电动机的起动，是指电动机接通电源后，转速由零上升到稳定转速的整个动态过程。电动机起动时的电磁转矩T必须大于生产机械加在电动机轴上的负载转矩T L，否则电动机将无法起动，甚至可能反被生产机械的负载转矩所倒拉，导致反转（见图1-5）。

图1-5　三相交流异步电动机的起动过程

电动机起动过程的时间不长，但对电机本身和电力系统的影响却很大。特别是船舶电站的容量有限，船上有些辅机拖动系统所采用的电动机的功率接近电站发电机的单机功率，若直接起动，其起动电流将引起电网电压的较大波动，从而影响其他用电设备的正常运行。所以对起动频繁和大容量电动机的起动，必须设法缩短起动时间，减小或限制起动电流。

实际生产过程中，对异步电动机的起动有一定的要求。为了缩短起动时间、提高生产效率，一般要求异步电动机有足够大的起动转矩，但起动转矩的加大，必然导致起动电流增大；为了保证电动机以及生产机械的安全运行以及减小对电网的冲击，通常又要求限制起动电流以及起动转矩。所以电动机的起动必须根据拖动系统的具体情况统筹兼顾这两方面的因素。实际应用中异步电动机有着多种启动方法。

1.鼠笼式三相交流异步电动机全电压直接起动

全电压直接起动就是将电动机的定子绕组经开关设备直接与三相额定电源电压接通。电动机直接起动具有设备简单、操作方便等优点。

图1-5所示为一台鼠笼式三相异步电动机带一通风机负载的特性曲线。起动时电动机的电磁转矩T=T st，T L=T Lst，根据拖动系统运动方程式，此时ΔT＞0，拖动系统由静止开始加速起动。在加速过程中，T的变化规律是从a点沿曲线①变化到b点，T L的变化规律是从C点沿曲线②变化到b点。在转速从零加速到n b的过程中，T始终大于T L直到b点，T=T L，ΔT=0，起动过程结束，拖动系统以转速n b稳定运行于b点。

在全电压直接起动时，电动机定子绕组接通电源瞬间，转子由于惯性不能立即转动，此时转子电势和电流较大，因而定子电流也较大，通常起动电流I st=（5～8）I N。由于鼠笼式异步电动机的结构简单，过载能力较强，且一般起动过程时间都较短，起动电流一般不会对电动机造成直接的损害，因此就电动机本身来说，是允许直接起动的。但另一方面，对于大容量的鼠笼式电动机直接起动，由于起动电流大和功率因数低，会引起较大的船舶电网电压降落，影响其他用电设备的正常工作。因此，从我国《钢质海船建造入级规范》（以下简称《入级规范》）所限定的电网电压降的范围来确定船舶上的鼠笼式异步电动机能否直接起动。目前的交流船舶电站容量较大，并装有性能良好的自动电压调整器，机舱中各类容量在发电机单机容量60%以下的鼠笼式异步电动机几乎都采用全电压直接起动。

2.改善起动性能的特殊三相异步电动机

普通鼠笼式异步电动机虽然起动时电流很大，但起动时功率因数较低，起动转矩并不大。异步电动机可通过采用如图1-6所示的双鼠笼式或如图1-7所示的深槽式等特殊结构的转子，以改善全电压直接起动的性能。这两种类型的异步电动机特点是起动转矩大，而起动电流较小。

图1-6　双鼠笼式异步电动机的转子槽形及机械特性

图1-7　深槽式异步电动机的转子槽形及机械特性

双鼠笼式异步电动机的转子上有两套笼型导条，分上笼与下笼。两笼间由狭长的缝隙隔开。与下笼相铰链的漏磁通（也即下笼的漏抗）比上笼的大得多。上笼通常用电阻系数较大的黄铜或铝青铜制成，且导条截面较小，故电阻较大；下笼导条截面较大，用紫铜等电阻系数较小的材料制成，故电阻较小；而深槽式转子的槽形窄而深，深槽中的导条可以看作是很多根导线并联嵌在槽内。槽漏磁的分布在槽底较密，而在槽口较疏，因此导条靠近槽底部分的漏电抗要比槽口部分的漏电抗大。起动时，转子电流的频率较高，电流的“趋肤效应”使转子电流大部分集中在双鼠笼式的上笼，或深槽式转子的槽口部分，使得转子绕组呈现出较大的电阻值，而相比普通电动机具有较大的起动转矩；起动过程结束，电动机进入正常运行后，转子电流的频率变得很小，电流的“趋肤效应”消失，转子绕组所呈现的电阻值与普通电动机相仿。因此，双鼠笼式和深槽式异步电动机既有转子电阻增大所带来的起动转矩增大、起动电流减小的优点，又可避免正常运行时因转子电阻增大而导致电动机的特性曲线变软。

3.鼠笼式三相交流异步电动机的降压起动

异步电动机采用降低电源电压起动是限制起动电流的一种常用方法。船舶上通常用于大容量异步电动机的起动。异步电动机在电源电压频率以及其他参数不变的情况下，其电磁转矩与外施电压的平方成正比，所以降压起动时起动转矩大大减小，起动时间较长，它一般用在轻载起动的场合。(www.daowen.com)

（1）星形—三角形（Y—△）换接降压起动。此方法适用于正常运行时电动机定子绕组为三角形联接（即定子每相绕组额定电压为电网线电压）的异步电动机，且负载为轻载或空载起动的拖动系统。起动时先将电动机的定子绕组星形联接后与电源接通，待电动机转速升高、电流减小后，再通过继电接触器等开关装置将绕组改为三角形联接，进入正常运行。图1-8所示为星形—三角形两种方式的联接原理图。

图1-8　定子绕组Y形联接和△形联接时电压、电流的比较

设电源线电压为U l，电动机每相绕组的等效阻抗为z。比较星形联接和三角形联接时定子每相绕组上的电压、绕组中的电流以及电动机的线电流可得

Y形联接降压起动时

△形联接直接起动时

由此可得

因此，采用Y形联接降压起动，定子每相绕组上电压降低为△联接直接起动时的倍；而电动机的线电流为直接起动时的倍。另一方面，由于异步电动机的起动转矩与电源电压的平方成正比，所以在定子绕组降压倍的情况下起动，电动机的起动转矩也将减小为直接起动时的倍。

（2）自耦变压器降压起动。正常运行时星形联接的大容量异步电动机，可采用自耦变压器实现降压起动。起动时三相自耦变压器的原边绕组接电源，而副边与电动机的定子绕组相联，电动机在经过变压器降压的电压下起动。其降压幅度为变压器的变比K。若设电动机全电压直接起动时的电流（即电网提供的线电流）为I st，则降压起动时电动机的起动电流为I st／K，该电流也是变压器副边绕组中的电流；而此时电网提供的线电流，即变压器原边绕组中的电流为：

由此可见，对采用变比为K的自耦变压器降压起动，起动时电网提供的电流是直接起动时的1／K 2倍。同理，由于降压K倍起动，起动转矩将为直接起动时的1／K 2倍。实际应用中，自耦变压器的副边绕组一般有三个不同变比的抽头（如K=0.55、0.64、0.73等）以满足不同负载对不同降压幅度的起动要求。

4.绕线式异步电动机转子串电阻起动

绕线式异步电动机转子串电阻不仅可以增大起动转矩，同时还可以减小起动电流，这是改善电动机起动性能的一种有效方法。起动时，转子回路中串入三相对称电阻，随着转速的升高，通过继电接触器或频敏变阻器等自动装置逐级切除外部串接电阻，进入正常运行后应将所串电阻全部切除。