降压启动是利用启动装置将线路电压适当降低后,加在电动机定子绕组上进行启动,待电动机转速升高到或接近额定转速后,再使电动机的电压恢复至额定值。降压启动显然会减小启动电流,必然造成启动时电动机的启动转矩下降,因此降压方式一般用于电动机空载或轻负载情况下的启动。降压启动的优点是减小了电动机启动电流,缺点是增加了启动装置,使成本升高。降压启动常采用的方式有Y-Δ降压启动、补偿器(自耦变压器)启动及串联电阻或电抗器启动3种。
1. Y-Δ降压启动
电动机启动时定子绕组接成Y形,当转子转速达到或接近额定转速时改为Δ接法,称为Y-Δ降压启动。显然,凡正常运行时定子绕组为Δ接法的三相交流异步电动机,均可采用Y-Δ降压启动。由1.6.3节知道,当三相对称负载(此处为电动机定子的3个绕组)由Δ接法改为Y接法时,其单相负载上承受的电压则变为原来的
三相交流异步电动机Y-Δ降压启动线路如图6-5所示。电动机接通电源前,首先把开关QS2合到下方“1”的位置,三相定子绕组接成星形。然后合上开关QS1,电动机定子绕组在Y接法下启动。待其转速达到或接近额定转速后,将开关QS2合到上方“2”的位置,此时电动机定子绕组改接成正常的Δ接法,电动机在额定电压下正常运行。
图6-5 Y-Δ降压启动线路
理论上,三相交流异步电动机Y-Δ降压启动时,其启动电流仅为额定电流的1/3。
2. 启动补偿器(自耦变压器)降压启动
启动补偿器降压启动方式是在电动机的供电线路中串接一个三相自耦变压器,启动时通过自耦变压器降低实际加到电动机定子绕组上的电压,待电动机转子的转速达到或接近其额定转速时,通过开关“切除”自耦变压器,使电动机在额定电压下运行,其原理线路如图6-6所示。首先,将开关QS2拨到“1”位置,自耦变压器分别串接在电动机3个定子绕组中;然后接通电源电动机,在低电压下启动。待其运行正常后将开关QS2拨到“2”运行位置,自耦变压器被甩开,电动机在额定电压下运行。
图6-6 补偿器启动线路
3. 串联电阻R或电抗器L降压启动
电动机启动时,通过串接在电源线路中的电阻器R或电抗器L降低其定子绕组上的电压,待其转子转速达到或接近额定值时,将电阻器R或电抗器L短接,电动机就在额定电压下继续运转。串接电阻或电抗器降压启动线路如图6-7所示。电动机启动时,开关QS2处于断开状态,R或L串接在供电线路中。待电动机运行正常后,将开关QS2接通,R或L被短路,电动机在额定电压下运行。
图6-7 串联电阻或电抗器启动
除了上述3种降压启动外,三相交流电动机还有延边三角形降压启动方式。这种电动机的定子绕组中有9个抽头,电动机启动时将定子绕组的一部分接成星形,另一部分接成三角形,达到降低启动电压的目的。电动机运行正常后再改接成三角形。
上述介绍的几种电动机降压启动方式和线路均为原理线路。为了控制方便,往往增加一些辅助器件(如接触器等),实际线路也就复杂一些。目前,市场上有各种型号的降压启动器,可供使用时选择。