启动的容量按最小一台变压器的额定容量进行计算。
当经过上述计算不符合全压启动的条件时，电动机宜采用降压启动。
笼型电动机常用的降压启动方式有：Y－△启动、三相电阻降压启动、自耦变压器降压启动、软启动器降压启动。
选用降压启动方式时应考虑校验电动机的端子电压，使其满足所拖动机械的最小转矩要求。
建筑中常见机械设备，如各类水泵、风机、电动阀门等，所需的启动转矩在额定转矩的0.2～0.3倍之间。
三、笼型电动机几种降压启动方式比较Y－△启动：Y－△启动适用与定子绕组为△连接的电动机，采用这种方式启动时，可使每相定子绕组降低到电源电压的58％，启动电流为直接启动时的33％，启动转矩为直接启动时的33％。
启动电流小，启动转矩小。
三相电阻降压启动：电阻减压启动一般用于轻载启动的笼型电动机，且由于其缺点明显而很少采用。
定子回路接入对称电阻，这种启动方式的启动电流较大而启动转矩较小。
如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的65％，而启动转矩仅为全压启动转矩的42%,且启动过程中消耗的电能较大。
自耦变压器降压启动：这种方式通常用于要求启动转矩较大而启动电流较小的场合，采用自耦变压器降压启动，电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方成比例降低，相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转矩。
如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的42％，而启动转矩仅为全压启动转矩的42%。
软启动器降压启动：其特点是启动平稳，对电网冲击少；不必考虑对被启动电动机的加强设计；启动装置功率适度，一般只为被启动电动机功率的5～25%；允许启动的次数较高；但目前设备造价昂贵；主要用于大型机组及重要场所。
基于上述理由，在建筑电气低压配电设计中笼型电动机全压启动的判断条件可简化为：电动机启动时配电母线电压不低于系统标称电压的85％。
通常，不采用柴油发电机组作备用电源时，只要电动机额定功率不超过电力变压器额定容量的30％；采用柴油发电机组作备用电源时，只要电动机的额定功率不超过柴油发电机组额定输出功率的15％；即可采用全压启动。
仅在计算结果处于边缘情况时，才需要进行验算。
四、选用电动机启动方式的几个误区：在建筑电气配电设计中，当选择笼型电动机及其启动电器时，经常要考虑的问题是：配电母线及电动机的端子电压、电动机的启动转矩及温升等，认为只要选用了降压启动电器，就能满足配电母线允许的电压及电动机的温升等问题。
不恰当地选用降压启动电器，不仅会增加投资、增大电机的温升，有些启动方式还会对电能质量产生负面影响。
1）关于电动机端子电压的问题，绝大多数电动机不需要验算启动时的端子电压，只有少数特重载电动机启动时需要进行验算，验算的目的是校核电动机能否克服机械的静阻转矩或启动时间是否过长，而不是为了选择启动方式。
电动机启动转矩不足的问题只能通过正确选择电动机的规格和特征去解决。
笼型电动机的启动转矩与其端子电压的平方成正比，显然越是启动条件严酷的电动机就越应全压启动，降压启动只会使其启动更加困难，甚至失败。
所以，电动机启动时端子电压问题不是全压启动的限制条件，只有电源容量不能满足笼型电动机全压启动才选用降压启动。
2）关于重载启动时电动机的温升问题，有关规范、标准中要求“当机械为重载启动时，笼型电动机的额定功率应按启动条件校验”（《规范》GB50055-1993）2.2.3条第一款；或者说“对于机械转动惯量大或重载启动的电动机，当使用条件与制造厂配套不相符时，应按启动条件校验其容量” （《火力发电厂厂用电设计技术规定》DL/T5153-2002）。
如经校验的电动机温升超过允许值时，应采取的措施为“加大电动机的容量”或“选用启动特性较好的电动机”（DL/T5153）；“选用笼型电动机不能满足启动要求或加大功率不合理时”，“宜采用绕线式电动机”（GB50055-1993）。
这些措施都是为了正确选择电动机，而不是要求选用降压启动电动机的方式。
无论是理论分析还是实际测量都能证明，笼型电动机降压启动时绕组发热比全压启动更严重。
降压启动不能解决电动机温升过高的问题。
因此，电动机启动时的温升问题不是全压启动的限制条件。
3）在建筑电气配电设计中，不少设计师喜欢选用Y－△启动方式，认为这样的启动设备选型简单、经济实用，其实从以下的分析中就会知道，启动不仅易损坏启动设备本身，而且还对电网产生冲击，在设计中应慎重选用，因为：a、在启动时，绕组由Y至△的切换过程中会产生很大的二次冲击电流，其冲击电流对配电系统的影响不容忽视。
Y－△启动电动机的转矩－转速和电流－转速曲线如下图所示。
由33％Ur曲线转换到100％Ur曲线时，电流出现很高的跃升，而且，在这个电流上还要叠加一个暂态冲击值。
b、在从Y接线切换到△接线时，为了防止通过星型接触器发生相间短路，必须有一个转换间隙。
由于转换中电动机电流完全中断并导致转速降低，在接通三角形接触器时，电网的相位有可能与电动机的磁场相反。
这一暂态过程会引起很高的转换电流峰值，可能造成接触器触头熔焊。
五、结束语笼型电动机全压启动是最简单、最经济、最可靠的启动方式，只要符合规定的条件，就应优先采用；当经过分析计算不符合全压启动的条件，不能采用全压启动时，应优先选用自耦变压器降压启动；如果经济条件许可或由于其拖动的机械设备的需要，可以考虑软启动器降压启动。
由于Y－△启动方式的绕组切换过程及产生的二次冲击电流会对启动设备及电网造成危害，故应尽量避免选用Y－△启动方式。
总之，各种降压启动方式都比全压启动接线复杂、电器多、投资大、操作维护工作量加大、故障率相应提高，而且电动机的发热也高，因此，降压启动只在必要时才选用。
