项目1.3 三相异步电动机起动控制线路的设计

Date:1/30/2020Page:1三相异步电动机的基本控制线路的设计笼型电动机的起动控制线路概述：三相鼠笼式异步电动机优点：结构简单、价格便宜、运行维护方便、应用广泛。缺点：不便于调速使用场合：不需要调速的场合（中小型鼠笼电动机很少用于调速的场合），常作为生产设备的主要驱动源。Date:1/30/2020Page:2三相异步电动机的基本控制线路的设计（1）电动机的主要起动特性：起动电流:IST≥(4-7)IN（2）笼型异步电动机的起动方式a.全压直接起动b.降压起动电动机接通电源后，由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的过程,称为电动机的起动。Date:1/30/2020Page:3三相异步电动机的基本控制线路的设计a、直接起动(全压起动)：将额定电压直接加在定子绕组上使电动机起动。优点：起动设备简单、起动转矩较大、起动时间短、控制线路简单,维修工作量小。缺点：（1）起动电流大(额定电流的5～7倍)。过大的起动电流将会造成线路的电压下降，影响到电动机的起动转矩，严重时，会导致电动机本身无法起动。（2）大容量电动机起动时，其过大的起动电流会引起电网电压降低，使电动机转矩减小，甚至起动困难，而且还要影响同一供电网络中其它设备的正常工作。Date:1/30/2020Page:4三相异步电动机的基本控制线路的设计（3）如果电动机频繁起动，热量积累，可能使电动机过热，加速线圈的老化，缩短电动机的寿命，大容量笼型异步电动机的起动电流应限制在一定范围内。（4）一台电动机可否直接起动，应根据起动的次数、电网的容量和电动机的容量来决定,电动机直接起动的判断：(KW)电动机容量4)V.AK电源变压器容量(43IINST式中IST一电动机全压起动的起动电流IN—电动机额定电流。Date:1/30/2020Page:5三相异步电动机的基本控制线路的设计b、笼型异步电动机降压起动指起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，当电动机的转速接近额定值时，再将电压恢复到额定值，使之在全电压下运行。由于降低起动电压，起动电流也就降低，起动转矩随之减小，因此，降压起动只适用于起动时负载转矩不大的情况（如轻载或空载）。机床电动机一般都空载起动，常采用降压起动方式。Date:1/30/2020Page:6三相异步电动机的基本控制线路的设计一、直接起动控制线路(1)全压直接起动：刀开关直接起动：控制要求不高的简单机械：小型台钻、砂轮机、冷却泵等，不频繁启动的小容量电机，不能远距离控制和自动控制。接触器直接起动：中小型卧式车床的主电动机等采用。Date:1/30/2020Page:7三相异步电动机的基本控制线路的设计电路分析原则：先主后控，从左往右，自上而下。自锁：接触器用自己的触点保持自己的线圈通电的方法。作用：当放开启动按钮SB2后，仍可保证KM线圈通电，电机运行。KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1KM停止按钮起动按钮自锁触头工作原理图1-12用接触器直接起动线路Date:1/30/2020Page:8三相异步电动机的基本控制线路的设计二、电动机的减压起动控制线路降压起动方式：定子串电阻降压起动、Y-△降压起动、串自耦变压器1.定子串电阻(或电抗器)降压起动电动机起动过程中，利用串联电阻来减小定子绕组的电压，以达到限制起动电流目的，一旦起动完毕，再将电阻短接，电动机进入全电压正常运行状态。这种起动方式由于不受电动机接线形式的限制，设备简单，因而在中小型生产机械中应用较广。Date:1/30/2020Page:9三相异步电动机的基本控制线路的设计电动机起动后KM1与KT始终通电，电路耗能大,对KT、KM1也不利,同时增加了电路的故障点，降低电路的可靠性。图a）按SB2→→KM1通电（电动机串电阻启动）→KT通电（延时）→KM2通电（短接电阻，电动正常运行）Date:1/30/2020Page:10三相异步电动机的基本控制线路的设计图b）解决这个问题，接触器KM2得电后，其常闭触点将KM1及KT断电，KM2自锁。这样，在电动机起动后，只要KM2得电，电动机便能正常运行。(KM2互锁KM1、KT)Date:1/30/2020Page:11三相异步电动机的基本控制线路的设计2.星—三角形（Y—△）降压起动定子串电阻降压起动方式缺点:每次起动都要在起动电阻上消耗大量的电能。若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。Y—△降压起动法，指电动机起动时定子绕组先连成星（Y）形，接入三相交流电源，待转速接近额定转速时，再将电动机定子绕组连成三角形（△）形，电动机进入正常运行。功率4kW以上的三相笼型异步电动机的定子绕组,正常工作时都接成△形，对这种电动机就可采用Y—△降压起动方式。Date:1/30/2020Page:12三相异步电动机的基本控制线路的设计3/UU线相星形：三角形：线相UUISTY=IST△/3ISTYIST△Date:1/30/2020Page:13三相异步电动机的基本控制线路的设计Y—△降压起动控制线路按SB2→→KM3通电→KT通电(延时)→→KM1通电→KM2通电→KM1仍通电(Y起动)(△起动)Date:1/30/2020Page:14三相异步电动机的基本控制线路的设计星-三角起动器QJX2型适用交流50Hz(或60Hz)，额定绝缘电压为660V，在AC3使用类别下额定工作电压为380V时控制功率至80kW的三相鼠笼式感应电机，配装相应规格热继电器后，可对电动机的过载及断相保护。结构特征：起动器由三台交流接触器，一只空气延时头、一只辅助触头组成(仅CJX2-32、CJX2-32及以下规格)组成安装在一块底板上，配以适当导线。Date:1/30/2020Page:15三相异步电动机的基本控制线路的设计Y—△降压起动是一种应用十分广泛的起动方式。但由于起动转矩小，且起动电压不能按实际需要调节，故只适用于空载或轻载起动的场合，并只适用于正常运行时定子按△接线的异步电动机。Date:1/30/2020Page:16三相异步电动机的基本控制线路的设计3.自耦变压器降压起动利用自耦变压器来降低电动机起动时的电压，达到限制起动电流的目的。起动时，电源电压加在自耦变压器的一次绕组上，电动机的定子绕组与自耦变压器的二次绕组相连。当电动机的转速接近额定值时，将自耦变压器切除，电动机直接与电源相连，在正常电压下运行。这个使电动机减压起动的自耦变压器也称为起动补偿器。Date:1/30/2020Page:17三相异步电动机的基本控制线路的设计问：1.电动机正常运转时只需KM2通电，如何设计可达到此要求？2.不用KA，只用KM1,KT,KM2此电路如何设计？KM1首先闭合，三相电首先经过自耦变压器进入电机。同时，KT延时闭合再经KA控制KM2的闭合，并切除KM1，切除自耦变压器，电机在正常电压下运行。Date:1/30/2020Page:18三相异步电动机的基本控制线路的设计Date:1/30/2020Page:19三相异步电动机的基本控制线路的设计自耦变压器降压起动适用于电动机正常运转时定子绕组接成Y形，而不能采用Y—△降压起动方式的三相笼型异步电动机。自耦变压器降压起动与Y—△降压起动相比，自耦变压器降压起动的起动电压、起动转矩可通过不同的抽头来调节，具有调整灵活的优点，但此起动设备费用大，通常用于起动大型和特殊用途的电动机。Date:1/30/2020Page:20三相异步电动机的基本控制线路的设计自耦减压起动器QJ3系列-1QJ3系列手动自耦减压起动器适用于一般工业用交流50或60Hz，电压自220V至440V，功率至75kW的三相鼠笼型感应电动机作不频繁降低压起动及停止用。Date:1/30/2020Page:21三相异步电动机的基本控制线路的设计鼠笼式异步电动机起动方法比较起动方法适用范围特点直接电动机容量小于10KW不需起动设备，但起动电流大。定子串电阻电动机容量大于10KW，起动次数不太多的场合。线路简单、价格低、电阻消耗功率大，起动转矩小。Y-△起动额定电压为380V，正常工作时为△接法的电动机，轻载或空载起动。起动电流和起动转矩为正常工作时的1/3。串自耦变压器电动机容量较大，要求限制对电网的冲击电流。起动转矩大，设备投入较高。Date:1/30/2020Page:22三相异步电动机的基本控制线路的设计4、三相绕线转子异步电动机起动控制绕线电机过流能力弱，故需要设置过流保护装置，实现过流、过载、短路保护功能。绕线式异步机常用的起动控制有转子串电阻分级起动和转子串频敏变阻器减压起动。一、转子回路串接电阻起动的控制线路起动前，起动电阻全部接入电路，随着起动过程的结束，起动电阻被逐段短接。多段式，使得起动过程更加平滑。1、按电流原则控制转子串电阻分级起动Date:1/30/2020Page:23三相异步电动机的基本控制线路的设计123中间继电器过流继电器4Date:1/30/2020Page:24三相异步电动机的基本控制线路的设计Date:1/30/2020Page:25三相异步电动机的基本控制线路的设计3.串频敏变阻器减压起动