3.3三相异步电动机的降压起动控制线路.pdf

3.3 三相异步电动机的降压起动控制线路 同学们好，第一讲中我们讲述了电动机的全压起动，电动机全压起动是一种 简单、经济、可靠的起动方法，但是全压起动时，起动电流可以达到额定电流的 4～8 倍，当电动机容量大于10kW 时，过大的起动电流会对电网产生很大的冲击， 所以一般采用降压起动。 所谓降压起动是指起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，起动后再将电 压恢复到额定值正常运行。电动机的起动转矩与加在定子上的电压的平方成正比， 降压起动会使起动转矩大大降低，因此降压起动只适用于空载和轻载起动的场合。 三相异步电动机的降压起动控制电路，设计思想一般是按时间原则控制起动 过程，即实现起动到正常运行的自动切换。时间控制电路是通过时间继电器触点 的延时动作实现的。时间继电器的整定时间一般是降压后电动机的转速从零开始 升高到额定转速所需要的时间。 降压起动方式有定子电路串电阻（或者是电抗）、自耦变压器、Y—Δ转换 以及延边三角形、使用软启动器等多种方式。下面以三相鼠笼式异步电动机为例 介绍常用的前三种降压起动线路。 线路中使用了两个交流接触器和一个时间继电器，接触器KM1 用于电动机串 接电阻降压控制，KM2 用于电动机接全压控制，时间继电器采用的是通电延时型 时间继电器，即给时间继电器线圈通电后触点延时动作。 线路的控制过程：合上开关QS，按下起动按钮SB1，KM1 线圈通电,使得KM1 主触头闭合，定子串电阻R 起动，KM1 的辅助触头同时闭合并自锁，电机持续运 行。时间继电器KT 同时通电，延时一段时间后，KT 常开触点闭合，KM2 的线圈 通电，使得KM2 主触点短接电阻，M 全压运行。KM2 的辅助常开触点闭合并自锁， M 连续运行。KM2 辅助常闭触点断开，使得KM1 线圈断电，KT 线圈断电。 这种起动方式不受电动机接线形式的限制，且设备简单、经济，所以在实际 中应用广泛。三相鼠笼式异步电动机定子绕组串电阻起动，因电阻在电路中有分 压作用，使绕组电压降低，从而减小了起动电流；待电动机转速接近额定转速时， 再将串接电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行。它的缺点是串接电阻有能 量损失，电压降低以后，起动转矩与电压的平方成比例的减小。 上面电路中的定子电路串接的电阻R 改成自耦变压器，就是自耦变压器降压 起动的控制电路，电路中电动机起动电流的限制是靠自耦变压器降压来实现的。 电路的设计思想也是采用时间继电器完成电动机由起动到正常运行的自动切换。 起动时串入自耦变压器，起动结束后自动将其切除。 当起动电动机时，闭合QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1、KM3 与时间继 电器KT 的线圈得电，KM1、KM3 主触点闭合，电动机定子绕组经由自耦变压器接 至电源降压起动。当时间继电器KT 延时时间到，其常闭的延时触点打开，KM1、 KM3 线圈失电，KM1、KM3 主触点断开，将自耦变压器切除；同时，KT 的常开延 时触点闭合，接触器线圈KM2 得电，KM2 主触点闭合，电动机投人正常运行。KM2 的辅助触点断开，断开时间继电器线圈电路。 串联自耦变压器的优点是起动时对电网的电流冲击小，功率损耗小。缺点是 自耦变压器结构复杂，价格高。这种方式主要用于在较大容量的电动机，以减小 起动电流对电网的影响。 Y—Δ转换降压起动是指电动机起动时，把定子绕组接成星形，降压起动， 当电动机转速上升到额定转速时，再将电动机绕组方式改成三角形连接，全压运 行。正常运行时定子绕组接成三角形的三相鼠笼式异步电动机，可以采用Y—Δ 转换降压起动方式来限制起动电流。起动时将电动机定子绕组接成星形，加到电 动机的每相绕组上的电压为额定值的1/ 3 （也就是相电压），从而减小了起动 电流对电网的影响。当转速接近额定转速时，定子绕组改成三角形，使电动机在 额定电压下正常运转。 Y—Δ转换降压起动控制电路的设计思想也是按时间原则控制起动过程，起 动时绕组接成星型，待起动后按预先整定的时间转成三角形接法。 在讲解控制过程之前，先补充一下三相鼠笼式异步电动机的绕组接线。三相 对称的定子绕组分别用U1 U2 V1 V2 W1 W2 来表示。绕组接线有两种形式，如图 所示，把三相绕组的三把个末端接在一起，首端引出接电源；看起来是Y 形，也 叫星形接法；把三相绕组的首尾端依次相接，连接点引出接电源；看起来像个闭 合的三角形，也叫三角形接法。 电动机的接线盒上有六个接线柱，分别接三相绕组的六个出线头，固定的