电机启动电流分析

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电机启动电流到底有多大？
电机的启动电流是额定电流的多少倍说法不一，很多都是根据具体情况来说的。如说十几倍的、6~8倍的、5~8倍的、5~7倍的等。

一种是说法说在启动瞬间(即启动过程的初始时刻)电机的转速为零时,这时的电流值应该是它的堵转电流值。对最经常使用的Y系列三相异步电动机，在JB/T 10391 《Y系列三相异步电动机》标准中就有明确的规定。其中5.5kW电机的堵转电流与额定电流之比的规定值如下：
· 同步转速3000时，堵转电流与额定电流之比为7.0；· 同步转速1500时，堵转电流与额定电流之比为7.0；
· 同步转速1000时，堵转电流与额定电流之比为6.5；· 同步转速750时，堵转电流与额定电流之比为6.0。5.5kW电机功率比较大，功率小些的电动机启动电流和额定电流比值要小些，所以电工教材和很多地方都是说异步电动机启动电流是额定工作电流的4~7倍。为什么电机起动电流大？起动后电流又小了？

这里我们有必要从电机启动原理和电机旋转原理的角度来理解：

当感应电动机处在停止状态时，从电磁的角度看，就像变压器，接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈，成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈；定子绕组和转子绕组间无电的的联系，只有磁的联系，磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。

当合闸瞬间，转子因惯性还未转起来，旋转磁场以最大的切割速度——同步转速切割转子绕组，使转子绕组感应起可能达到的最高的电势，因而，在转子导体中流过很大的电流，这个电流产生抵消定子磁场的磁能，就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样。

而定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通，遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大，故定子电流也增得很大，甚至高达额定电流的4~7倍，这就是启动电流大的缘由。

启动后电流为什么小：随着电动机转速增高，定子磁场切割转子导体的速度减小，转子导体中感应电势减小，转子导体中的电流也减小，于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小，所以定子电流就从大到小，直到正常。



减小电动机启动电流的方法有哪些？

常见减小电动机启动电流的启动方法有直接启动，串电阻启动，自耦变压器启动，星三角减压启动及变频器启动的方法来减小对电网的影响。
直接启动
直接启动就是将电机的定子绕组直接接入电源，在额定电压下起动，具有起动转矩大、起动时间短的特点，也是最简单、最经济和最可靠的起动方式。全压起动时电流大，而起动转矩不大，操作方便，起动迅速，但是这种启动方式对电网容量和负载要求比较大，主要适用于1W以下的电机启动。
串电阻启动电机串电阻启动，也就是降压启动的一种方法。在启动过程中，在定子绕组电路中串联电阻，当启动电流通过时，就在电阻上产生电压降，减少了加在定子绕组上面的电压，这样就可以达到减小启动电流目的。自耦变压器启动利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到更大的起动转矩，是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它的最大优点是起动转矩较大，当其绕组抽头在80%处时，起动转矩可达直接起动时的64%，并且可以通过抽头调节起动转矩。星三角减压启动
对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在起动时将定子绕组接成星形，待启动完毕后再接成三角形，就可以降低启动电流，减轻它对电网的冲击。这样的启动方式称为星三角减压起动，或简称为星三角启动。采用星三角启动时，启动电流只是原来按三角形接法直接启动时的1/3。在星三角启动时，启动电流才2-2.3倍。

这就是说采用星三角启动时，启动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载启动的场合。并且同任何别的减压启动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。除此之外，星三角启动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。此时，额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。
变频器启动变频器是现代电动机控制领域技术含量最高，控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置，它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。因为涉及到电力电子技术，微机技术，因此成本高，对维护技术人员的要求也高，因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。如何准确测量电动机启动电流？

这里我们有必要从电机启动原理和电机旋转原理的角度来理解：
电机启动的过程是一个动态变化的过程，在实际测试过程中想要准确测试，一般采用高采样率的波形记录仪或者具备波形记录功能的测试仪器完成。以高采样率的测试仪器对被测电量进行记录并且绘制瞬态波形或趋势曲线，一般由以下几种测试方式：

用示波器来测 —— 在电机启动回路中安装一个变比比较大(可根据电机的功率，或厂家提供的参数选择)电流传感器，电流传感器的二次绕组接入示波器，即可完成测量。用故障录波装置来测 —— 在电机启动回路中安装电流传感器，电流传感器的二次绕组接入故障录波装置，在电机启动过程中启动录波，即可测量。用便携式电能质量分析仪来测 —— 在电机启动回路中安装电流传感器，电流传感器的二次绕组接入便携式电能质量分析仪，在电机启动过程中测量。用高端电机测试系统来测试 —— 通过设置测功机传感器变比和同步源等参数，可以有效对启动电流进行测试。用功率分析仪来测 —— 功率分析仪是一种通用测试仪器，也是现代电机测试台架的必要组成部件，可以准确对电机各项参数进行高精度测试。