直接起动的优点是设备简单，操作方便，起动过程短。只要电网的容量允许，尽量采用直接起动。一般电动机频繁起动时，电动机的容量小于为其提供电源的变压器容量的２０％时，允许直接起动；如果电动机不频繁起动，它的容量小于变压器的３０％时，允许直接起动。通常２０～３０kW以下的异步电动机一般都是采用直接起动。
２）降压起动
如果电动机的容量较大，不满足直接起动条件，则必须采用降压起动，降压起动就是利用起动设备降低电源电压后，加在电动机定子绕组上的电压，以减小起动电流。鼠笼式电动机降压起动常用以下几种方法。
（１）星形－三角形（－）换接起动。如果电动机在运行时其定子绕组接成三角形，那么在起动时可把它接成星形，等到转速接近额定转速时再换接成三角形，这样，在起动时就把定子每相绕组上的电压降低到正常运行时的１／３。设每相定子绕组的阻抗为，电源线电压为U１，三角形连接时的线电流为Ist，星形连接时的电流为Ist，则有可见，用星形－三角形（－）换接起动时的电流只是三角形起动的１／３，限制了起动电流。当然，由于电磁转矩与定子绕组电压的平方成正比，所以用－换接起动时的起动转矩也减小为直接起动时的１／３２＝１／３，起动过程较长，如图３-４１所示。
（２）自耦降压起动。自耦降压起动就是利用自耦变压器将电压降低后加到电动机定子绕组上，当电动机转速接近额定转速时，再加额定电压的方法，如图３-４２所示。
起动时把QS扳到起动位置，使三相交流电源经自耦变压器降压后，接在电动机的定子绕组上，这时电动机定子绕组得到的电压低于电源电压，因而减小了起动电流，待电动机转速接近额定转速时，再把QS从起动位置迅速扳到运行位置，让定子绕组得到额定电压。
自耦降压起动时，电动机定子绕组电压降为直接起动时的１／K（K为变压比），定子电流也降为直接起动时的１／K，而电磁转矩与外加电压的平方成正比，故起动转矩为直接起动时的１／K２。
起动用的自耦变压器专用设备称为补偿器，它通常有几个抽头，可输出不同的电压，如电源电压的８０％、６０％、４０％等，可供用户选用。
一般补偿器只用于大功率的电动机起动，且运行时采用星形连接的鼠笼式异步电动机。
（３）转子串电阻的降压起动。对于绕线式电动机而言，只要在转子电路串入适当的起动电阻Rst，就可以限制起动电流，如卷扬机、锻压机、起重机及转炉等，如图３-４３所示。随着转速的上升可将起动电阻逐段切除。
【例3-5】某三相异步电动机，型号为Y２２５－M－４，其额定数据如下：额定功率４５kW，额定转速１４８０r／min，额定电压３８０V，效率９２-３％，功率因数０-８８，Ist／IN＝７-０，起动系数Tst／TN＝２-２，过载系数Tmax／TN＝１-９，试求（１）额定电流IN和起动电流Ist，（２）额定转差率sN，（３）额定转矩TN、最大转矩Tmax、起动转矩Tst。
【例3-6】已知Y２８０S－４型鼠笼式异步电动机的额定功率为７５kW，额定转速为１４８０r／min，起动系数为Tst／TN＝１-９，负载转矩为２００N·m，电动机由额定容量为３２０kVA，输出电压为３８０V的三相变压器供电，试问（１）电动机能否直接起动？（２）电动机能否用－换接起动？（３）如果采用有４０％、６０％、８０％３个抽头的起动补偿器进行降压起动，应选用哪个抽头？
解（１）电动机额定功率占供电变压器额定容量的比值为７５３２０＝０-２３４＝２３-４％２０％故不能直接起动，必须采用降压起动。
（２）电动机的额定转矩TN和起动转矩Tst分别为当起动转矩大于负载转矩时，电动机可以起动，否则电动机不能起动。故该电动机可以采用－换接起动。
故采用６０％抽头为最佳。
３-５-２电动机的制动控制
1-制动过程
因为电动机的转动部分有惯性，所以当切断电源后，电动机还会继续转动一定时间后才能停止。但某些生产机械要求电动机脱离电源后能迅速停止，以提高生产效率和安全度，为此，需要对电动机进行制动，对电动机的制动也就是在电动机停电后施加与其旋转方向相反的制动转矩。
2-制动方法
制动方法有机械制动和电气制动两类。机械制动通常用电磁铁制成的电磁抱闸来实现，当电动机起动时电磁抱闸的线圈同时通电，电磁铁吸合，闸瓦离开电动机的制动轮（制动轮与电动机同轴连接），电动机运行；当电动机停电时，电磁抱闸线圈时失电，电磁铁释放，在弹簧作用下，闸瓦把电动机的制动轮紧紧抱住，以实现制动。起重设备常采用这种制动方法，不但提高了生产效率，还可以防止在工作中因突然停电使重物下滑而造成的事故。
电气制动是利用在电动机转子导体内产生的反向电磁转矩来制动，常用的电气制动方法有以下两种。
１）能耗制动
这种制动方法是在切断三相电源的同时。在电动机三相定子绕组的任意两相中通以一定电压的直流电，直流电流将产生固定磁场，而转子，由于惯性继续按原方向转动，根据右手定则和左手定则不难确定这时转子电流与固定磁场相互作用产生的电磁转矩与电动机转动方向相反，因而可起到制动的作用。制动转矩的大小与通入定子绕组直流电流的大小有关，一般为电动机额定电流的０-５倍，可通过调节电位器RP来控制。因为这种制动方法是利用消耗转子的动能（转换为电能）来进行制动控制的，所以称为能耗制动，如图３-４４所示。
能耗制动的优点是制动平稳，消耗电能少，但需要有直流电源。目前一些金属切削机床中常采用这种制动方法。在一些重型机床中还将能耗制动与电磁抱闸配合使用，先进行能耗制动，待转速降至某一值时，令电磁抱闸动作，可以有效地实现准确快速停车。
２）反接制动
改变电动机三相电源的相序，使电动机的旋转磁场反转的制动方法称为反接制动。在电动机需要停车时，可将接在电动机上的三相电源中的任意两相对调位置，使旋转磁场反转，而转子由于惯性仍按原方向转动，这时的转矩方向与电动机的转动方向相反，因而起到制动作用。
当转速接近零时，利用控制电器迅速切断电源，否则电动机将反转，如图３-４５所示。
在反接制动时，由于旋转磁场n０与转子转速n之间的转速差（n０－n）很大，转差率s１，因此电流很大，为了限制电流及调整制动转矩的大小，常在定子电路（鼠笼式）或转子电路（绕线式）中串入适当电阻。
反接制动不需要另备直流电源，结构简单，且制动力矩较大，停车迅速，但机械冲击和能耗较大，一般在中小型车床和铣床等机床中使用这种制动方法。
３-５-３电动机的调速控制
1-调速过程
电动机的调速是在同一负载下得到不同的转速，以满足生产过程的要求，如各种切削机床的主轴运动随着工件与刀具的材料、工件直径、加工工艺的要求及吃刀量的大小不同，要求电动机有不同的转速，以获得最高的生产效率和保证加工质量。如果采用电气调速，则可以大大简化机械变速机构。根据电动机的转速公式由公式可知，改变电动机的转速有三种可能，即改变极对数p，改变转差率s及改变电源频率f１都可以实现调速。
2-调速方法
１）变极调速
改变电动机的极对数p，即改变电动机定子绕组的接线，从而得到不同的转速，由于极对数p只能成倍改变，所以这种调速方法是有级调速，如图３-４６所示。
在图３-４６（a）中两个线圈串联，得出p＝２，在图３-４６（b）中两个线圈并联，得出p＝１，从而得到两种极对数（双极电动机）的转速，实现了变极调速，这种方法不能实现无级调速。双速电动机在机床上应用较多，如镗床、磨床、铣床等。
２）变频调速
变频调速就是利用变频装置改变交流电源的频率来实现调速，变频装置主要由整流器和逆变器两大部分组成。整流器先将频率为f＝５０Hz的三相交流电变为直流电，再由逆变器将直流电变为频率f１，且频率、电压都可调的三相交流电，供给电动机。当改变频率f１时，即可改变电动机的转速。由此，可以使电动机实现无级变速，并具有硬的机械特性，如图３-４７所示。
变频装置都由可晶闸管（可控硅）及触发电路组成，在变频调速时，为了保证电动机的电磁转矩不变，就应保证电动机内旋转磁场的磁通量（称主磁通）不变，主磁通mU１４-４４fN。可见，为了改变频率f１而保证主磁通m不变，必须同时改变电源电压U１，使其比值U１／f１保持不变。
３）变转差率调速
改变转差率调速是在不改变同步转速n０条件下的调速，这种调速只适用于绕线式电动机，是通过在转子电路中串入调速电阻（和串入电阻起动电阻相同）来实现调速的。这种调速方法的特点是设备简单、投资少，但能量损耗较大。
小结
（１）变压器是利用电磁感应原理传输电能或信号的，它由闭合铁心和绕在其上的一、二次绕组组成，变压器按一、二次绕组的匝数比可以实现变压、变流和变换阻抗，即。
（２）变压器的额定值主要有额定电压、额定电流、额定容量和额定频率。使用变压器时必须使一次侧额定电压符合电源电压，二次侧电压满足负载要求，额定容量等于或略大于负载所需的视在功率，额定频率符合电源的频率和负载的要求。
变压器的外特性和电压变化率是评价供电质量的重要指标，变压器的外特性是指在一次侧电压不变的情况下，二次侧电压随二次侧电流变化的曲线，对电阻性和电感性负载而言，它是一条稍微向下倾斜的曲线，电压变化率为变压器在接近满载时的效率很高，轻载时效率很低。因此，应合理选用变压器的容量。
（３）变压器的种类很多，包括自耦变压器、小功率变压器和三相电力变压器等。
自耦变压器的特点是一次侧与二次侧共用一个绕组，一、二次侧既有磁的联系又有电的联系，由自耦变压器构成的调压器，其二次绕组匝数可以通过滑动触头任意改变，因此二次侧电压可以平滑调节。
