汽车行业涂装车间为用电大户，年产15万辆的涂装车间设备总功率约计在10000kw左右，其中超过70%的用电设备为风机和水泵。因此，了解风机和水泵所配备电机的启动方式至关重要。选用与电机功率相匹配的启动方式，可减少电机启动时对电网的冲击，节省启动控制设备，降低投资。

一、涂装车间电机常用启动方式

涂装车间电机通常采用直接启动、星三角启动、软启动、变频启动四种方式，各种启动方式介绍如下。

1.1 直接启动

直接启动就是将电机线直接接入电控柜内接触器，总线模块通过控制接触器的通断，从而控制电机启动。优势是所需设备少，启动方式简单，成本低。电机直接启动的电流是正常运行的5倍左右，理论上来说，只要向电机提供电源的线路和变压器容量大于电机容量的5倍，都可以采用直接启动方式。这对于小容量的电机容易实现，所以小容量的电机绝大部分都是采用直接启动方式。

1.2 星三角启动

星三角降压启动是在电控柜内配置星三角启动器，总线模块通过控制继电器线圈的通断，实现星三角控制回路的通断。电机接线既接入启动器的星形回路，也接入三角形回路。当电机启动时，星形回路闭合，每相绕组上的供电电压为相电压，启动电流是三角形接法启动时的1/3。短时间运行15-20秒，待电机实际转速接近额定转速时，三角形回路闭合，每相绕组的供电电压为线电压，完成电机启动。采用这种方式启动，每相定子绕组降低到电源电压的，启动电流为直接启动时的1/3，启动转矩为直接启动时的1/3。

1.3 软启动

电机软启主要通过软启动器实现。软启动器是一种集电机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的电机控制装置，它采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电机定子之间。使用软启动器启动电机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。

1.4 变频启动

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。变频器能同时改变输出电流和频率，在启动过程中，电流和频率不断增大，在设定时间内达到预设的运行功率，因此变频器可以使电机以较小的启动电流，获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷。在使用过程中，应根据电机使用工况设置启动时间和运行频率。

二、涂装车间电机启动方式分类

涂装车间风机和水泵的电机按照功率大小对启动方式进行简单分类：30KW以下设备采用直接启动控制方式，30KW（含）—45KW（含）之间设备采用星三角控制方式，45KW以上设备采用软启动器控制方式。有特殊工艺要求的电机采用变频启动，比如喷漆系统的送排风机和输送系统的升降机、移行机和移栽机等所配备的电机。

三、各种启动方式的优缺点

3.1  直接启动的优缺点

1)启动时会出现电流过大的现象，产生较大电压降，导致电网电压严重波动，并对电网上其他设备有一定的不良影响；同时过大的电流还会导致其严重影响电机及相关设备的使用寿命。

2)电机启动的时候会产生较大的转矩。在一定程度和范围来说，相对较大转矩会让启动的过程较为容易，但也有较多的弊端，如传动精度降低、电机齿轮磨损较为严重，最终会导致电机工作不正常等。

3)对于变压器的容量有较高要求，所以企业必须增加投资，从而会导致经济效益降低。

3.2 星三角启动的优缺点

1)优点是采用星三角启动方式时，启动转矩小，启动电流降低，对电网的冲击减轻。因此，同任何别的减压启动器相比较，星三角启动器结构最简单，价格也最便宜。除此之外，星三角启动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行，此时，额定转矩与负载可以匹配，这样能使电机的效率有所提高，且节约了电力消耗。

2)缺点是星三角启动转矩小，是额定转矩的1/3，所以仅适用于无载或者轻载启动的场合，并且此种启动方式有一个线圈电压切换的过程，在整个启动过程中会出现两次较大电流冲击现象，因此设备在使用的过程中发生故障的几率较大，必须经常维护，一般不适合用在频繁启动的关键设备上。

3.3  软启动的优缺点

1)软启动器在启动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机启动电流从零线性上升至设定值。启动电流小，对电网无冲击电流，减小负载的机械冲击。

2)启动电压上升斜率和启动时间均可调，保证了启动过程的平稳性。

3)软启动只起到降低起动电流的作用，起动结束后和电源直通一样，不能提高功率因数。

3.4 变频启动的优缺点

1)变频器很容易调整电机的正、反转；

2)加、减速时间及频率可任意调节；

3)可进行高速运转，运行平稳；

4)采用变频调速，可节省用电量，特别是风机和水泵。因为风机水泵的耗用功率与转速的三次方程正比，当用户需要的风量和水量较小时，利用变频器将风机和水泵的转速调低，节能效果非常明显。对涂装车间来说，低产能模式或部分设备运行模式，相关设备均可采用变频器控制，达到节能的目的；

5)变频器本身包含软启动功能，还有调速功能，所以变频器可以代替软启，但价格较高。因此在使用过程中，如果电机对启动过程要求不高，运行中也不需要调速，可以选择软启动器。

四、选用启动方式对投资影响的比较

直接启动节省了电机启动控制元件，但对于变压器的容量要求较高，所以选用此择此种方式前，需综合考虑，将节省的费用与变压器容量增加费用相比，投资降低情况下可以采用。如果小功率直接启动电机较多，可将此类设备顺序启动，选择合适的的启动间隔，可一定程度缓解对变压器容量的高峰值要求。星三角启动与直接启动相比，虽然增加了启动控制元件，但价格成本不高，对变压器也无额外要求，从投资方面来说费用较省。需要注意的是，后期维护成本较高，企业应对比选用。变频启动方式比软启动功能全，但费用较高，可根据设备功能需求选用启动控制元件。如果风机或者水泵存在调速使用的工况，那么选用变频器虽然一次投资较高，但可节省运营成本，建议优先选用变频器。

五、结语

近年来涂装生产的投资更加有计划性，对不同的设备根据功能提出不同的要求，一方面在有限的投资情况下能选用较优的设备，另一方面可以让设备发挥最佳性能。对于设备后期的运行费用，企业则更倾向于根据产能的大小来有选择使用，节约能源，降低生产成本。因此，对涂装车间这个用电大户来说，前期投资和后期运行维护成本需统筹考虑，风机和水泵电机选用合适的启动方式，既有利于保证生产安全稳定，也有利节省投资和运营，能真正为企业带来收益。

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