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　　對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)，無(wú)論采用哪一種降壓起動(dòng)方法來(lái)減小起動(dòng)電流，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都隨著減小。所以，對(duì)某些重載下起動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械（如起重機(jī)、帶運(yùn)輸機(jī)等）不僅要限制起動(dòng)電流，而且還要求有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在這種情況下就基本上排除了采用籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的可能性，而采用起動(dòng)性能較好的繞線式異步電動(dòng)機(jī)。通常繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)用轉(zhuǎn)子電路串接電阻或串接頻敏變阻器的方法實(shí)現(xiàn)起動(dòng)。
　　（一）轉(zhuǎn)子電路串接起動(dòng)電阻器
　　繞線電阻異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮瑁瓤山档推饎?dòng)電流，又可提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。其原理如圖3—36所示。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中接入適當(dāng)?shù)碾娮瑁ㄊ筊₂增大），不僅可以使起動(dòng)電流減小，而且可以使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大。如果使轉(zhuǎn)子回路的總電阻（包括串入電阻）R₂與電動(dòng)機(jī)漏感抗X₂₀相等，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)到最大值。
　　起動(dòng)時(shí)，先將變阻器調(diào)到最大位置如圖3—37中R′′′Q，然后合上電源開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。隨著轉(zhuǎn)速的升高，電磁轉(zhuǎn)矩將沿著Tem=f(n)曲線而變化，如圖3—35所示。例如起動(dòng)后轉(zhuǎn)速沿曲線4變化，轉(zhuǎn)速由零升到某值時(shí)，切除一段電阻（由R′′′Q減小到R′′Q），此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速跳變（由a點(diǎn)到A點(diǎn)），使轉(zhuǎn)矩沿曲線3變化。之后，將串入的電阻逐漸切除，直到全部切除為止，轉(zhuǎn)速上升到正常轉(zhuǎn)速，此時(shí)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行于D點(diǎn)（曲線1）。起動(dòng)完畢后，要用舉刷裝置把電刷舉起，同時(shí)把集電環(huán)短接。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，應(yīng)把電刷放下，且將電阻全部接入，為下次再起動(dòng)作好準(zhǔn)備。
　　
　　　　　圖3—38 頻敏電阻器降壓起動(dòng)
　　a）頻敏變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖；b）起動(dòng)線路圖
　　由于頻敏變阻器在工作時(shí)總存在著一定的阻抗，使得機(jī)械特性比固有機(jī)械特性軟一些，因此，在起動(dòng)完畢后，可用接觸器將頻敏變阻器短接，使電動(dòng)機(jī)在固有特性上運(yùn)行。
　　頻敏變阻器是一種靜止的無(wú)觸點(diǎn)變阻器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)平滑、運(yùn)行可靠、成本低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
　　[例1] 現(xiàn)有一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=10kW，nN=1460r/min，UN=380/220V，星/三角聯(lián)結(jié)，ηN=0.868，cosφ1N=0.88，IQ/IN=6.5，TQ/TN=1.5，試求：（1）額定電流和額定轉(zhuǎn)矩；（2）電源電壓為380V時(shí)，電動(dòng)機(jī)的接法及直接起動(dòng)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（3）電源電壓為220V時(shí)，電動(dòng)機(jī)的接法及直接起動(dòng)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（4）要求采用星—三角起動(dòng)，其起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此時(shí)能否帶60%和25%PN負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
　　，即127V。所以
　　IQY=1/3×IQD=1/3×224A=74.6A
　　TQY=1/3×TQD=1/3×98.1N.m=32.7 N.m
　　60%TN負(fù)載下起動(dòng)時(shí)的反抗轉(zhuǎn)矩
　　T2Q=0.6TN=0.6×65.4N.m=39.2 N.m
　　T2Q>TQ，故不能移動(dòng)。
　　25%TN負(fù)載下起動(dòng)時(shí)的反抗轉(zhuǎn)矩 T2Q=0.25TN=0.25×65.4N.m=16.4N.m
　　T2Q<TQ，故能起動(dòng)。
　　通過(guò)以上計(jì)算可知，采用不同的起動(dòng)方法時(shí)，其起動(dòng)電流及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小是不同的。如要使電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)，必須使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于反抗轉(zhuǎn)矩。
　　第二節(jié) 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)
　　鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)Y－△啟動(dòng)電路（時(shí)間繼電器自動(dòng)切換）
　　
　　　　　圖3—36 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 圖3—37 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線
　　繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)不僅能在轉(zhuǎn)子回路串入電阻減小起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且還可以在小范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速，因此，廣泛地應(yīng)用于起動(dòng)較困難的機(jī)械（如起重吊車(chē)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等）上。但它的結(jié)構(gòu)比籠型異步電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，造價(jià)高，效率也稍低。在起動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)切除電阻時(shí)，轉(zhuǎn)矩突然增大，會(huì)在機(jī)械部件上產(chǎn)生沖擊。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，轉(zhuǎn)子電流很大，起動(dòng)設(shè)備也將變的龐大，操作和維護(hù)工作量大。為了克服這些缺點(diǎn)，目前多采用頻敏變阻器作為起動(dòng)電阻。
　　（二）繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器
　　頻敏變阻器是一個(gè)三相鐵心繞組（三相繞組接成星形），鐵心一般做成三柱式，由幾片或幾十片較厚（30～50mm）的E形鋼板或鐵板迭裝制成，其結(jié)構(gòu)和起動(dòng)線路如圖3—38所示。
　　電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電阻繞組中的三相交流電通過(guò)頻敏變阻器，在鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，該磁通在鐵心中產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，使鐵心發(fā)熱，產(chǎn)生渦流損耗，頻敏變阻器線圈的等效電阻隨著頻率的增大而增加，由于渦流損耗與頻率的平方成正比，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)（s=1），轉(zhuǎn)子電流（即頻敏變阻器線圈中通過(guò)的電流）頻率最高（f2=f1），因此頻敏變阻器的電阻和感抗最大。起動(dòng)后，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的逐漸升高，轉(zhuǎn)子電流頻率（f2=sf1）便逐漸降低，于是頻敏變阻器鐵心中的渦流損耗及等效電阻也隨之減小。實(shí)際上頻敏電阻器相當(dāng)于一個(gè)電抗器，它的電阻是隨交變電流的頻率而變化的，故稱(chēng)為頻敏變阻器，它正好滿足了繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的要求。
　　　　　
　　不管星形聯(lián)結(jié)還是三角形聯(lián)結(jié)，定子繞組相電壓相同（等于其額定相電壓），則
　　TN=9550PN/nN=9550×10/1460N?m
　　（2）電源電壓為380V時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行應(yīng)為星形聯(lián)結(jié)，直接起動(dòng)時(shí)：
　　IQY=6.5INY=6.5×19.9A=129.35A
　　TQY=1.5TN=1.5×65.4N.m=98.1N.m
　　（3）電源電壓為220V時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行應(yīng)為三角形聯(lián)結(jié)，直接起動(dòng)時(shí)：
　　IQD=6.5IND=6.5×34.4A=224A
　　TND=1.5TN=1.5×65.4N?m=98.1N?m
　　（4）星—三角起動(dòng)只適用于正常運(yùn)行為三角形的電動(dòng)機(jī)，故正常運(yùn)行應(yīng)在三角形，相應(yīng)電源電壓為220V。起動(dòng)時(shí)為星形聯(lián)結(jié)，定子繞組相電壓等于其額定相電壓的1/
　　鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)Y－△自動(dòng)啟動(dòng)電路（時(shí)間繼電器自動(dòng)切換）
　　該電路電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程的Y－△轉(zhuǎn)換是靠時(shí)間繼電器自動(dòng)完成的。
　　 控制電路分析如下：
　　1、合上空氣開(kāi)關(guān)QF引入三相電源。
　　2、按下啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM1線圈回路通電吸合并通過(guò)自己的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)自鎖，其主觸頭閉合接通電動(dòng)機(jī)三相電源，時(shí)間繼電器KT線圈也通電吸合并開(kāi)始計(jì)時(shí)，交流接觸器KM3線圈通過(guò)時(shí)間繼電器的延時(shí)斷開(kāi)接點(diǎn)通電吸合，KM3的主觸頭閉合將電動(dòng)機(jī)的尾端連接，電動(dòng)機(jī)定子繞組成Y形連接，這是電動(dòng)機(jī)在Y形接法下降壓?jiǎn)?dòng)。
　　3、當(dāng)時(shí)間繼電器KT整定時(shí)間到時(shí)后，其延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)打開(kāi)，交流接觸器KM3線圈回路斷電，主觸點(diǎn)打開(kāi)定子繞組尾端的接線，KM3的輔助常閉觸點(diǎn)閉合為KM2線圈的通電做好準(zhǔn)備。
　　4、時(shí)間繼電器KT動(dòng)作使，其延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通KM2線圈回路，使得KM2通電吸合并通過(guò)自己的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)自鎖，KM2主觸頭閉合將定子繞組接成三角形，電動(dòng)機(jī)在△接法下運(yùn)行。
　　5、電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)由熱繼電器FR完成
　　6、線路中的互鎖環(huán)節(jié)有：KM2常閉觸點(diǎn)接入KM3線圈回路。
　　KM3常閉觸點(diǎn)接入KM2線圈回路。
　　7、空氣開(kāi)關(guān)下面的電流互感器和電流表，是為了測(cè)量電動(dòng)機(jī)電流，便于監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況。
　　 安裝注意事項(xiàng)：
　　1、Y－△降壓?jiǎn)?dòng)電路，只適用于△形接線，380V的鼠籠異步電動(dòng)機(jī)。不可用于Y形接線的電動(dòng)機(jī)應(yīng)為啟動(dòng)時(shí)已是Y形接線，電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)入△形運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組會(huì)應(yīng)電壓過(guò)高而燒毀。
　　2、接線時(shí)應(yīng)先將電動(dòng)機(jī)接線盒的連接片拆除。
　　3、接線時(shí)應(yīng)特別注意電動(dòng)機(jī)的首尾端接線相序不可有錯(cuò)，如果接線有錯(cuò)，在通電運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)左轉(zhuǎn)，運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)右轉(zhuǎn)，應(yīng)為電動(dòng)機(jī)突然反轉(zhuǎn)電流劇增燒毀電動(dòng)機(jī)或造成掉閘事故。
　　4、如果需要調(diào)換電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，應(yīng)在電源開(kāi)關(guān)負(fù)荷側(cè)調(diào)電源線為好，這樣操作不容易造成電動(dòng)機(jī)首尾端接線錯(cuò)誤。
　　5、起動(dòng)時(shí)間；
　　起動(dòng)時(shí)間過(guò)短；起動(dòng)時(shí)間過(guò)短電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速還為提起來(lái)，這時(shí)如果切換到運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流還會(huì)很大，造成電壓波動(dòng)。
　　起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨以轉(zhuǎn)起來(lái)，但因起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)會(huì)應(yīng)低電壓大電流電動(dòng)機(jī)發(fā)熱燒毀。

　　起動(dòng)時(shí)間調(diào)整；為了防止起動(dòng)時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)，時(shí)間繼電器的初步時(shí)間確定一般按電動(dòng)機(jī)功率1KW約0.6~0.8秒整定。
　　6、電動(dòng)機(jī)Y－△降壓?jiǎn)?dòng)電路，由于啟動(dòng)力矩只有原來(lái)的 ，所以只適用于輕載或空載的電動(dòng)機(jī)。
　　常見(jiàn)故障：
　　1、Y啟動(dòng)過(guò)程正常，但按下SB3后電動(dòng)機(jī)發(fā)出異常聲音轉(zhuǎn)速也急劇下降，這是為什么？
　　分析現(xiàn)象：接觸器切換動(dòng)作正常，表明控制電路接線無(wú)誤。問(wèn)題出現(xiàn)在接上電動(dòng)機(jī)后，從故障現(xiàn)象分析，很可能是電動(dòng)機(jī)主回路接線有誤，使電路由Y接轉(zhuǎn)到△接時(shí)，送入電動(dòng)機(jī)的電源順序改變了，電動(dòng)機(jī)由正常啟動(dòng)突然變成了反序電源制動(dòng)，強(qiáng)大的反向制動(dòng)電流造成了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急劇下降和異常聲音。
　　處理故障：核查主回路接觸器及電動(dòng)機(jī)接線端子的接線順序。
　　2、線路空載試驗(yàn)工作正常，接上電動(dòng)機(jī)試車(chē)時(shí)，一起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)就發(fā)出異常聲音，轉(zhuǎn)子左右顫動(dòng)，立即按SB1停止，停止時(shí)KM2和KM3的滅弧罩內(nèi)有強(qiáng)烈的電弧現(xiàn)象。這是為什么？
　　分析現(xiàn)象：空載試驗(yàn)時(shí)接觸器切換動(dòng)作正常，表明控制電路接線無(wú)誤。問(wèn)題出現(xiàn)在接上電動(dòng)機(jī)后，從故障現(xiàn)象分析是由于電動(dòng)機(jī)缺相所引起的。電動(dòng)機(jī)在Y起動(dòng)時(shí)有一相繞組為接入電路，電動(dòng)機(jī)造成單相啟動(dòng)，由于缺相繞組不能形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向不定而左右顫動(dòng)。
　　處理故障：檢查接觸器接點(diǎn)閉合是否良好，接觸器及電動(dòng)機(jī)端子的接線是否緊固。
　　3、空載試驗(yàn)時(shí)，一按起動(dòng)按鈕SB2，KM2合KM3就噼叭噼把切換不能吸合。這是為什什么？
　　分析故障：以啟動(dòng)KM2和KM3就反復(fù)切換動(dòng)作，說(shuō)明時(shí)間繼電器沒(méi)有延時(shí)動(dòng)作，一按SB2起動(dòng)按鈕，時(shí)間繼電器線圈得電吸合，接點(diǎn)也立即動(dòng)作，造成了KM2和KM3的相互切換，不能正常啟動(dòng)。分析問(wèn)題出現(xiàn)在時(shí)間繼電器的接點(diǎn)上。
　　處理故障；檢查時(shí)間繼電器的接線，發(fā)現(xiàn)時(shí)間繼電器的接點(diǎn)使用錯(cuò)誤，接到時(shí)間繼電器的瞬動(dòng)接點(diǎn)上了，所以一通電接點(diǎn)就動(dòng)作，將線路改接到時(shí)間繼電器的延時(shí)接點(diǎn)上故障排除。
　　（時(shí)間繼電器往往有一對(duì)延時(shí)動(dòng)作接點(diǎn)，還有一對(duì)瞬時(shí)動(dòng)作接點(diǎn)，接線前應(yīng)認(rèn)真檢查時(shí)間繼電器的接點(diǎn)的使用要求。）