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2013.12.06

鼠笼异步电动机降压启动控制

三相异步电动机直接启动的启动电流大,对供电变压器影响较大,容量较大的鼠笼异 步电动机一般都采用降压启动。降压启动就是将电源电压适当降低后,再加到电动机的 定子绕组上进行启动,待电动机启动结束或将要结束时,再使电动机的电压恢复到额 定值。

降压启动的目的是为了减少启动电流,但电动机的启动转矩也将降低。因此,降压启 动仅适用于空载或轻载下的启动。降压启动常用方法有:定子绕组串电抗器(或电阻)降 压启动、Y形-厶形降压启动和自耦变压器降压启动。下面分别介绍其控制线路。

1.定子绕组串电阻(电抗器)降压启动

电动机启动时在三相定子电路中串人电阻(电抗器),使电动机定子绕组电压降低,限 制了启动电流,待电动机转速上升到一定值时,将电阻(电抗器)切除,使电动机在额定电 压下稳定运行。图5-6是定子串电阻降压启动控制线路。

串电阻降压启动的工作原理如下:合上电源开关QS,按启动按钮SB2,接触器KM, 的线圈通电,接触器KM,的自锁触点(4-5)和主触点闭合,电动机串电阻启动。在接触器 KM,的线圈通电的同时,通电延时的时间继电器KT的线圈也通电,经过所延时时间后, KT的动合触点(5-6)闭合,接触器KM2的线圈通电,接触器KM2的主触点闭合,将串接 电阻切除,电动机接入正常电压,并进人正常稳定运行。

定子串电阻(电抗器)降压启动虽然降低了启动电流,但启动转矩也降低了,因此,这 种启动方法只适用于空载或轻载启动。另外,采用这种启动方法启动,在电动机进入正常 运行后,KM^KT始终通电工作,不但消耗了电能,而且增加了出现故障的机率。若发生 时间继电器触点不动作的故障,将使电动机长期在减压下运行,造成电动机无法正常工 作,甚至烧毁电动机。

2.星形一三角形(Y-A)降压启动

Y-A形降压启动是指电动机启动时,把定子绕组接成Y形,以降低启动电压,限制启 动电流;待电动机启动后,再把定子绕组改接成厶形,使电动机全压运行。凡是在正常运 行时定子绕组做A形连接的异步电动机,均可采用这种降压启动方法。

电动机启动时,接成Y形,加在每相定子绕组上的启动电压只有△形接法的g,启动

电流为△形接法的1/3,启动转矩也只有△形接法的1/3。所以这种降压启动方法,只适 用于轻载或空载下启动。图5-7所示为Y-△降压启动控制线路。

Y-△降压启动控制线路的工作原理如下:合上电源开关QS,按下启动按钮SBz,这 时,接触器KM,、KM2、通电延时时间继电器KT线圈通电,接触器KMi主触点和自锁触 点(4一5)闭合。KM2主触点闭合,电动机按Y形接法启动,经过延时时间后,时间继电 器KT的动合触点(7—8)闭合和动断触点(6—9)断开,使接触器KM2线圈断电,接触器 KM2主触点断开,电动机暂时断电,同时接触器KM2互锁触点(5—7)闭合,使得接触器 ^^13线圈通电,接触器KM3主触点和自锁触点(7—8)闭合,电动机改为△形连接,然后 进入稳定运行,同时接触器KM3互锁触点(5—6)断开,使时间继电器KT线圈断电。

重点提示对于以上Y-△降压启动控制线路,在设计时要保证接触器KM2和KM3 主触点不能同时闭合,这是因为开关QS合上,若接触器KM2和KM3同时闭合,意味着 电源将被短路,这是不允许的。因此,设计时必须保证一个接触器吸合时,另一个接触器 不能吸合,也就是说KM2和KM3两个接触器需要互锁。通常的方法是在控制线路中, 接触器KM2与KM3线圈的支路里分别串联对方的一个动断辅助触点。这样,每个接触 器线圏能否被接通,将取决于另一个接触器是否处于释放状态,如接触器KM2已接通, KM2的动断辅助触点(5—7)把KM3线圈的电路断开,如接触器KM3已接通,KM3的动 断辅助触点(5—6)把KM2线圏的电路断开,从而保证KM2和KM3两个接触器不会同 时吸合。这一对动断触点就叫做互锁触点。

3.自耦变压器降压启动控制线路

自耦变压器降压启动是利用自耦变压器来降低启动时加在电动机定子绕组上的电压,达到限制启动电流的目的。启动时,电源电压加在自耦变压器的原边绕组上,电动机 的定子绕组与自耦变压器的副边绕组连接,当电动机的转速达到一定值时,将自耦变压器 切除,电动机直接与电源相接,在正常电压下运行。

电动机自耦变压器减压启动是将自耦变压器原边接在电网上,副边接电动机定子绕 组上。这样电动机定子绕组上得到的电压是自耦变压器的副边电压C/2,自耦变压器的电 压比由电动机原理可知,当利用自耦变压器启动时的电压为电动机额定 电压的1/K时,电网供给的启动电流减小为直接启动时的1/K2。由于启动转矩正比于 因此启动转矩降为直接启动时的1/K2。待电动机转速接近其额定转速时,再将自耦 变压器切除,将电动机定子绕组接在电网上进人正常运转。

由此可见,自耦变压器减压启动常用于电动机的空载或轻载启动。在自耦变ffi器的 副边绕组上有多个抽头以获得不同电压比K,从而满足不同的启动场合。

图5 - 8中,为减压启动接触器,KM2为运行接触器,KA为中间继电器,KT为 减压启动通电延时时间继电器,而转换由KT通过KA使KM2失电、KMi得电来实现。

自耦变压器降压启动控制线路工作原理如下:合上开关QS,指示灯HU亮,表明电 源正常。按下启动按钮和通电延时时间继电器KT同时得电吸合并自锁,将 自耦变压器T接入,电动机定子绕组经自耦变压:器T供电作减压启动,同时指示灯HL2 亮、HU灭,显示电动机正在进行减压启动。KMt的辅助动断触头KMJ8—9)断开,使 KM2不能得电,实现互锁。当电动机接近额定转速时,KT的通电延时闭合的动合触头 KT(4—7)闭合,使KA得电吸合并自锁。KA的动断触头KA(5—10)断开,使KM!失电 释放,将自耦变压器切除,已断开的动断触头KM, (8—9)复位闭合,为KM2得电创 造条件;同时KA的动合触头KA(4—8)闭合,使KM2得电吸合,电源电压全部加在电动 机定子绕组上进人正常运转,此时指示灯灭、HL,亮,表示电动机减压启动结束,进 入正常运行。

自耦变压器减压启动适用于负载容量较大,正常运行时定子绕组连接成Y形而不能采用Y-△启动方式的鼠笼式异步电动机。但这种启动方式设备费用大,通常用于启动大 型的和特殊用途的电动机。

需要说明的是,自耦变压器降压的抽头位置不同,启动电流和启动转矩的大小也不 同。因此,可以通过改变抽头位置即调节自耦变压器的变比来改变启动电流和启动转矩 的大小。



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