电机起动器的主要功能是启动和停止与之相连的电机。这些是特殊设计的机电开关，类似于继电器。继电器和起动器的主要区别在于起动器对电机有过载保护。因此，起动器的作用是双重的，即自动或手动将电源开关到电机上，同时保护电机免受过载或故障。
根据电机(交流电机)的额定值和尺寸，电动机起动器有不同的额定值和尺寸。这些状态安全切换必要的电力到电机，也防止电机牵引大电流。让我们看看更多关于电机起动器的需求的细节，不同类型的电机起动器以及它们的接线图。在本文中，我们将只讨论交流电机起动器，因为它们是工业和商业应用中的工作马。
大纲
为什么电机需要电动机起动器?
对于感应电动机(三相型)，需要一个定子来限制起动电流。在三相感应电机中，转子感应电动势与感应电机的转差率(它是定子和转子之间的相对速度)成正比。这个转子电动势驱动通过转子的电流。
当电机处于静止状态时(启动时)，电机的速度为零，因此滑移量最大。这导致转子在起动条件下有非常高的电动势，从而有非常高的电流流过转子。
由于转子需要大电流，定子绕组从电源中吸取非常大的电流。这个初始牵引电流可以是电机满载电流的5-8倍。
这个巨大的电流在起动电机可以损坏电机绕组，也可以造成大的电压下降在线路。
这些电压尖峰可能会影响连接到同一线路上的其他电器。因此，起动器必须限制起动电流，以避免损坏电机以及其他毗邻设备。
起动器是一种通过降低施加到电动机上的电源电压来降低电动机初始大电流的装置。这种降低应用于非常短的持续时间，一旦电机加速，滑移值下降，因此，然后施加正常电压。
电动机起动器除了提供起动电流保护外，还提供过载保护、单相保护和低压保护。
过载保护是必要的，因为在过载状态下，电机吸取更多的电流，它会导致绕组产生过多的热量。这种额外的热量会降低电机的寿命，并可能导致绕组燃烧，从而引起火灾。
所有起动装置都配有过热保护元件，以限制过载期间的大电流。大多数这些设备工作在定时过载的概念，过载电流是允许在短时间内(非常少的秒)，然后停止电机，如果电流存在超过那个时间。
大多数起动器都配有双金属条来实现这一操作。
一些额定功率在5马力以下的电动机在不降低供电电压(初始状态)的情况下直接连接(使用DOL起动器)，但具有过载、低压保护和单相保护。这是因为这种电机可以在短时间内承受高启动电流。
电机起动器是如何工作的?
基本上，起动器是一种开关装置，它由电触点(输入和输出)组成。根据操作的不同，起动器主要分为手动起动器和电动起动器。
手动起动器的侧面有一个控制杆，可以打开或关闭。这些通常用于较小的电机，因为它们不能远程操作。
这种类型的电动机起动器使电动机在电源中断后立即重新启动。断电后电机的这种瞬间操作可能会导致危险电流流入电机，从而损坏电机。这就是为什么大多数起动器都配有电气开关的原因。
如果是电动起动器，则采用机电继电器开关载电导体。这些继电器被称为接触器。当接触器中的线圈通电时，它会产生电磁场并拉动开关触点。
当线圈断电时，触点被弹簧装置拉回正常位置。通常，电动机起动器配有按钮(启动和停止按钮)，以便给线圈通电和断电，以便触点操作。这些电动启动器在断电后不会重新启动，直到按下启动按钮。
电动机起动器使用的不同技术
与任何其他类型的电机相比，大多数工业操作使用三相感应式电机。有不同的技术用于启动三相感应电动机。在了解各种类型的起动器之前，让我们先讨论一下用于感应电动机起动器的技术。
全电压技术
这种方法通常被称为直接在线启动(DOL)，是三相异步电机最常用的启动方式。在这种技术中，全电压(或额定电压)是应用在整个电机，因为它是一个固有的自启动电机，需要全电压启动它。
这种技术仅适用于上述额定功率低于5HP的电机。采用这种方法的电动机起动器称为DOL起动器。
降压技术:此方法适用于额定功率在100HP及以上的大型电机(或需要很高启动电流的电机)。正如前面所讨论的，这些高额定电机的启动电流非常高，也可能导致电压下降在线路。
在这种情况下，使用降压技术，其中电机的电压最初降低几秒钟，直到电机旋转，然后施加的电压增加到其额定电源电压，从而电机旋转到其额定速度。
采用降压技术的电动机起动器称为降压起动器。常用的降压起动器有定子电阻起动器、自耦变压器起动器和起动三角起动器。
双向起动器技术
在某些过程中，需要在正反两个方向上操作电机。一般情况下，三相电机的方向可以通过改变三相电源的任意两根导线(即改变RYB的顺序)来逆转。
该方法采用两个接触器，它们之间有合适的连接和联锁机构，以实现双向操作。
多速的技术
在这种方法中，电动机起动器被制成向电动机提供不同的电压，以使电动机以不同的速度运行。
通常，这些起动器被设计为使用两个或更多接触器以两到三种不同的速度运行电机。大多数这些起动器都是完全和降低电压的版本。
电动机起动器的类型
基于上述技术，下面列出了最常见的起动器类型。
- 定子电阻起动器
- 汽车变压器起动器
- 星形三角起动器
- 直接在线起动器
- 软起动器
这些电动机起动器将在下一节详细讨论。
定子电阻起动器
在这种方法中，通过将外部电阻串联到定子绕组的每一相来降低感应电动机的电压。
在电机启动过程中，这些电阻保持在最大位置，这样由于电阻之间的大电压降，对电机施加的电压就降低了。这种起动器的原理图如下图所示。
一旦电机加快速度，连接到每个相的电阻从定子电路逐渐减少。当这些电阻从电路中去除时，一个额定电压(全电压)加到电机上，因此电机以额定速度运行。
在这种方法中，重要的是保持电机的启动转矩，同时最小化启动电流。这是因为电流与电压成比例变化，而转矩则是施加电压的平方变化。
假设施加的电压降低50%，电流将降低到50%，而转矩降低25%。
该起动机结构简单，是所有方法中最经济的一种。此外，该起动器可用于电机，无论他们是星型或三角形连接。然而，由于电阻中的高功率损耗，在电机中发生了很大的功率损耗。
此外，电压降低会导致电机启动时转矩降低。由于这些局限性，电阻法在某些领域的应用受到了限制。
汽车变压器起动器
在这种方法中，一个三相自耦变压器与电动机串联。这种变压器可以降低施加在电动机上的电压，从而降低电流。这种起动器的原理图如下图所示。
这个启动器包括转换开关这在降低电压和满电压条件之间切换电机。当这个开关处于启动位置时，一个降低的电压施加到电机上。
这个电压取决于胶带的百分率，并通过改变位置来控制自耦变压器滑块。
当电机达到额定转速的80%时，转换开关使用继电器自动连接到RUN位置。因此，额定电压被施加到这个电机上。这些变压器还具有过载、空载和延时电路。
在这种方法中，与其他降低电压的方法相比，在线路侧给定启动电流时，电机终端电压更高。因此，这种方法每线安培电流提供最高的启动转矩。
这个定子可以连接到星形和三角形连接的三相电机。然而，这些起动器比定子电阻起动器更昂贵。
星三角起动器
的星三角起动器是最常用的低压起动器，因为它是所有起动器中最便宜的。在该方法中，异步电动机在启动时采用星型连接，在额定转速下采用三角形连接。
这些起动器被设计成在感应电动机的三角连接定子上运行。该起动器的原理图如下图所示。
该起动器采用TPDT(三极双掷)开关，起动时将定子绕组以星形连接。由于这种星型连接，加到电机上的电压降低了1/√3。这种降低的电压导致通过电机的电流更少。
当电机加快速度时，TPST开关被自动抛出在另一边使用继电器，这样的绕组现在连接在三角洲横跨供应。因此，正常的电压是适用于电机(因为在三角连接电压相同，VL =VP)，因此电机运行在正常的速度。
与其他方法相比，该方法成本低，无需维护。然而，这只适用于三角形连接的电机，并且也不能改变启动电压降低的系数，即1/√3。
直接在线起动器
如前所述，小容量电机(低于5马力)没有很高的启动电流。而且不使用任何起动器，这样的电机可以承受起动电流。
不需要在启动时降低电机的电压，因此电机可以直接连接到供电线路。起动器中采用的这种结构称为直接联机起动器或简称联机起动器痛单位起动器．
虽然，这种起动器不降低起动电压，但它提供了保护电机防止过载，单相和低电压。直接在线起动器原理图如下图所示。
在启动条件下，常开触点(NO)被推动几分之一秒，这使磁化线圈通电。线圈产生的磁通吸引接触器，这样电机就连接到电源上了。
当线圈从额外的开关获得电源时，接触器保持这个位置。当一个常闭(NC)开关被压下时，线圈断电，接触器通过弹簧装置分离，由电动机的供应被拆除。
在任何过载条件下，电机吸取大电流，导致过热。这种过度加热使用过载传感器来操作热继电器。然后，过载触点开始工作，将给电机的电源移走。
它是最简单、最便宜、最可靠的方法，因此被广泛使用。DOL起动器的主要缺点是电机在短时间内启动时产生很高的电流。
软起动器
在该方法中，采用半导体电源开关来减小感应电机的启动电流。这是另一种降压起动器，它与施加到电机的线路电压串联。软起动器原理图如下图所示。
这种起动器由定子绕组的每一相的背对背晶闸管或可控硅组成。通过控制这些晶闸管的发射角度，施加到电机上的电压将被无级降低。与上面讨论的其他方法相比，这种类型的电压降低操作更平稳。
这样就不会出现转矩脉动，因此在电机启动时就不会出现颠簸。一旦电机得到正常的速度，发射角度的晶闸管是应用这样，他们允许电机的全部电压。
对于较大的电机，采用了变频驱动，并结合了软启动功能。这样的驱动器控制起动电流以及电机的速度到一个期望的值。
这些起动器还提供了额外的保护，如过载、低电压和单相。
结论
电机起动器的入门指南。它们是现代电机驱动器的一个重要组成部分，以确保电机的安全和保护操作。我们了解了电机起动器的需要，不同类型的电机起动器，以及一些流行的电机起动器技术的接线图。
