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  三相異步電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，其定子繞組一般為三角形接法，所承受的電壓為線電壓。而在低壓三相四線系統(tǒng)中，電源線電壓為相電壓的根號(hào)3倍，即U線 =1.732U相 ，如下圖1-1所示，相電壓是指相線與中線點(diǎn)間的電壓，而線電壓是指相線與相線間的電壓。

  圖1-1

  對(duì)應(yīng)三相異步電動(dòng)機(jī)而言，其定子的起動(dòng)電流會(huì)比額定電流大很多，所謂起動(dòng)電流是指接入電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源線電流。起動(dòng)電流可達(dá)到額定電流的5~7倍，這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為0，轉(zhuǎn)差率為1，對(duì)轉(zhuǎn)子而言，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與定子旋轉(zhuǎn)磁場相對(duì)速度最大，所以轉(zhuǎn)子電流很大，同樣的，定子電流也就很大。

  一般地，近似情況下，電動(dòng)機(jī)的定子起動(dòng)電流與電源電壓成正比，換言之，如果降低電源電壓，就可以降低電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。但較低的電壓不利于電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，所以我們要做到降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的同時(shí)，還要保證電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)有較高的電壓，基于此，把電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和額定運(yùn)行分為兩步控制。

  一、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

  這里的三相異步電動(dòng)機(jī)指的是籠型異步電動(dòng)機(jī)，它的起動(dòng)方法要視電源容量、負(fù)載性質(zhì)等要求而定。例如當(dāng)供電系統(tǒng)的容量足夠大(電動(dòng)機(jī)容量<變壓器容量的20%)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)的大電流所引起的系統(tǒng)電壓降很小，不會(huì)影響其他設(shè)備的正常工作，所以是允許的。

  當(dāng)變壓器容量不夠，為了降低起動(dòng)電流，電動(dòng)機(jī)就得降壓起動(dòng)。電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的方法不一，如自耦變壓器降壓起動(dòng)、星——三角降壓起動(dòng)、延邊三角形降壓起動(dòng)、定子回路串電阻(或串電抗器)降壓起動(dòng)以及電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)等。

  相對(duì)于其他起動(dòng)方法中，定子電壓只能按一定倍數(shù)降低，電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)可以通過控制晶閘管的導(dǎo)通角來控制定子的電壓，使得定子電壓從零開始逐漸升高至額定電壓。然而，我今天要講的不是電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，而是電動(dòng)機(jī)的星形——三角形降壓起動(dòng)。

  二、電動(dòng)機(jī)的星形——三角形降壓起動(dòng)

  星形——三角形降壓起動(dòng)是指在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，將定子繞組接成星形，起動(dòng)完畢后(達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后)，立即將定子繞組改成三角形接法運(yùn)行，如下圖1-2所示，就是一種星形——三角形降壓起動(dòng)的實(shí)際接線方法。

  圖1-2

  那么，電動(dòng)機(jī)的星形——三角形起動(dòng)是如何實(shí)現(xiàn)降低電壓的目的的呢?它可以將電動(dòng)機(jī)的定子起動(dòng)電流降低到多少呢?

  (1)電動(dòng)機(jī)定子繞組星接時(shí)的電壓與電流

  電動(dòng)機(jī)定子繞組星形接法的接線圖如下圖1-3所示。

  圖1-3

  在電動(dòng)機(jī)的接線端子上，用連片把U2、V2、W2連接起來，然后電源線分別接入U(xiǎn)1、V1、W1三個(gè)端子上，其電路接線圖如圖1-3的右邊所示。電動(dòng)機(jī)的3相定子繞組的阻抗相等，若對(duì)阻抗不理解的，可以當(dāng)作電阻看待。每相繞組的電流等于每相繞組的電壓除以該相繞組的阻抗，即I相 =U相 /Z。

  在星形接法中，流過電源線的電流(線電流)等于電動(dòng)機(jī)的相電流，電源電壓(線電壓)等于電動(dòng)機(jī)相電壓的根號(hào)3倍。若不知道為什么是根號(hào)3倍的，可以回顧我之前寫的文章“帶你完全理解相電壓與線電壓”，里面有詳細(xì)的解釋。

  根據(jù)以上關(guān)系，就可以得到在星形接法時(shí)，電動(dòng)機(jī)的定子起動(dòng)電流(即流過電源線的電流)如圖1-3所示，為線電壓除以根號(hào)3倍阻抗。

  (2)電動(dòng)機(jī)定子繞組三角接時(shí)的電壓與電流

  電動(dòng)機(jī)定子繞組星形接法的接線圖如下圖1-4所示。

  圖1-4

  電動(dòng)機(jī)的接線端子上，用連片分別把U1W2、V1U2、W1V2連接起來，然后電源線分別接入U(xiǎn)1、V1、W1三個(gè)端子上，其電路接線圖如圖1-4的右邊所示。同樣的，電動(dòng)機(jī)的3相定子繞組的阻抗相等，每相繞組的電流等于每相繞組的電壓除以該相繞組的阻抗，即I相 =U相 /Z。在三角形接法中，流過電源線的電流(線電流)等于電動(dòng)機(jī)相電流的根號(hào)3倍，電源電壓(線電壓)等于電動(dòng)機(jī)相電壓，如圖1-4右邊的式子所示。

  三、星形接法和三角形接法的電壓電流比較

  將三角形接法與星形接法相比較，可以發(fā)現(xiàn)，三角形接法時(shí)，定子繞組的每相電壓直接等于電源線線電壓，而且流過電源線的電流是每相繞組電流的根號(hào)3倍!

  如下圖1-5所示為兩種接法的對(duì)比，兩者的電源電壓為同一個(gè)電壓，前后不變，兩者的定子繞組阻抗也為同一個(gè)阻抗，因?yàn)樽杩咕拖耠娮枰粯?，不改變繞組的結(jié)構(gòu)，只改變接法，阻抗是不會(huì)變的。

  圖1-5

  將三角形接法時(shí)的起動(dòng)電流除以星形接法時(shí)的起動(dòng)電流，如下圖1-6所示，可以發(fā)現(xiàn)，星形接法起動(dòng)可以將起動(dòng)電流減少到1/3。也就是說，電動(dòng)機(jī)的星三角降壓起動(dòng)，起動(dòng)電壓減小到1/√3，但起動(dòng)電流卻減少到1/3。

  圖1-6

  星三角降壓起動(dòng)在眾多的降壓起動(dòng)方法中算是比較簡單的，但它只有一個(gè)固定的降壓值(降到額定電壓的1/√3)，沒有選擇的余地。另外，這種起動(dòng)方法下，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降低為原來的1/3(起動(dòng)轉(zhuǎn)矩正比于電壓的平方，即T∝U2 )，所以電動(dòng)機(jī)的星形——三角形降壓起動(dòng)適用于空載或輕載下的起動(dòng)。

(技成培訓(xùn)網(wǎng)原創(chuàng)，作者：楊思慧，未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載，違者必究)

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