三相籠形非同步電動機，由於起動電流達額定電流的5－7倍，大功率電機起動時會造成很大的電壓降，從而影響其它電氣裝置的正常使用。因此一般當頻繁起動的電動機功率達到變壓器容量的20%以上，偶爾起動的電動機功率達變壓器容量的30%以上，就要採取限制起動電流的措施。

限制起動電流可採用降低電壓起動及變頻起動，由於變頻器價格太高，對一些不需調速執行的電動機而言，用變頻起動真有點大材小用，所以一般採用不多，當然土豪除外，目前還是主要採用降壓起動。

電動機額定電壓起動時的起動電流

Is=U/Z

U……電動機額定電壓

Z……電動機繞組阻抗

電動機降低電壓後，起動電流也成比例降低。

Ux=kU

Ux……降壓起動時的電壓

k……降壓比（降壓係數）

k=Ux/U

降壓起動電流Ix=Ux/Z=kU/Z=kIs

Is……電動機額定電壓起動時的起動電流

可見電壓降低多少比例，起動電流也降低多少比例，都是乘以k。

又由於電動機的輸出轉矩與電壓的平方成正比，因此有

Tx=k²Ts

Tx……降壓後的起動轉矩

Ts……額定電壓起動的轉矩

可見降壓後的起動轉矩減小了降壓比的平方數，轉矩降低的幅度比起動電流降低的幅度大得多。降壓起動是以犧牲起動轉矩為代價的，因此任何降壓起動都只能在空載或輕載的情況下進行。

衡量一種起動方法效能優劣的主要指標，就是起動轉矩儘可能大，而起動電流盡可能小。

目前降壓起動方法主要有自耦變壓器、星三角、串聯電阻或電抗起動及軟起動等多種。

自耦變壓器起動

原理如圖

它是利用自耦變壓器來降壓，降壓比一般有兩種，變壓器輸出設定65%抽頭與80%抽頭。

起動時接觸器KM2、KM1先後吸合，電動機得到的電壓是自耦變壓器T輸出的電壓，起動結束後，KM2、KM1先後釋放，接觸器KM3吸合，電動機接入額定電壓執行。

自耦變壓器的輸出電流Isx，就是電動機的降壓起動電流，滿足

Isx=kIs

但由於有變壓器的降壓作用，電源提供的電流

I=kIsx=k²Is

這比前面提到的Ix=kIs更小，就是說用自耦變壓器起動，電源提供的起動電流，比電動機的起動電流又減小了k倍。所以又把自耦變壓器起動稱為補償器起動，它補償了一部分電流給電動機，使電源提供的電流進一步減小，這是自耦變壓器起動的最大優點，就是電源提供的起動電流不是kIs而是k²Is（k<1），簡單地說就是同樣的降壓比可以獲得更小的起動電流。

自耦變壓器起動的另一個優點，是可以實現閉路轉換。如上圖當起動結束，1KM與2KM釋放後，3KM才吸合，這叫開路轉換。就是電動機從降壓狀態轉為額定電壓狀態時，中間有斷電間歇，這會造成第二次接入電源，引起二次湧流，2KM分斷時也會有很大弧光，使2KM壽命降低。電動機在接入電源的瞬間（持續時間約0.1S）會產生很大的衝擊電流，也稱合閘湧流，往往達到起動電流的2倍。

如果斷開1KM後，不斷開2KM，電動機將串聯部分變壓器繞組依然與電源接通，然後3KM吸合，再讓2KM釋放，這就是閉路轉換。好處是轉換過程不斷電，不會產生二次湧流，2KM分斷時無電流。

自耦變壓器起動的缺點，就是要用一臺變壓器，成本高，起動櫃重量大。

星三角起動

星三角起動是最簡單成本最低的降壓起動法，就是把原是三角形連線的電動機繞組接成星形，使繞組電壓從380V降為220V起動，起動結束後再恢復三角形連線執行。

如圖是電動機繞組的兩種接法，左邊是三角形右邊是星形，Z表示電動機繞組阻抗，線電壓用Uab表示，相電壓用Uan表示，線電流分別用I△、IY表示。

這與自耦變壓器起動的I=k²Is是一樣的，這也說明星三角起動時，起動電流的減小幅度與自耦變壓器起動相同都是k²倍，也就是起動效能基本一致。但星三角起動不需要變壓器，這是它的最大優點。

星三角起動，起動電流是額定電壓起動時的三分之一，起動轉距也是額定電壓起動時的三分之一。

星三角起動如何實施？先了解電機接線盒內三相繞組6個引出端的編號如圖

星形接法與三角形接法的連線情況如圖

控制電路如圖1

實物圖如下

星三角起動的缺點，一般只能開路轉換，如要閉路轉換，需增加過渡電阻。

延邊三角形起動

延邊三角起動是在星三角起動基礎上發展而來，為了提高起動轉矩，把電動機繞組一部分接成三角形，在三角形的角上留下一部分繞組，就象三角邊延長了一樣而得名。如圖

延邊三角起動雖然提高了一點起動轉矩，但是以增加起動電流為代價的。而且電動機要有9個引出線端，筆者只在以前的JO系列電動機上遇到過9個出線端，採用延邊三角起動的電機，在Y系列電機上沒有見過這種電動機。

實際上Y系列電機比JO系列電機，在額定起動轉矩上已提高30%，用星三角起動的起動轉矩就已達到了JO電機用延邊三角起動的起動轉矩，所以延邊三角起動基本已被淘汰。

串聯電阻或電抗起動 如圖

起動時接觸器KM1先吸合，在電動機線路中串聯電阻R或電抗，電阻或電抗的電壓降，使電動機端電壓降低，起動結束後接觸器KM2吸合，轉換到額定電壓執行。起動時滿足以下公式

Ux=kU，k=Ux/U，Ix=kIs

Ux……降壓起動時的電壓

U……電動機額定電壓

k……降壓比（降壓係數）

Ix……降壓起動時的電流

Is……額定電壓起動時的電流

串電阻或電抗起動，起動電流只減小k倍，而不象自耦變壓器與星三角起動那樣可減小k²倍（k<1）。也就是說在獲得同樣大小的起動轉矩情況下，串電阻或電抗起動的電流要比自耦變壓器與星三角起動電流大得多。例如同樣是把繞組電壓降低到220V起動，降壓比是1/√3，那麼串電阻或電抗起動的電流Ix=kIs=Is/√3，而星三角起動是IY=k²I△=I△/3。如果一臺電動機額定電流40A，額定電壓起動電流為280A，用串電阻起動電流為161.66A，用星三角起動電流為93.33A，兩者相差√3倍，而此時兩者的起動轉矩是相同的，都滿足Tx=k²Ts，都是額定電壓起動轉矩的三分之一。

如果要求兩者的起動電流一樣，那麼串電阻或電抗起動，勢必要採用更低的起動電壓，從而使起動轉矩更小。

根據Ix=kIs，k=Ix/Is=93.33÷280=0.33

那麼Tx=k²Ts=0.33×0.33Ts=0.11Ts

可見如果把串電阻或電抗起動的電流限制在與星三角起動電流相同的93.33A，起動轉矩只有0.11Ts了，也就是差不多是額定電壓起動轉矩的十分之一。

這說明串電阻或電抗起動的起動效能，不如星三角與自耦變壓器起動，這也就是串電阻或電抗起動採用不多的原因，一般只用在不能採用星三角起動的高壓電機上。而串電阻與串電抗相比較，電阻價格低但能耗大，電抗價格高但能耗小。

不過串電阻或電抗起動也有優點，就是它的起動電壓是可以自動升高的。電動機起動時隨著轉速的提升，起動電流是逐漸減小的，那麼串聯的電阻或電抗上的電壓降也就逐漸減小，電動機端的電壓就逐漸升高，這個效能非常有利於電機的起動加速，可縮短起動時間，具備了軟起動的部分功能。這種特性適合起動拖動風機、水泵的電動機，因為風機水泵的阻轉矩是隨著轉速升高而增加的，在剛起動時要求的起動轉矩並不大，隨著轉速升高阻轉矩越來越大，就希望電動機的轉矩也能跟著提高。串電阻或電抗起動，起動過程中一般可從額定電壓的50%上升到80%，而星三角起動的起動電壓固定在220V，約為額定電壓的58%，在起動風機、水泵電動機時，常常無法加速到額定轉速的80%，不得不提前轉換到額定電壓執行。

軟起動器起動

軟起動器實質上是一個閘流體（可控矽）調壓器，串聯在電動機電路中如圖。

每一相由兩隻反並聯的閘流體組成，對交流電的正半波與負半波進行相位控制，通俗地說就是把正半波與負半波切掉一塊，切掉的面積越大，輸出電壓越低，理論上輸出電壓可在零與電源電壓之間無級調節，它等效於一個可變電阻。這樣在起動過程中可以從起動電壓開始，逐漸提高電壓至額定電壓，中間沒有轉換跳躍，整個起動過程比較柔軟，故得名軟起動。

由於等效於可變電阻，其起動電流減小的幅度也只有k倍，這一點與串電阻或電抗起動是一樣的，就是起動轉矩不大，起動電流較大。只是它最終可以無級地把起動電壓提升到額定電壓，這又是其它降壓起動方法無法企及的，這是它的最大優點。

因此軟起動器最適合風機、水泵電動機的起動，可以從很小的起動電壓開始，逐漸升壓使電動機加速，直至分別達到額定電壓與額定轉速。

但如果把軟起動器用在其它場合，那麼還不如星三角起動。因為在獲得同樣大小起動電流的情況下，星三角起動轉矩達額定電壓起動轉矩的三分之一，而軟起動器的起動轉矩只有十分之一強，那麼軟起動器就有可能無法把電機起動起來。雖然軟起動器可以任意調節起始起動電壓，不過是要以增大起動電流為代價的。

軟起動器有多種起動方式，如限流起動、電壓斜坡起動、轉矩控制起動、突跳起動等，但都不能突破Ix=kIs與Tx=k²Ts。

軟起動器的缺點是價格高，所有降壓起動方法中價格最高，其次是輸出電壓不是正弦波，對電網干擾大又容易使電機發熱。

綜上所述，實際上價效比最高的是星三角起動，它以三分之一的起動電流，達到了三分之一的起動轉矩。對此只有自耦變壓器起動可與它打個平手，但代價是需要一臺變壓器。有人說自耦變壓器可以換接到80%抽頭，起動轉矩不就超過星三角起動了嗎？須知起動轉矩的提高是要以增大起動電流為代價的，否則乾脆用“100%”抽頭不是更好？實際上增大起動電流後，線路電壓降也會加大，造成電動機電壓下降，又會造成起動轉矩減小，這是一個惡性迴圈怪圈，任何降壓起動方法都無法突破，除非用變頻起動。

限於篇幅，此文不少地方沒有詳述，考慮到文章太長，讀者可能不會讀完，所以儘可能簡單地講清楚題主的問題。如有疑問敬請提出……

星三角降壓啟動，自耦減壓啟動，串電阻或電抗器降壓啟動，延邊三角啟動，軟啟動器降壓啟動的優點和缺點分別是:星三角降壓啟動優點，啟動裝置簡單，經濟，可以頻繁啟動；缺點:1、由於啟動轉矩是全壓啟動的1/3，只能空載或輕載啟動，2、電動機繞組必須是三角形接法，3、電動機的首尾端需引出，3個條件中只要有一個條件不滿足都不可以用星三角降壓啟動。自耦減壓啟動的優點是不受繞組接法的影響，啟動電流小但是啟動轉矩很大，從圖中可以看到自耦變壓器有65%和80%兩組電壓抽頭，過載接80%電壓抽頭，輕載或空載接65%抽頭，所以自耦減壓啟動器接線靈活，因此適用於過載啟動，缺點是裝置造價高，且不能頻繁啟動（當一次啟動或連續啟動時間達120s後需停機4-24h）。

下圖中的左圖看就好像將一個三角形的三條延邊長，因此稱為延邊三角形。當電動機啟動結束後再將三相定子繞組接成三角形接法，如右圖所示。延邊三角降壓啟動結合了自耦減壓啟動和星三角降壓啟動的優點，啟動裝置簡單，經濟，啟動電流小但是啟動轉矩大，缺點是電動機繞組需特殊設計，繞組結構複雜，現已淘汰。

串電阻降壓啟動或串電抗器啟動優缺點與星三角降壓啟動相似，因啟動時大部分電壓降落在電阻或電抗器兩端，使電阻或電抗器發熱，能耗太大，因此淘汰。軟啟動器的優點是啟動電流小但是啟動轉矩比自耦減壓啟動還大，啟動裝置體積小，可以頻繁啟動，因此可以在較過載啟動場合用。缺點:由於採用了電子元器件，會產生高次諧波，同時會使電網波形發生畸變，影響電網和裝置的穩定執行，同時裝置造價最貴。

不是這樣考慮。大電機能否直接起動考慮的是兩個允許條件：①相鄰電機的穩定性，不發生制動狀態，②自己有足夠的動態轉矩可以有角加速度。

如果沒有相鄰電機，孤單的一臺電機，則只有條件②，這是考慮的是，起動瞬間交流接觸器吸力是否足夠，也就是85%額定電壓有否，如果沒有，則交流接觸器起動時要增壓(220V接觸器臨時串電阻接到380V迴路)。以上建立在準確計算的基礎上。如果再不符合條件則採用變頻起動或改用繞線式電動機。降壓啟動往往錯誤的，因為轉矩是和電壓平方成正比的，電壓降到70%轉矩就是49%，更惡化了起動過程。