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(二)鼠笼式异步电动机的降压起动

当鼠笼式异步电动机容量较大，而电源容量不够大时，为了限制起动电流，避免电网电压显著下降，一般采用降压起动。降压起动是利用起动设备，在起动时降低加在定子绕组上的电压，待起动过程结束，再给定子绕组加上全电压(正常工作的额定电压)。

由于电磁转矩正比于定子绕组电压的平方，所以电动机在起动时，起动转矩也大大降低了。

因此，降压起动只适合于空载或轻载起动，负载不大的情况。选择起动方法时，要同时校核起动电流和起动转矩是否满足要求。

鼠笼式降压起动方式中经常采用的两种方式，即星形—三角形(Y—△)起动和自耦变压器降压起动。

1.星形—三角形(Y—△)起动。如果电动机在工作时其定子绕组是联接成三角形的，那么在起动时可把它联成星形，等到转速接近额定值时再换接成三角形。

这就是Y—△起动。

在Y—△起动过程中，Y联接需要持续一定时间才能换接成Δ联接，这就得用时间继电器来控制。

在交流电路中，常采用的空气式时间继电器，它是利用空气阻尼作用来实现动作延时的。延时时间即为自电磁铁吸引线圈通电时刻起至微动开关动作时为止的这段时间。通过调节螺钉10，调节进气孔的大小就可调节延时时间。

空气式时间继电器结构简单，但准确度较低。延时范围有0.4～60秒和0.4～180秒两种。

除空气式时间继电器外，常用晶体管时间继电器利用电容器充放电和脉冲计数的原理。特点体积小、耗电少、延时范围较宽(0.1～15秒)。

图3-21鼠笼式异步电动机Y—△起动控制电路。KM1、KM2、KM3是三个交流触器，KT是延时继电器。起动时KM3工作(KM2不工作)，电动机接成Y形;运行时KM2工作(KM3不工作)，电动机接成△形。

线路的动作次序如下：

本线路的特点是在接触器KM1断电，也就是电动机主电路断开的情况下进行Y—△换接，这样就可以避免当KM3的常开触头还未断开时KM2已吸合而造成电源短路;另外，接触器KM3的常开触头在无电情况下断开，这就避免电弧的发生，延长其使用寿命。

由于起动转矩减小到正常运转转矩的1/3。所以，Y—△起动方法只适用于空载或轻载情况下起动;而且Y—△启动只能用于正常运行时定子绕组接成△的情况。

2.自耦变压器降压起动。这种起动方法用于正常运行时定子绕组组接成星形而不能采用星形一三角形起动或容量较大的鼠笼式异步电动机，也适用于需要较大起动转矩的场合。起动时自耦变压器高压端接电源，低压端接电动机，电动机便在低于额定电压下起动。待电动机转速上升到接近额定转速时，再将自耦变压器脱离电源和电动机，电动机直接与电源相接，进入全压运行。

自耦变压器降压器降压起动比星形一三角形起动的价格高得多，但自耦变压器有三个接头，其输出电压80%、60%、40%，可根据需要选用，使用较灵活。

3.电阻(电抗)降压起动。

(三)绕线式三相异步电动机的起动

1.转子回路串接电阻起动。

绕线式三相异步电动机可以在转子回路中串入电阻进行起动，这样就减小了起动电流。一般采用起动变阻器起动，起动时全部电阻串入转子电路中，随着电动机转速逐渐加快，利用控制器逐级切除起动电阻，最后将全部起动电阻从转子电路中切除。

2.转子回路串接频敏变阻器起动。

频敏变阻器的电阻随线圈中所通过的电流频率而变。起动时，转差率S=1，转子电流(即频敏电阻线圈通过的电流)频率最高，等于电源频率。因此，频敏变阻器的电阻最大，这就相当于起动时在转子回路中串接一个较大电阻，从而使起动电流减小。随着电动机转速的加快转差率 S逐渐减小，转子电流频率逐渐降低，频敏变阻器电阻也逐渐减小，最后把电动机的转子绕组短接，频敏变阻器从转子电路中切除。

采用频敏变阻器起动，具有起动平滑、操作简便、运行可靠、成本低廉等优点，因此在绕线式电动机中应用较广。

六、三相异步电动机的正反转控制

三相异步电动机的旋转方向与旋转磁场的旋转方向一致，而旋转磁场的旋转方向取决于三相电流的相序。因此，要改变电动机的旋转方向，必须改变三相交流电的相序。实际上，只要将接到电源的任意二根联线对调即可。

三相异步电动机的正、反转方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。

为此，只要用两个交流接触器就能满足这一要求，当正转接触器KMI工作时，电动机正转;

当反转接KM2工作时，由于调换了两根电源线，所以电动机反转。

如果两个接触器同时工作，那么将有两根电源线通过它们的主触头而使电源短路。所以对正反转控制线路最根本的要求是：必须保证两个接触器不能同时工作。这种在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为联锁或互锁。

在图(a)所示的控制电路中，正转接触器KM1的一个常闭辅助触头串接在反转接触器KM2的线圈电路中，而反转接触器的一个常闭辅助触头串接在正转接触器的线圈电路中。这两个常闭触头称为联锁触头。这样一来，当按下正转起动按钮SB1时，正转接触器线圈通电，主触头KM1闭合，电动机正转。与此同时，联锁触头断开了反转接触器KM2的线圈电路。因此，即使误按反转起动按钮SB2，反转接触器也不能动作。

但是这种控制电路有个缺点，就是在正转过程中要求反转，必须先按停止按钮SB3，让联锁触头KM1闭合后，才能按反转起动按钮使电动机反转。这给操作带来不便。

为了解决这一问题，在生产中常采用复式按钮和触头联锁的控制电路。

在图(b)中，当电动机正转时，按下反转起动按钮SB2，它的常闭触头断开，使正转接触器线圈KM1断电，主触头KM1断开。与此同时，串接在反转控制电路中的常闭触头KM1恢复闭合，反转接触器线圈KM2通电并自锁，电动机便反转。同时，串接在正转控制电路中的常闭触头KM2断开，起联锁保护作用。

七、三相异步电动机的调速

在生产中，有时要求异步电动机在不改变负载的情况下转速能够调节，称为异步电动机的调速。

根据公式可得：

由上式可知，改变电动机的转速有三种方案，即改变电源频率f、改变绕组的磁极对数P以及改变转差率S。

改变磁极对数调速，实际上是改变定子绕组的连接方法。电动机制造厂专门设计便于改接的定子绕组，制造出多速电动机。

改变转差率S的调速方法，只能在绕线式转子电动机中使用，在其转子电路中串入附加电阻，便可改变转差率。

改变电源频率调速，调速范围宽。具体方法有：

1.变频机组。变频机组作为一种变频电源，由一台直流电动机和一台交流发电机组成，用电动机拖动交流发电机发电，通过调节直流电动机的转速来改变交流发电机发电的频率，再把此可调频率的电流送给需调速的异步电动机，就可调节该异步电动机的转速。

2.交一直一交变频。交—直—交变频装置也是一种变频电源，它先将交流电通过整流电路变为直流电，再把此直流电送入逆变器变为频率可调的交流电，作为异步电动机变频调速的电源。

3.交一交变频。交一交变频，就是直接把50Hz交流电变为频率可调的交流电。

第三节　直流电动机及其控制

直流电动机是将直流电能转换为机械能的设备。它的优点是具有良好的调速性能和较大的起动转矩，因而广泛地应用于要求调速性能较高和较大起动转矩的生产机械。但直流电动机的制造工艺复杂，生产成本较高，维护较困难，可靠性较差。

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（责任编辑：中大编辑）

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