第8章绕线式异步电动机的启动控制线路.docVIP

第8章 绕线式异步电动机的启动控制线路　　 在第2章讨论异步电动机的工作原理时曾介绍过，绕线式异步电动机的转子与定子绕组一样，在转子铁心槽内嵌放线圈，线圈连接成三相绕组，三相绕组接成星形，三根引出线分别接到装在电动机轴上的三个集电环(也称滑环)上。转子绕组可以通过滑环和电刷串接电阻，用以增加电动机的启动转矩和给电动机调速。下面简单地讨论一下，为什么启动时增加转子绕组的电阻，就能增加电动机启动转矩的问题。　　 我们知道，电动机的电磁转矩丁由下式决定。　　 式中，R2为转子每相电阻；X2为转子每相电抗。转子电抗的大小为X2=2f2L2，其中，L2为转子电感；f2为转子电流的频率。启动时转子静止不动，此时转子与定子旋转磁场的相对转速最大，转子感应电流的频率f2也达最高，所以X2很大，x2》R2，转子功率因数cose?2很低，所以电磁转矩并不大。启动转矩太小，电动机就不能带负载启动，或者使启动时间拖得很长。　　 如果在电动机启动时增加转子绕组的电阻R2，根据式(8—2)可知，启动时转子的功率因数cosT2就能提高。此时转子电流I2因R2的增加而减小，但由于cosT2增加的幅度大，因此启动转矩仍有所增加。绕线式异步电动机的转子绕组可以经过三个滑环与外电阻相接，从而提高电动机的启动转矩。启动频繁，要求启动时间短和重负载启动的机械，一般都选用绕线式电动机。8．1 转子串接电阻启动控制线路8．1．1 控制线路　　 图8别是绕线式异步电动机三级电阻启动的控制线路。每相转子绕组都与三段电阻r1、r2、r3串接，在启动过程中，用时间继电器依次将三段电阻切除。控制线路的工作情况如下。　　 合上闸刀开关QK，按启动按钮2SB，如果接触器1KM、2KM和3KM的常闭辅助触 第93页 点都处于闭合状态，则线路接触器KM吸合，电动机接通电源启动。在KM线圈电路中串接接触器1KM、2KM、3KM常闭辅助触点的作用是保证电动机的转子外加电阻全部接人的条件下启动。如果接触器1KM、2KM、3KM中的任何一个接触器的触点因焊住或机械故障而没有释放，启动电阻就没有全部接在电路里，启动电流就要超过规定数值。因此，接触器1KM、2KM或3KM的常闭辅助触点没有闭合时，就不允许电动机接通电源启动。　　 接触器KM吸合以后，时间继电器1KT通电，经过适当延时，1KT常开延闭触点闭合，接触器1KM吸合，切除一段启动电阻r，。1KM吸合后，时间继电器2KT线圈通电，经过适当延时，2KT的常开延闭触点闭合，接触器2KM动作，切除第二段启动电阻r2。时间继电器3KT和接触器3KM的动作情况与上述相同。接触器3KM吸合后自保持，电动机的启动过程接近结束。接触器3KM的一个常闭辅助触点断开时间继电器1KT的线圈，1KT释放，然后1KM、2KT、2KM、3KT依次释放，只有接触器3KM保持工作状态，由3KM的主触点将启动电阻全部短接。8．1．2 启动电阻的计算　　 通过在三相绕线式异步电动机转子绕组中串接电阻的措施，来达到减小启动电流和增加启动转矩的目的，必须要求外加电阻的阻值在一定的范围以内，否则达不到预期的目的。在计算启动电阻之前，应该首先确定启动电阻的级数。电阻级数愈多，电动机启动时的转矩波动就愈小，启动愈平稳，但随之而来的是控制线路就愈复杂。在一般情况下，对100kW以下的电动机，取3～4级电阻就可以了。假设启动电阻分m级，对各级电阻的计算公式为