淺析三相異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)_畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-08-20 21:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)存在下列電能浪費(fèi)：集電環(huán)和電刷間的摩擦損耗和接觸電阻上的電 損耗，電刷至控制柜 短路開(kāi)關(guān)間三根電纜的電損耗，若電動(dòng)機(jī)與控制柜之間距離很長(zhǎng)，則該損耗將非常嚴(yán)重。并且由于集電環(huán)與電刷產(chǎn)生碳粉、電火花和噪聲，長(zhǎng)期污染周?chē)h(huán)境，損害管理人員和周?chē)用窠】怠? （ 3）傳統(tǒng)繞線型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比籠型電動(dòng)機(jī)的有所提高，但仍往往不能滿足滿載起動(dòng)的需要，以至仍然需要增容而形成“大馬拉小車(chē)”。 上述傳統(tǒng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)存在的嚴(yán)重缺點(diǎn)的根本原因在于“起動(dòng)”、“運(yùn)行”和“可靠性”三者之間存在難以調(diào)和的矛盾，因此勢(shì)必顧此失彼，不可兼優(yōu)。 第 3 章 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式 三相交流異步電動(dòng)機(jī)直接起 動(dòng)，雖然控制線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便，但起動(dòng)電流很大（約為正常工作電流的 4~7 倍），如果電源容量不比電動(dòng)機(jī)容量大許多倍，則起動(dòng)電流可能會(huì)明顯地影響同一電網(wǎng)中其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，對(duì)于鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)可采用：定子串電阻（電抗）降壓起動(dòng)、定子串自耦變壓器降壓起動(dòng)、星形 — 三角形降壓起動(dòng)等方式；而對(duì)于繞線型異步電動(dòng)機(jī)，還可采用轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)或轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)等方式以限制起動(dòng)電流 直接啟動(dòng) 直接啟動(dòng)就是用閘刀開(kāi)關(guān)或接觸器把電機(jī)直接接到具有額定電壓的電源上。 在變壓器容量允許的情況下，鼠籠式異步電動(dòng) 機(jī)應(yīng)該盡可能采用全電壓直接起動(dòng)，既可以提高控制線路的可靠性，又可以減少電器的維修工作量。電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)控制線路常用于只需要單方向運(yùn)轉(zhuǎn)的小功率電動(dòng)機(jī)的控制。例如小型通風(fēng)機(jī)、水泵以及皮帶運(yùn)輸機(jī)等機(jī)械設(shè)備。圖 51 是電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)控制線路的電氣原理圖。這是一種最常用、最簡(jiǎn)單的控制線路，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止的自動(dòng)控制、遠(yuǎn)距離控制、頻繁操作等。 圖 31電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)控制線路的電氣原理圖 直接啟動(dòng)方法主要受電網(wǎng)配電變壓器的容量限制，過(guò)大啟動(dòng)電流可能會(huì)使電壓下降，影響在同一電網(wǎng)上其他設(shè)備的正常運(yùn)行。一般異步電機(jī)的功率小于 千瓦時(shí)允許直接啟動(dòng)，對(duì)于更大容量的電機(jī)能否使用要視配電變壓器的容量和各地電 網(wǎng)部門(mén)而定。 三相異步電動(dòng)機(jī)的 Y— Δ起動(dòng)控制 對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)額定電壓等于電源線電壓，定子繞組為三角形連接方式的三相交流異步電動(dòng)機(jī)，可以采用星形 — 三角形降壓起動(dòng)。它是指起動(dòng)時(shí)，將電動(dòng)機(jī)定子繞組接成星形，待電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到一定值后，再換成三角形連接。這樣，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)每相繞組的工作電壓為正常時(shí)繞組電壓的 1/ 3 ，起動(dòng)電流為三角形直接起動(dòng)時(shí)的 1/3。 （ 1） Y— Δ起動(dòng)自動(dòng)控制 圖 32 三相異步電動(dòng)機(jī) Y— Δ降壓?jiǎn)?dòng)控 制線路圖 三相異步電動(dòng)機(jī)的 Y— Δ起動(dòng)自動(dòng)控制如圖 52所示。 主要元器件介紹： （ SB2）。手動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)，可控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)運(yùn)行。 （ SB1）。手動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)，可控制電動(dòng)機(jī)的停止運(yùn)行。 （ KM1）。電動(dòng)機(jī)主運(yùn)行回路用接觸器，起動(dòng)時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，運(yùn)行時(shí)通過(guò)正常運(yùn)行的線電流。 形連接的交流接觸器（ KM3）。用于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)作 Y形連接的交流接觸器，起動(dòng)時(shí)通過(guò) Y形連接降壓起動(dòng)的線電流，起動(dòng)結(jié)束后停止工作。 （ KM2）。用于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束后恢復(fù) Δ形連接作正常運(yùn)行的接觸器，通過(guò)繞組正常運(yùn)行的相電流。 （ KT）。控制 Y— Δ變換起動(dòng)的起動(dòng)過(guò)程時(shí)間（電機(jī)起動(dòng)時(shí)間），即電動(dòng)機(jī)從起動(dòng)開(kāi)始到額定轉(zhuǎn)速及運(yùn)行正常后所需的時(shí)間。 （或電機(jī)保護(hù)器 FR）。熱繼電器主要設(shè)置有三相電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)；電機(jī)保護(hù)器主要設(shè)置有三相電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)和平橫保護(hù)等。 控制原理：三相異步電動(dòng)機(jī) Y— Δ轉(zhuǎn)換啟動(dòng)的控制原理大致如下： SB2 后，電源通過(guò)熱繼電器 FR 的動(dòng)斷接點(diǎn)、停止按鈕 SB1 的動(dòng)斷接點(diǎn)、Δ形連接交流接觸器 KM2 常閉輔 助觸頭，接通時(shí)間繼電器 KT的線圈使其動(dòng)作并延時(shí)開(kāi)始。此時(shí)時(shí)間繼電器 KT 雖已動(dòng)作，接點(diǎn)應(yīng)斷開(kāi)，但其延時(shí)接點(diǎn)是瞬間閉合延時(shí)斷開(kāi)的（延時(shí)結(jié)束后斷開(kāi)），同時(shí)通過(guò)此 KT延時(shí)接點(diǎn)去接通 Y形連接的交流接觸器 KM3 的線圈回路，則交流接觸器 KM3 帶電動(dòng)作，其主觸頭去接通三相繞組，使電動(dòng)機(jī)處于 Y 形連接的運(yùn)行狀態(tài)； KM3 輔助常開(kāi)觸頭閉合去接通主交流接觸器 KM1 的線圈。 KM1 帶電啟動(dòng)后，其輔助觸頭進(jìn)行自保持功能（自鎖功能）；而 KM1 的主觸頭閉合去接通三相交流電源，此時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程開(kāi)始。 電器 KT 延時(shí)斷 開(kāi)接點(diǎn)（動(dòng)斷接點(diǎn)） KT 的時(shí)間達(dá)到（或延時(shí)到）電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束時(shí)間后，時(shí)間繼電器 KT接點(diǎn)隨即斷開(kāi)。 KT 接點(diǎn)斷開(kāi)后，則交流接觸器 KM3 失電。 KM3 主觸頭切斷電動(dòng)機(jī)繞組的 Y 形連接回路；同時(shí)接觸器 KM3 的常閉輔助觸頭閉合，去接通Δ形連接交流接觸器 KM2 的線圈電源。 KM2 動(dòng)作后，其主觸頭閉合，使電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行于Δ形連接狀態(tài)；而 KM2 的常閉輔助觸頭斷開(kāi)使時(shí)間繼電器 KT線圈失電，并對(duì)交流接觸器 KM3聯(lián)鎖。電動(dòng)機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。 ，電動(dòng)機(jī)按Δ形連接正常運(yùn)行。 （ 2） Y— Δ起動(dòng)手動(dòng)控制 圖 53 三相異步電動(dòng)機(jī) Y— Δ降壓?jiǎn)?dòng)接線圖 Y— Δ起動(dòng)手動(dòng)控制接線如圖 53所示。圖中手動(dòng)控制開(kāi)關(guān) SA 有兩個(gè)位置，分別是電動(dòng)機(jī)定子繞組星形和三角形連接。線路動(dòng)作原理為：起動(dòng)時(shí)，將開(kāi)關(guān) SA 置于“起動(dòng)”位置，電動(dòng)機(jī)定子繞組被接成星形降壓起動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定值后，再將開(kāi)關(guān) SA 置于“運(yùn)行”位置，使電動(dòng)機(jī)定子繞組接成三角形，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。 對(duì)于正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，如果在起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形，待起動(dòng)完畢后再接成三角形，就可以降低起動(dòng)電流，減輕它對(duì) 電網(wǎng)的沖擊。這樣的起動(dòng)方式稱(chēng)為星三角降壓起動(dòng)，或簡(jiǎn)稱(chēng)為星三角起動(dòng)（ YΔ 起動(dòng)）。采用星三角起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流只是原來(lái)按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的 1/3。如果直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流以 6～ 7Ie 計(jì)，則在星三角起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流才 2～ 倍。這就是說(shuō)采用星三角起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降為原來(lái)按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的1/3。適用于無(wú)載或者輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。并且同任何別的降壓起動(dòng)器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，價(jià)格也最便宜。除此之外，星三角
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