水泵控制櫃啓動方式

泵主要的驅動設備應該就是電機了，電機在啓動的時候有很多種方式，包括直接啓動、自耦減壓啓動、Y-Δ 降壓啓動、軟啓動器啓動、變頻器啓動等等方式。那麽他們之間有什麽不同呢？

泵用電機啓動要求

有足夠的啓動轉矩，保證泵能正常啓動。

在滿足啓動轉矩的要求下，啓動電流越小越好。

要求啓動平穩，減小對泵機械結構的沖擊。

啓動電流對電網沖擊越小越好。

啓動設備安全可靠，操作方便。

啓動過程中損耗越小越好。

直接啓動（全壓啓動）

直接啓動就是將電機的定子繞組通過開關或接觸器直接接入電源，在電機額定電壓下啓動。在電網容量和負載兩方面都允許全壓直接啓動的情況下，可以考慮采用全壓直接啓動。

優點是操縱控制方便，維護簡單，而且比較經濟。主要用于小功率電機的啓動，從節約電能的角度考慮，大于11kw 的電機不宜用此方法。

直接啓動電流很大，因此一般用于功率小于15KW的電機或者在供電、動力部門允許的情況下放寬電機功率範圍。是否能直接啓動主要取決于電機功率與變壓器容量之比。在有獨立變壓器，電機欲頻繁啓動，電動機的功率一般要小于變壓器容量的20%。如果不用頻繁啓動，該值可爲30%。如果直接接入電力公司電網，沒有獨立變壓器，按如下公式進行估算：

自耦減壓啓動

自耦減壓啓動是籠型感應電動機(又稱異步電動機)的啓動方法之一。它具有線路結構緊湊、不受電動機繞組接線方式限制的優點，還可按允許的啓動電流和所需要的啓動轉矩選用不同的變壓器電壓抽頭，故適用于容量較大的電動機。

圖1 自耦減壓啓動

工作原理如圖1所示：啓動電動機時，將刀柄推向啓動位置，此時三相交流電源通過自耦變壓器與電動機相連接。待啓動完畢後，把刀柄扳至運行位置切除自耦變壓器，使電動機直接接到三相電源上，電動機正常運轉。此時吸合線圈KV得電吸合，通過連鎖機構保持刀柄在運行位置。停轉時，按下SB按钮即可。

自耦變壓器次級設有多個抽頭，可輸出不同的電壓。一般自耦變壓器次級電壓是初級的40%、65%、80%等，可根據啓動轉矩需要選用。

這種啓動方式是在定子串電阻或電抗器的降壓啓動方式。這種方式只適用于空載或輕載啓動的場合。

星三角啓動(Y-△)

對于正常運行的定子繞組爲三角形接法的鼠籠式異步電機來說，如果在啓動時將定子繞組接成星形，待啓動完畢後再接成三角形，就可以降低啓動電流，減輕它對電網的沖擊。這樣的啓動方式稱爲星三角減壓啓動，或簡稱爲星三角啓動（Y-Δ 啓動）。

采用星三角啓動時，啓動電流只是原來按三角形接法直接啓動時的1/3。如果直接啓動時的啓動電流以6～7Ie 計，則在星三角啓動時，啓動電流才2～2.3 倍。這就是說采用星三角啓動時，啓動轉矩也降爲原來按三角形接法直接啓動時的1/3。

適用于無載或者輕載啓動的場合。並且同任何別的減壓啓動器相比較，其結構最簡單，價格也最便宜。除此之外，星三角啓動方式還有一個優點，即當負載較輕時，可以讓電機在星形接法下運行。此時，額定轉矩與負載可以匹配，這樣能使電機的效率有所提高，並因之節約了電力消耗。

由于星三角啓動時需要由星形接線轉換爲三角形接線，在轉換時需要斷開電源，因此該種啓動方式具有短暫的很大的沖擊電流。我國標准規定，4KW及以上額定電壓爲380V的電動機，繞組接線方法爲△，故大于等于4KW的符合GB標准的380V低壓電動機均能夠采用星三角啓動。

軟啓動

軟啓動在控制電路中采用軟啓動器。軟啓動器英文名稱爲soft starter，主要構成是串接與電源與電機之間的三相反並聯閘管及其電子控制電路。采用軟啓動時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電機逐漸加速，當晶閘管完全導通，電機及進入額定工作狀態。軟啓動具有啓動平穩、啓動電流低的特點。

這是利用了可控矽的移相調壓原理來實現電機的調壓啓動，主要用于電機的啓動控制，啓動效果好但成本較高。因使用了可控矽元件，可控矽工作時諧波幹擾較大，對電網有一定的影響。另外電網的波動也會影響可控矽元件的導通，特別是同一電網中有多台可控矽設備時。因此可控矽元件的故障率較高，因爲涉及到電力電子技術，因此對維護技術人員的要求也較高。

變頻啓動

變頻器是現代電機控制領域技術含量最高，控制功能最全、控制效果最好的電機控制裝置，它通過改變電網的頻率來調節電機的轉速和轉矩。因爲涉及到電力電子技術，微機技術，因此成本高，對維護技術人員的要求也高，因此主要用在需要調速並且對速度控制要求高的領域。變頻器一般應用于需要調速的場合，變頻器輸出不僅改變電壓而且同時改變頻率。變頻器通過改變頻率啓動電機，可以帶負載啓動，不會有沖擊電流。采用變頻調速，可實現可觀的節能。缺點是造價高。在空調水泵變頻應用、變頻給水中，變頻啓動非常常見。

液態變阻啓動

在電動機定子回路串入一特制液體電阻，該電阻在電機起動初始時刻自動投入，阻值在預定起動時間內均勻無級減小，並在阻值幾近爲0時刻切除，從而使主機電流及電機轉速無級勻滑變化，實現電機均勻上升、平穩起動。在高壓電機中應用比較多。

不同啓動方式對比

在電網和負載兩方面都允許的情況下，電機以直接啓動爲宜，因爲操縱控制方便，而且比較經濟。

自耦減壓啓動經常被用來啓動較大容量鼠籠式異步電機，雖然自耦減壓啓動是一種老式的啓動設備，但利用自耦變壓器的多抽頭減壓，既能適應多種負載啓動的需要，又能得到更大的啓動轉矩，加之還因裝設有熱繼電器和低電壓脫扣器而具有完善的過載和失壓保護而被廣泛應用。

星三角啓動方式電流特性很好，而轉矩特性差，故只適應于無載或輕載啓動的場合，但這種方式結構最簡單，價格最便宜，在輕載運行中可以節約電力消耗。

以上這些啓動方式都屬于有級減壓啓動，存在明顯缺點，即啓動過程中出現二次沖擊電流。

減壓啓動、軟啓動、變頻啓動優缺點對比

減壓啓動，常見的是星-三角啓動，缺點是啓動力矩小，僅適用于無載或輕載啓動。優點是，價格便宜。

軟啓動，可以設置啓動時間和啓動初始力矩對設備實現軟啓動與軟停止，並能限制啓動電流，價格適中。

變頻啓動，能根據設定時間平滑啓動，並讓設備運行在設定頻率，價格較高。

軟啓動與傳統減壓啓動方式的不同之處是：

①無沖擊電流。軟啓動器在啓動電機時，通過逐漸增大晶閘管導通角，使電機啓動電流從零線性上升至設定值。對電機無沖擊，提高了供電可靠性，平穩啓動，減少對負載機械的沖擊轉矩，延長機器使用壽命。

②有軟停車功能，即平滑減速，逐漸停機，它可以克服瞬間斷電停機的弊病，減輕對重載機械的沖擊，避免高程供水系統的水錘效應，減少設備損壞。

③啓動參數可調，根據負載情況及電網繼電保護特性選擇，可自由地無級調整至最佳的啓動電流。

注意軟啓動器和變頻器是兩種完全不同用途的产品。

變頻器是用于需要調速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率；軟啓動器實際上是個調壓器，用于電機啓動時，輸出只改變電壓並沒有改變頻率。

變頻器具備所有軟啓動器功能，但它的價格比軟啓動器貴得多，結構也複雜得多。

軟啓動、變頻器、減壓啓動綜合分析

1. 價格問題

自然是變頻器最貴，Y-Δ、自耦減壓啓動相對便宜。對于投入較小的項目，經濟性就會成爲首選；

2. 可控問題

Y-Δ、自耦減壓啓動簡單，但僅僅只是啓動。但在自動化程度高的場合，估計就會使用得較少，甚至軟起也少。而通過變頻器調控電機，包括轉速、電壓等就遠不是減壓啓動、軟啓動所能比擬的。所以變頻器在大型或自動化程度高的生產線就是首選了。

3. 組網通訊

變頻器本身可以通過自身集成的或擴展的通訊口實現網絡監控。軟起還能做一些監控，但要實現電機的實時監控，也是減壓啓動、軟啓動所不能比擬的。

4. 維護方面

由于Y-Δ、自耦減壓啓動本身就比較簡單，自然維護起來也最簡單。我其實很反對使用軟起，如果不選擇變頻器，肯定會直接選擇Y-Δ或自耦減壓啓動。

5. 變頻器能完成實現電機的軟起軟停，所以在相對負載較大的場合，Y-Δ、自耦減壓啓動或軟啓動都比不上變頻器。