張家口西門子模塊供應代理商

時間：2023-04-20

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三相異步電動機在額定運行時，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間的電壓，而線電壓是指相線與相線間的電壓。

圖1-1

對應三相異步電動機而言，其定子的起動電流會比額定電流大很多，所謂起動電流是指接入電動機定子繞組的電源線電流。起動電流可達到額定電流的5~7倍，這是因為電動機在起動時轉子轉速為0，轉差率為1，對轉子而言，轉子導體與定子旋轉磁場相對速度較大，所以轉子電流很大，同樣的，定子電流也就很大。

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

一、三相異步電動機的起動

這里的三相異步電動機指的是籠型異步電動機，它的起動方法要視電源容量、負載性質等要求而定。例如當供電系統(tǒng)的容量足夠大(電動機容量<變壓器容量的20%)，此時電動機全壓起動的大電流所引起的系統(tǒng)電壓降很小，不會影響其他設備的正常工作，所以是允許的。

當變壓器容量不夠，為了降低起動電流，電動機就得降壓起動。電動機起動的方法不一，如自耦變壓器降壓起動、星——三角降壓起動、延邊三角形降壓起動、定子回路串電阻(或串電抗器)降壓起動以及電動機的軟啟動等。

相對于其他起動方法中，定子電壓只能按一定倍數(shù)降低，電動機的軟啟動可以通過控制晶閘管的導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機的軟啟動，而是電動機的星形——三角形降壓起動。

二、電動機的星形——三角形降壓起動

星形——三角形降壓起動是指在電動機起動時，將定子繞組接成星形，起動完畢后(達到額定轉速后)，立即將定子繞組改成三角形接法運行，如下圖1-2所示，就是一種星形——三角形降壓起動的實際接線方法。

圖1-2

那么，電動機的星形——三角形起動是如何實現(xiàn)降低電壓的目的的呢?它可以將電動機的定子起動電流降低到多少呢?

(1)電動機定子繞組星接時的電壓與電流

電動機定子繞組星形接法的接線圖如下圖1-3所示。

圖1-3

在電動機的接線端子上，用連片把U2、V2、W2連接起來，然后電源線分別接入U1、V1、W1三個端子上，其電路接線圖如圖1-3的右邊所示。電動機的3相定子繞組的阻抗相等，若對阻抗不理解的，可以當作電阻看待。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)等于電動機的相電流，電源電壓(線電壓)等于電動機相電壓的根號3倍。若不知道為什么是根號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”，里面有詳細的解釋。

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

(2)電動機定子繞組三角接時的電壓與電流

電動機定子繞組星形接法的接線圖如下圖1-4所示。

圖1-4

電動機的接線端子上，用連片分別把U1W2、V1U2、W1V2連接起來，然后電源線分別接入U1、V1、W1三個端子上，其電路接線圖如圖1-4的右邊所示。同樣的，電動機的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)等于電動機相電流的根號3倍，電源電壓(線電壓)等于電動機相電壓，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，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3倍!

如下圖1-5所示為兩種接法的對比，兩者的電源電壓為同一個電壓，前后不變，兩者的定子繞組阻抗也為同一個阻抗，因為阻抗就像電阻一樣，不改變繞組的結構，只改變接法，阻抗是不會變的。

圖1-5

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

圖1-6

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

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