1.前言

1.1現代船舶中有大量的電動機負荷，電動機啟動瞬間啟動電流可達額定電流的5—7倍，會導致機端電壓及母線處電壓降落，影響船舶電網中的電能質量，嚴重時造成其他電動機停止工作，影響船舶電網的穩(wěn)定運行。因此，有必要分析船舶電網中電動機的啟動方案，其啟動方案有：?直接啟動；?降壓啟動（其中降壓起動分別有自耦變壓器啟動和Y－△啟動）；?軟啟動；?變頻器啟動。
2.啟動方案分析

2.1直接啟動
2.1.1直接啟動的優(yōu)點是所需設備少，啟動方式簡單，成本低。理論上來說，所有的電動機都可以直接啟動。經常啟動的電動機，需要提供電源的變壓器的容量大于電動機容量的5倍以上；不經常啟動的電動機，需要提供電源的變壓器容量大于電動機容量的3倍以上；這一要求對于小容量的電動機容易實現，所以小容量的電動機絕大部分都是直接啟動的，不需要降壓啟動。對于大容量的電動機來說，一方面是提供電源的線路和變壓器容量很難滿足電動機直接啟動的條件，另一方面強大的啟動電流沖擊電網和電動機，影響電動機的使用壽命，對電網穩(wěn)定運行不利，所以大容量的電動機和不能直接啟動的電動機都要采用降壓啟動。
2.1.2直接啟動可以用膠木開關、鐵殼開關、空氣開關（斷路器）等實現電動機的近距離操作、點動控制，速度控制、正反轉控制等，也可以用限位開關、交流接觸器、時間繼電器等實現電動機的遠距離操作、點動控制、速度控制、正反轉控制、自動控制等。

 2.3軟啟動器
2.3.1軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯閘管交流調壓器。運用不同的方法，改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調節(jié)晶閘管調壓電路的輸出電壓。在整個起動過程中，軟起動器的輸出是一個平滑的升壓過程，直到晶閘管全導通，電機在額定電壓下工作。
2.3.2軟啟動器的優(yōu)點是降低電壓啟動，啟動電流小，適合所有的空載、輕載異步電動機使用。缺點是啟動轉矩小，不適用于重載啟動的大型電機。

2.4變頻器
2.4.1變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現對交流異步電機的軟起動、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因數、過流/過壓/過載保護等功能。
2.4.2比起其他控制裝置，變頻器的精妙之處，在于頻率與電壓是成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，近似于恒功率調速方式，避免弱磁和磁飽和現象的產生。
2.4.3變頻器價格雖貴但性能良好，結構復雜但使用簡單，是現代控制電動機啟動運行最優(yōu)秀的設備。

2.4.4交-交變頻的工作原理：交流輸出的正半周電流由正組整流器提供，負半周電流由負組整流器提供。交-交變頻電路由正、負兩組相控整流器組成，通過適當的相位控制，使兩組整流器輪流導通，正、負組整流器分別流過負載中的正向和反向輸出電流。由于每組整流器都可實現相位控制，為了得到低頻輸出，可以在電源的若干周波內，先封鎖負組整流器，使正組整流器的相控角連續(xù)地按一定規(guī)律逐漸由大變小，再由小變大。然后在電流正半波輸出結束后立即封鎖正組整流器，再對負組整流器進行同樣的控制，又可構成負半周的低頻輸出。因此只要電源頻率相對輸出頻率高出許多倍，就可以近似認為輸出電壓是平滑的正負兩半周對稱的低頻正弦波。工作原理圖如下：
向左轉|向右轉

3.各啟動方案比較

通過以上的各種啟動方式分析得出以下比較結論：?變頻器起動性能最優(yōu)，而變頻器更重要的作用在于帶載調速；?軟起動器根據控制策略的不同，具有不同的起動性能，適用于大容量電動機，且同一匯流排先的電動機可共用同一軟起動器；?在自耦變壓器啟動和Y－△角啟動兩種降壓起動方式中，自耦變壓器起動方式性能較優(yōu)良，但Y－△角啟方式成本更高；Y－△起動方式適用于正常運行時繞組三角接線的電動機，可應用于船舶低壓系統(tǒng)中容量不大的電動機。