電動(dòng)機(jī)對于全球無數(shù)的自動(dòng)化應(yīng)用起至關(guān)重要的作用。在大多數(shù)情況下，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)（即向電動(dòng)機(jī)供電）需要一些工程設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)也必須與電動(dòng)機(jī)的繞組布置兼容。只有最簡單和最小的設(shè)計(jì)（通常使用5 hp或更小的單相電動(dòng)機(jī)或15 hp或更小的三相電動(dòng)機(jī)）才可以在沒有風(fēng)險(xiǎn)電機(jī)過載和線路欠壓的情況下直接連接（也稱為跨線）到電源。以這種方式驅(qū)動(dòng)的三相電動(dòng)機(jī)可以以簡單的星形（也稱為星形）或三角形配置連接繞組……而雙電壓電動(dòng)機(jī)（方便接受230 V或460 V輸入的方式）具有可以運(yùn)行的雙線圈組并聯(lián)或串聯(lián)（對于較高電壓）。

在其他任何地方，全線電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)都會(huì)給電動(dòng)機(jī)本身以及與電動(dòng)機(jī)相連的系統(tǒng)帶來太多問題，包括有害的電氣影響以及機(jī)械動(dòng)力傳輸組件的過度磨損。安全性，生產(chǎn)率和精確度的設(shè)計(jì)目標(biāo)通常需要使用更高級的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。

接觸器和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器之間的區(qū)別

接觸器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器雖然是不同的組件，但它們可以互換使用，因?yàn)樗鼈兊暮诵氖峭耆嗤募夹g(shù)——能夠處理高壓的開關(guān)。

不同之處在于，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器具有一個(gè)或多個(gè)接觸器中沒有的系統(tǒng)，如某種過載繼電器會(huì)切斷電壓輸入。如果該繼電器檢測到電動(dòng)機(jī)過載或由于長時(shí)間運(yùn)行的過電流而造成的熱損害，則該繼電器會(huì)被切斷。那些被指定為自保護(hù)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)還包括短路保護(hù)。再次強(qiáng)調(diào)，術(shù)語的精確使用是關(guān)鍵：與其討論任何電氣故障，不使用短路來表示，而是在討論由電力流動(dòng)引起的突然過電流而發(fā)現(xiàn)了一些意外的行進(jìn)路徑時(shí)才使用該術(shù)語。短路保護(hù)可立即起作用，以切斷系統(tǒng)與電源的連接。

接觸器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器之間的另一個(gè)區(qū)別與這兩個(gè)組件的額定值和指定方式有關(guān)。接觸器通常按其電壓容量分類。相比之下，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器通常通過其電流容量和與其兼容的電動(dòng)機(jī)的功率來額定……甚至在啟動(dòng)時(shí)適應(yīng)涌入電流而不會(huì)造成跳閘的情況下。這通常是通過繼電器跳閘稍微延遲來完成的，因?yàn)樵S多電動(dòng)機(jī)（尤其是較小的電動(dòng)機(jī)）可以在幾秒鐘內(nèi)達(dá)到滿速運(yùn)行。

從最基本的級別啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)分為手動(dòng)或自動(dòng)。手動(dòng)啟動(dòng)包括手動(dòng)開-關(guān)開關(guān)，當(dāng)工廠人員激活時(shí)，它們簡單地接通或斷開電動(dòng)機(jī)輸入電路。某些可作為真正的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的型號（如上所述）包含一個(gè)熱過載繼電器，以在電動(dòng)機(jī)過熱時(shí)使電動(dòng)機(jī)斷電。相反，自動(dòng)觸發(fā)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)有時(shí)也稱為機(jī)電接觸器的電磁啟動(dòng)，而電磁接觸器是此設(shè)計(jì)的核心。

與任何機(jī)電繼電器技術(shù)一樣，它們具有固定的電磁線圈（根據(jù)按鈕，限位開關(guān)，計(jì)時(shí)器，浮球開關(guān)或其他繼電器的命令）將兩個(gè)電路合在一起。這些電路包括輸入電源觸點(diǎn)和匹配的載體（一旦閉合在一起），電流可流入電動(dòng)機(jī)繞組。這種設(shè)計(jì)的一個(gè)變體是組合式啟動(dòng)器，它包括磁作用以及在需要時(shí)通過某種方式斷開電源如使用保險(xiǎn)絲，斷路器或電動(dòng)機(jī)電路開關(guān)。

減壓電機(jī)啟動(dòng)器

除全電壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系列外，還有低壓啟動(dòng)器。在機(jī)器軸要求平穩(wěn)，無震顫加速至全速的情況下（以保護(hù)所連接的機(jī)器設(shè)備或某些所連接的負(fù)載），必須使用低壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器。實(shí)際上，它們在由本地電力公司調(diào)節(jié)的設(shè)置中也很有用，這些設(shè)置可以限制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間電源上的電壓波動(dòng)和電流浪涌。

低壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器包括四種常見的類型：

1.初級電阻電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器

初級電阻電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器是一種經(jīng)濟(jì)高效的選擇。它需要使用一定數(shù)量的電阻器和接觸器，而接觸器決定了啟動(dòng)電壓的步進(jìn)數(shù)。由于電路的低電感，這些步驟可能會(huì)有些突然。盡管電阻器可能體積龐大且效率低下，但這種啟動(dòng)器類型可提供可靠的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

2.初級反應(yīng)堆電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器

初級反應(yīng)堆電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器在大型高壓電動(dòng)機(jī)上最常見。它們在類似于初級電阻電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的電路中采用電抗器（電感器）作用。盡管額外的系統(tǒng)電感會(huì)降低整體效率，但仍可能有相對較長的平滑加速時(shí)間（甚至達(dá)到十幾秒或更長），而不良的功率因數(shù)會(huì)降低產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量和電機(jī)磁通量。

3.自耦電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器

初級反應(yīng)堆電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器成本較高，但在需要可調(diào)節(jié)的啟動(dòng)扭矩的情況下很有用。自動(dòng)變壓器電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器使用單繞組變壓器-后者是用于將電能從一個(gè)電路傳遞到另一個(gè)電路的無源電氣設(shè)備。更具體地，自耦變壓器起動(dòng)器在具有可選抽頭的自耦變壓器上采用三組電接觸器。這可以提供步進(jìn)電壓啟動(dòng)，從而在啟動(dòng)時(shí)可以長期平穩(wěn)加速-甚至達(dá)到幾十秒。對于那些主要（而不是效率）是主要設(shè)計(jì)目標(biāo)的應(yīng)用，對于高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)電壓可以是線路電壓的50％至80％。

4.軟起動(dòng)器

在所有電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器選項(xiàng)中，采用固態(tài)半導(dǎo)體技術(shù)的軟啟動(dòng)器具有最大的可控性。它們也是電動(dòng)機(jī)內(nèi)部子組件和附加動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)中最輕巧的一種。軟起動(dòng)器的核心是各種晶閘管或SCR組件……因此，例如，某些設(shè)計(jì)在進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的三條線中的每條線上都有一對晶閘管。有關(guān)此技術(shù)的基礎(chǔ)，請查閱本設(shè)計(jì)指南中有關(guān)固態(tài)繼電器的部分。這些開關(guān)設(shè)備的作用是控制進(jìn)入電動(dòng)機(jī)繞組的電功率（如顯示點(diǎn)火角的軟起動(dòng)器圖所示），同時(shí)利用電動(dòng)機(jī)在初次啟動(dòng)時(shí)的電壓，電流和轉(zhuǎn)矩如何降低。然后他們按照預(yù)設(shè)的程序逐漸提高電壓和扭矩。

電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器編程規(guī)定了增加電壓的確切參數(shù)，以設(shè)置電壓。考慮一個(gè)典型的基于SCR的軟起動(dòng)器的操作：這里的導(dǎo)電（門控）SCR具有可移動(dòng)的柵極點(diǎn)…并調(diào)回該速度值（稱為斜坡時(shí)間）會(huì)導(dǎo)致在SCR接通之前增加電壓累積。然后，一旦電動(dòng)機(jī)繞組達(dá)到滿電壓，SCR就會(huì)關(guān)閉。過長的斜坡時(shí)間可能使電流超過電動(dòng)機(jī)的安全極限，或提示電流極限安全切斷。

除了已經(jīng)提到的好處外，軟啟動(dòng)器還可以提供電動(dòng)機(jī)保護(hù)（即使在電力不足的情況下，在相位不平衡期間）以及軟停止的能力。軟停止在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)諸如輸送機(jī)之類的設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)有所幫助，這些設(shè)計(jì)涉及的慣性在運(yùn)輸過程中會(huì)發(fā)生移動(dòng)或斷裂。

當(dāng)然，變頻驅(qū)動(dòng)器（VFD）是軟啟動(dòng)功能的另一種選擇。它們通過改變電動(dòng)機(jī)輸入電壓頻率而不是電壓幅值，提供了與軟啟動(dòng)器相同的受控啟動(dòng)和停止功能，但方式不同。VFD與軟起動(dòng)器相比的其他優(yōu)點(diǎn)包括能夠在整個(gè)工作范圍內(nèi)控制電動(dòng)機(jī)速度。VFD還可以提供功率來保持扭矩（零速時(shí)為全扭矩），這在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用（例如起重機(jī)和電梯）中至關(guān)重要。

但是，對于某些設(shè)計(jì)，VFD過于昂貴和復(fù)雜。降低電壓的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器往往比VFD更適合，因?yàn)樵诘陀谄渥罡咚俣阮~定值的情況下運(yùn)行連接的電動(dòng)機(jī)并不會(huì)帶來效率提升。
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