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技术支持

2013.12.05

三相异步电动机的启动控制

三相异步电动机从接通电源开始转动,转速逐渐上升直到稳定运转状态,这一过程称 为启动。电动机能够启动的条件是启动转矩必须大于负载转矩。下面分类介绍鼠笼和绕 线式三相异步电动机的几种启动方式。

一、鼠笼异步电动机直接启动控制

鼠笼式异步电动机的直接启动也称全压启动,它是一种简单、可靠、经济的启动方法。 由于电动机在刚接通电源瞬间,旋转磁场和转子的相对速度最大,此时启动电流也最大。 一般中小型鼠笼式三相异步电动机的启动电流约为额定电流的5倍〜7倍。电动机不是 频繁启动时,启动电流对电机本身影响不大。因为启动电流虽大,但启动时间很短(Is〜 3s),从发热角度考虑没有问题;并且一经启动后,转速很快升髙,电流便很快减小了。但 当启动频繁时,由于热量的积累,可以使电机过热。因此,在实际操作时,应尽可能不让电 动机频繁启动。例如,在车削加工时,一般只是用摩擦离合器或电 磁离合器将主轴与电机轴脱开,而不将电动机停下来。

但是,电动机的启动电流对线路是有影响的。过大的启动电 流在短时间内会在线路上造成较大的电压损失,而使负载端的电 压降低,影响邻近负载的正常工作。例如,对邻近的异步电动机,

电压的降低不仅会影响它们的转速(下降)和电流(增大),甚至可 能使它们的最大转矩降到小于负载转矩,以致使电动机停下来。

因此,直接启动电动机的容量受到一定限制,可根据启动次数、电 动机容量、供电变压器容量和机械设备是否允许来分析。一般容 量小于10kW的电动机可直接启动。

1.采用开关直接启动

采用闸刀开关、转换幵关或铁壳开关控制电动机直接启动和 停止的线路如图5-1所示。

 

当合上开关QS接通三相电源时,电动机开始启动,启动结束后进入稳定运行;当拉 开开关QS分断电路时,电动机停止运行。

采用开关直接启动的电路仅适用于不频繁启动的小容量电动机,它不能实现远距离 控制和自动控制,也不能实现零压、欠压和过载保护。

2.采用接触器点动控制

对于容量稍大或者启动频繁的电动机,接通与断开电路应采用交流接触器。图5-2 是采用接触器点动控制电动机的线路。

 

整个控制线路可分成主电路和控制电路两部分。主电路是从电源U、L2、L3经电源 开关QS、熔断器FU,、接触器KM的主触点到电动机M的电路,它流过的电流较大。控 制电路由熔断器FU2、按钮SB、接触器KM线圈组成。

线路的工作原理如下.•合上电路总开关QS,按下电动机M的点动按钮SB,接触器 KM线圈通电,其通电回路为:电源h—转换开关QS—熔断器FQ—熔断器FU2—1号 线—按钮SB—接触器KM线圈—2号线—熔断器FU2—培断器FQ—转换开关QS-电 源U。接触器KM线圈得电后,其主电路中接触器KM主触点闭合,接通电动机M的三 相电源,电动机启动运转。松开按钮SB,接触器KM线圈失电释放,其在主电路中的主触 点断开,切断电动机的三相电源,电动机M停转。

从以上分析可知,当按下按钮SB,电动机M启动单向运转,松开按钮SB,电动机M 就停止,从而实现“一点就动,松开不动”的功能。

重点提示读图时,先读主电路,再读控制(辅助)电路。

主电路是指给电动机供电的那部分电器,以传递能量为主,电流较大。控制电路是由 接触器线圈、辅助触点、继电器、按钮及其他控制电器组成的电路,用来完成信号传递及逻 辑控制,并按一定规律来控制主电路工作,电流较小。读主电路时,可以自下而上,也可以 自上而下;读控制电路时,应注意其电源是如何引入的,借助于控制电器的原理,搞清各控 制电器之间的逻辑关系。

3.采用接触器长动控制

采用接触器长动(连续)运转控制线路,如图5 一 3所示。

主电路由转换开关QS、熔断器、接触器KM主触点、电动机M组成;控制电路 由熔断器FU2、停止按钮SB,、启动按钮SB2、接触器KM线圈和动合辅助触点组成。

线路的工作原理如下:合上电源总开关QS,按下启动按钮Sft,接触器KM线圈得 电,其通电回路为•.转换开关QS—熔断器FU,—熔断器FU2 —1号线—停止按钮SB,— 启动按钮Sb—接触器KM线圈—2号线—熔断器FU2—熔断器FU,—转换开关QS,电源U。接触器KM线圈得电后,其主电路中接触器KM主触点闭合,接通电动机M的 三相电源,电动机启动运转。同时并接在3、4线之间接触器KM的辅助触点闭合,并形 成自锁。

当松开启动按钮S&时,由于并接在2线及3线之间KM的辅助常开触点闭合自 锁,接触器KM通过以下途径保持得电:转换开关QS—熔断器FUi—熔断器FU2—1号 线—停止按钮接触器KM辅助触点—接触器KM线圈—2号线—熔断器FU2—熔 断器FU—转换开关QS-电源L2。此时电动机M保持连续运行。

当需要电动机M停止时,按下停止按钮SB,,接触器KM线圈回路电源被切断失电, 电动机M停转。

重点提示当启动按钮SB2松开时,由于与之并联的接触器KM辅助常开触点和主 触点同时闭合,因而使接触器线圈电路仍然接通,主触点保持闭合位置,电动机继续运转。 故称KM的这个辅助触点为自锁触点。

电动机在运行过程中,如果负载过大,电动机的电流将超过它的额定值,若持续时间 较长,电机的温升就会超过允许的温升值,将使电动机的绝缘损坏,甚至烧坏电动机。所 以,对电动机过载需要采取保护措施。图5-4所示为采用保护措施的长动控制线路。图中,主要采取以下几点保护措施:

(1)短路保护.•熔断器FU^Fl^起短路保护作用。一旦发生短路事故,熔丝立即熔 断,电动机立即停车。

 

(2)过载保护:热继电器FR起过载保护作用,FR的辅助常闭触点串接在控制电路的 1、3线之间,当电动机过载运行时,电路中的电流增大,通过热继电器FR热元件的电流 增大,热元件发热量增大,使热继电器中的双金属片弯曲的程度增大,从而推动机械装置 使串接在控制电路中1、3线之间FR的辅助常闭触点断开,切断接触器KM线圈回路的 电源,起到对电动机M的过载保护作用。

重点提示由于热惯性,热继电器不能做短路保护。因为发生短路事故时,要求电路 立即断开,而热继电器是不能立即动作的。

(3)零压保护:也株失压保护,是指当电源暂时断电或电压严重下降时,电动机自动从 电源切除,交流接触器KM起零压保护作用。因为此时电磁吸力小于弹簧释放力,接触 器的动铁芯释放而使主触点断幵。当电源电压恢复正常时,如不重按启动按钮,电动机就 不能自行启动,因为自锁触点已断开。

需要说明的是,直接用组合开关启动和停止电动机时,由于停电时未及时断开开关, 当电源电压恢复时,电动机即自行启动,可能造成事故。

4.长动与点动混合的接触器控制线路

如果电动机有时既要点动控制,又要连续运转(长动)控制,那么可以把前面介绍的点 动与长动控制电路结合起来,采用三个按钮和自锁触点,就可分别实现点动控制与长动运 转控制。图5-5所示为长动与点动混合控制线路线路中,SB,为连续运转的停止按钮,SIfe为连续运转的启动按钮,Sft为点动控制的 复合按钮。

需要点动控制时,合上电源开关QS,按下点动复合按钮SBa,它的动合触头闭合,使 接触器KM线圈通电吸合,接触器KM主触点闭合,电动机M启动运转,与此同时复合 按钮Sft的动断触头断开,使接触器KM的动合辅助触点起不了自锁作用。松开点动复 合按钮SB3时,接触器KM线圈断电释放,接触器KM主触点断开,电动机M停止运转。

需要连续运转时,合上电源开关QS,按下连续运转的启动按钮SB2,接触器KM线圈 通电吸合,接触器KM主触点闭合,电动机M启动运转,与此同时接触器KM动合触点 闭合,而此时复合按钮Sft的动断触头闭合着,这时接触器的动合触点起了自锁的作用, 当连续运转的冶动按钮Sh松幵后仍保持接触器KM线圈继续通电,从而使电动机M继续运转。

当按下连续运转的停止按钮SBt时,接触器KM因线圈断电而释放,接触器KM主 触点和自锁触点断开,电动机M断电而停止运转。



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