起动电流过大对电网冲击大。
使电网电压降低对电机前端供电变压器影响大。
使得变压器输入电压幅度下降超过了额定值的允许偏差△=±10%或更严重。
这样,一方面影响了异步电机本身,由于Tst与电压U的平方成正比,导致Tst下降更多,当重载时电机将不能起动。
另一方面,影响由同一台供电变压器供电的其它负载,如电灯会变暗,用电设备失常,重载的异步电机可能停转等。
下面两种情况不能直接启动。
变压器与电机容量之比不足够大。
启动转矩不能满足要求。
综上所述,三相异步电机直接起动的情况只适应于供电变压器容量较大,电动机容量小于7.5kw的小容量鼠笼式异步电机。
对于大容量鼠笼式异步电机和绕线式异步电动机可采用如下方法：
（1）降低定子电压；
（2）加大定子端电阻或电抗；（3）对于绕线式异步电机还可以采用加大转子端电阻或电抗的方法。
对于鼠笼式异步电机，可以结构上采取措施，如增大转子导条的电阻，改进转子槽形。
总结：
直接起动即全压起动。
直接启动的条件：
由于直接启动的启动电流很大，因此在什么情况下采用直接启动，有关供电、动力部门都有规定，主要取决于电动机的功率与供电变压器的容量之比值。
一般在有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的情况下：
1：
若电动机启动频繁时,电动机功率小于变压器容量的20%时允许直接启动；
2:
若电动机不经常启动，电动机功率小于变压器容量的30%时也允许直接启动。
如果没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）的情况下，电动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算，满足下列关系则可直接启动。
全压起动条件：
（1）异步电动机功率低于7.5KW
（2）kf小于或等于1/4乘以3加电源总容量/启动电动机容量
直接起动时的影响：
（1）起动电流较大，可达额定电流的4——7倍，甚至达到8——12倍。
（2）过大的起动电流造成电机过热，影响电动机的寿命。
（3）过大的起动电流使电动机受到电动力的冲击，绕组变形可能造成短路而烧毁电动机。
（4）过大的起动电流会使电网线路电压降增大，对同一线路中的其他电器设备造成影响。
2.2星-三角启动
凡正常运行时定子绕组接成三角形的是三相鼠笼式异步电动机，在启动时临时成星形，待电动机启动后接近额定转速时，在将定子绕组通过Y-△降压启动装置接换成三角形运行，这种启动方法叫Y-△降压启动。
属于电动机降压启动的一种方式，由于启动时定子绕组的电压只有原运行电压的，启动力矩较小只有原力矩的，所以这种启动电路适用于轻载或空载启动的电动机。
特点：
定子绕组星形接法时，启动电压为直接启动采用三角形接法的1/3，动电流为三角形接法的1/3因而启动电流特性好，线路比较简单，投资少，其中启动转矩特性差，所以该线路适应用于轻载或空载启动场合。
线路分析如下：
1、合上空气开关QF接通三相电源。
2、按下启动按钮SB2，首先交流接触器KM3线圈通电吸合，KM3的三对主触头将定子绕组尾端联在一起。
KM3的辅助常开触点接通使交流接触器KM1线圈通电吸合，KM1三对主常触头闭合接通电动机定子三相绕组的首端，电动机在Y接下低压启动。
3、随着电动机转速的升高，待接近额定转速时（或观察电流表接近额定电流时），按下运行按钮SB3，此时BS3的常闭触点断开KM3线圈的回路，KM3失电释放，常开主触头释放将三相绕组尾端连接打开，SB3的常开接点接通中间继电器KA线圈通电吸合，KA的常闭接点断开KM3电路（互锁），KM3的常开接点吸合，通过SB2的常闭接点和KM1常开互锁接点实现自保，同时通过KM3常闭接点（互锁）使接触器KM2线圈通电吸合，KM2主触头闭合将电动机三相绕组连接成△，使电动机在△接法下运行。
完成了Y-△接压启动的任务。
4、热继电器FR作为电动机的过载保护，热继电器FR的热元件接在三角形的里面，流过热继电器的电流是相电流，定值时应按电动机额定电流的计算。
5、KM2及KM3常闭触点构成互锁环节，保证了电动机Y-△接法不可能同时出现，避免发生将电源短路事故。
三相异步电动机Y-△降压控制接线示意图安装注意事项：
1、Y-△降压启动电路，只适用于△形接线，380V的鼠笼异步电动机。
不可用于Y形接线的电动机应为启动时已是Y形接线，电动机全压启动，当转入△形运行时，电动机绕组会应电压过高而烧毁。
2、接线时应先将电动机接线盒的连接片拆除。
3、接线时应特别注意电动机的首尾端接线相序不可有错，如果接线有错，在通电运行会出现启动时电动机左转，运行时电动机右转，应为电动机突然反转电流剧增烧毁电动机或造成掉闸事故。
4、如果需要调换电动机旋转方向，应在电源开关负荷侧调电源线为好，这样操作不容易造成电动机首尾端接线错误。
5、电路中装电流表的目的，是监视电动机起动、运行电流的，电流表的量程应按电动机额定电流的3倍选择。
第3章三相异步电动机调速系统
3.1概述
本次设计主要是综合应用所学知识，设计异步电动机调压调速系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。
能够较全面地巩固和应用“异步电动机交流调速”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握Matlab语言设计的基本方法。
应用场合:
应用异步电动机调压调速系统，一般工业场合以及特殊伺用机床。
系统功能介绍:
本系统以三相异步电动机的转速为被控对象，根据工业场合的具体需要，调节定子电压对电动机进行无级调速。
3.2异步电动机调速系统的组成
交流调压调速是一种比较简便的调速方法。
常见的异步电动机调压调速系统由以下六大基本部分组成:
转速调节器（ASR）、触发装置（GT）、晶闸管交流调压器（TVC）、测速发电机（TG）、软启动器以及三相异步电动机（M）。
这里主要介绍三相异步电动机（M）的结构,和测速发电机（TG）、晶闸管交流调压器（TVC）和软启动器四大部分的具体结构以及工作原理。
一、三相异步电动机
异步电动机（asynchronousmotor）又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电动机。
异步电动机按照转子结构分为两种形式:
有鼠笼式、绕线式异步电动机。
作电动机运行的异步电机。
因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。
异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。
在中国，异步电动机的用电量约占总负荷的60%多。
交流电动机，特别是鼠笼型异步电动机，结构简单，成本低，维护方便，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠，对环境要求不高，因此在工农业生产中得到了极广泛的应用。
其突出的优点是：
电机制造成本低，结构简单，维护容易，可以实现高压大功率及高速驱动，适宜在恶劣条件下工作，并能获得和直流电机控制系统相媲美或更好的控制性能。
和直流电机一样，三相异步电动机主要也由静止的定子和转动的转子两大部分组成。
定子与转子之间有—个较小的气隙。
异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。
定子铁心是异步电动机主磁通磁路的一部分。
为了使异步电动机能产生较大的电磁转矩，希望有一个较强的旋转磁场，同时由于旋转磁场对定子铁心以同步转速旋转，定子铁心中的磁通的大小与方向都是变化的，必须设法减少由旋转磁场在定子铁心中所引起的涡流损耗和磁滞损耗，因此，定子铁心由导磁性能较好的0.5mm厚且冲有一定槽形的硅钢片叠压而成。
对于容量较大（10kW以上）的电动机，在硅钢片两面涂以绝缘漆，作为片间绝缘之用。
定子铁心上的槽形通常有三种‘半闭口槽半开口槽及开口槽。
槽内定子绕组的导线用槽楔紧固。
槽楔常用的材料是竹、胶布板或环氧玻璃布板等非磁性材料。
机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。
中小型异步电动机一般都采用铸铁机坐，并根据不同的冷却方式而采用不同的机座型式。
例如小型封闭式电动机、电机中损耗变成的热量全都要通过机座散出。
为了加强散热能力，在机座的外表面有很多均匀分布的散热筋，以增大散热面积。
对于大中型异步电动机，一般采用钢板焊接的机座。
笼形绕组，由于异步电动机转子导体内的电流是由电磁感应作用而产生的，不需由外电源对转子绕组供电，因此绕组可自行闭合，绕组的相数亦不必限定为三相。
因此笼形绕组的各相均由单根导条组成，因为异步电动机正常运行时，旋转磁场与转子导条的相对转速不大，即转差率在5%之下，所以导条中的感应电动势不大，如导条与铁心之间不加绝缘，由导条与铁心之间的接触电阻来限制导条间的漏电流也是可以的，一般无须用绝缘材料把导条与铁心隔开，艺极为简单。
笼型绕组就可以由插入每个转子中的导条和两端的环形端环组成。
如果去掉铁心，整个绕组的外形就象一个关松鼠的笼子，所以具有这种笼型绕组的转子，习惯上称为笼型转子。
笼型转子上既无集电环，又无绝缘，所以结构简单、制造方便、运行可靠。
异步电动机定、转子之间的气隙是很小的，中小型电机—般为0.2——2mm。
气隙的大小与异步电动机的性能关系极大。
气隙愈大，磁阻也愈大。
磁阻大时，产生同样大小的旋转磁场就需要较大的励磁电流。
气隙过小，会使装配困难和运转不安全。
如何决定气隙大小，应权衡利弊，全面考虑。
一般异步电动机的气隙以较小。
二、晶闸管交流调压器（TVC）
结构图如图2.1
晶闸管单相交流调压器，把三对反并联的晶闸管与负载相串联，然后接到交流电源上，通过控制晶闸管的导通角，调节负载上的电压和功率，这一装置称为晶闸管交流调压器。
晶闸管交流调压器在电炉的温度控制、舞台的灯光控制及中小功率异步电动机的转速调节中得到广泛应用。
交流调压器的输出仍是交流电压，因此它可以通过变压器再进行调压，但是它的输出电压波形与自耦式或感应式交流调压器不同，不再是正弦波形。
其中谐波分量较大，功率因数也较低（与导通角有关）。
交流调压器的晶闸管控制通常采用两种方式:
通断控制。
即把晶闸管作为开关将负载电路与电源接通几个周波,然后再断开一定周波数。
通过改变通断时间比达到调压的目的。
这里晶闸管起到一个通断频率可调的快速开关的作用。
相位控制。
将晶闸管作为这样一个开关，在电源电压每一周期中，在选定的时刻将负载电路与电源接通，改变选定的时刻即可达到调压的目的。
在交流调压器中，相位控制应用得较多，故下面主要介绍以相位控制的交流调压器。
通常在大功率或者为完成对某些负载控制方式时采用三相交流调压器。
三相交流
调压器接线形式很多，这些电路各有特点，现分别叙述如下：
晶闸管三相全波星形或三角形调压电路如图2.2：
这是一种三相三线制的线路结构。
采用这种线路时，可任意选择所需要的负载形式，即可用三角形或者星形。
这种电路连接的优点之一，就是它的输出谐波分量低。
由于线电流对称，因而只有奇次谐波，其中3次谐波被抵消了。
所以这种电路对邻近通讯电路干扰小，从而减轻了滤波问题。
但是这种电路必须保证有两相晶闸管同时导通，负载上才有电流通过。
因此触发脉冲必须采用宽脉冲或双窄脉冲，移相范围为150°。
晶闸管三相星型三角形调压电路，如图2.3：
此电路用三个晶闸管元件接成三角形方式，放在星形连接的中点，所以称为星点三角形调压电路，其原理图如图所示。
其中晶闸管的移相范围为210，触发脉冲宽度大于30°，晶闸管触发次序为T1、T2、T3。
此电路中只用了三个晶闸管元件，电路简单，但由于元件的单向导电性，又被接成三角形，故为不对称控制方式，正、负半波的波形不同，（面积相同），所以输出负载上有偶次谐波。
三、软启动器
软起动器是继自耦减压起动器、星-角减压起动器等之后，采用电子半导体器件，晶闸管，和单片机控制的智能化程度较高的一种新型电机起动装置，而且工作性能优于上述减压起动器。
软起动器的一般电路构成如图2.4：
软起动器的主电路，一般也由六只正反向并联的单向晶闸管组成，在三相调压电路上并联有旁路接触器的三组主触点。
旁路接触器一般均由用户外置，由控制线路控制其通断，部分中、小功率软起动器机型，也有装置内部自置旁路接触器的，外围控制线路也相对简化。
控制板是以单片机，（或称CPU）为核心的由模拟及数字集成电路构成的控制电路，包括CPU的基本电路、同步信号电路、输入电压、输出电流检测电路、脉冲触发电路，控制端子，模拟、数字输入/输出控制信号，电路、和控制电源、操作显示面板电路等单元电路，往往排列于1~3块线路板上。
其中控制电源电路，同步信号采样电路和脉冲触发电路，输入电压、输出电流检测的前级电路会安排于同一块线路板上，这块线路板又称为触发板，而其它电路和输入电压、输出电流检测的后级电路则安排于另一块线路板上，这块线路板又称为CPU主板。
软起动器的主电路形式如图2.5：
软起器的主电路，一般采用3只正反向并联的晶闸管模块，构成三相交流调压的电路形式，晶闸管主电路输出可控交流起动电压，起动过程结束后，交流接触器KM闭合，电动机进入运行阶段，同时晶闸管主电路停止输出。
在这里KM又称为旁路接触器。
由TA1、TA2、TA3检测运行电流信号，输入控制电路，用于运行电流显示、过载报警、停机保护等。
同时软起动器的停车方式，也有如下两种：
1）自由停车。
在这种停机模式下，软起动器接到停止命令后即断开旁路接触器并禁止晶闸管的调压输出，电机依负载惯性逐渐停车。
适用于对停车时间和停车距离无要求的负载设备。
2）软停车。
在这种停机模式下，电动机的供电由旁路接触器切换到晶闸管调压输出，输出电压由全压逐渐减小，使电机转速平稳降低，直至停止。
适用于对停车时间有要求和柔性停机要求的泵类负载等场合。
第4章三相异步电动机调速系统的设计与应用
4.1三相异步电动机调压调速系统的工作原理
异步电动机调压调速工作原理：
当异步电动机电路参数不变时，在一定转速下，异步电动机的电磁转矩TM与定子电压U1的平方成正比。
因此，改变定子外加电压就可以改变其机械特性的函数关系，从而改变异步电动机在一定输出转矩下的转速。
异步电动机的电磁转矩为：
它表明，当转速或转差率一定时，电磁转矩与电压的平方成正比。
这样不同电压下的机械特性便如下图所示，图3.1中表
示额定电压。
4.2三相异步电动机调速系统的结构原理图以及系统实现
异步电动机调压调速系统分为开环、单闭环、双闭环调压调速系统。
异步电动机开环、单闭环、双闭环调压调速系统结构原理图以及系统实现图，依次如下：
结论
本文首先分析了三相异步电机的传统的几种起动方法及其起动特性，得出利用晶闸管调压的软起动方式可以获得较为理想的软起动效果的理论。
即在同等的条件下，起动控制电路具有较简练的结构，系统工作可靠性高
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