【正文】 起動過程依次切除RRR3，最后全部被切除。與上述相反，起動時串入的全部三相電阻是不對稱的，而每段切除后三相仍不對稱，稱為三相不對稱電阻器，如圖所示。起動過程依次切除RRRR4，最后全部電阻被切除。如果電動機要調速，則將可變電阻調到相應的位置即可，這時可變電阻便成為調速電阻。1．按鈕操作控制電路電路如圖625所示。圖625 按鈕操作轉子繞組串接電阻起動控制電路圖電路工作原理：先合上電源開關QS。KM3自鎖觸頭閉合自鎖KM3主觸頭閉合，切除全部電阻，電動機起動結束，正常運轉經一定時間經一定時間經一定時間KM3線圈得電KM2自鎖觸頭閉合自鎖按下SB4KM2主觸頭閉合，切除第二組起動電阻R2，電動機串接1組電阻繼續(xù)起動KM線圈得電KM2線圈得電按下SB1電動機M串找不到接全部電阻起動KM1自鎖觸頭閉合自鎖KM1主觸頭閉合，切除第一組起動電阻R1，電動機串接2組電阻繼續(xù)起動按下SB3KM1線圈得電按下SB2KM自鎖觸頭閉合自鎖停止時，按下停止按鈕SB5，控制線路失電，電機M停轉。2．時間繼電器自動控制電路按鈕操作控制電路的缺點是操作不便，工作也不安全可靠，所以在實際中采用時間繼電器自動控制短接起動電阻的控制電路，電路如圖626所示。圖626 時間繼電器轉子繞組串接電阻起動控制電路圖電路工作原理：先合上電源開關QS。KM1主觸頭閉合，切除第一組起動電阻R1，電動機串接2組電阻繼續(xù)起動使KTKMKTKMKT3依次斷電釋放，觸頭復位KM3主觸頭閉合，切除第三組電阻R3，電動機M起動結束，正常運轉KM2線圈得電KT3線圈得電KM2常閉輔助觸頭分斷 KM2常開輔助觸頭閉合KM1常閉輔助觸頭分斷KM1常開輔助觸頭閉合 經KT1整定時間KT1線圈得電KM線圈得電KM2線圈得電按下SB1KM1主觸頭閉合，切除第一組起動電阻R1，電動機串接2組電阻繼續(xù)起動KM1線圈得電KT1常開觸頭閉合KM自鎖觸頭閉合自鎖KM自鎖觸頭閉合自鎖電動機M串找不到接全部電阻起動KM主觸頭閉合經KT3整定時間KT3常開觸頭閉合KM3常閉輔助觸頭分斷KM3常閉輔助觸頭分斷KM3自鎖觸頭閉合自鎖值得注意的是：電動機起動后進入正常運行時，只有兩個接觸器處于長期通電狀態(tài)，而與線圈的通電時間，均壓縮到最低限度。一方面從電路工作要求出發(fā)，沒必要讓這些電器都處于通電狀態(tài)，另一方面也為節(jié)省電能，延長電器使用壽命，更為重要的是減少電路故障，保證電路安全可靠地工作。但電路也存在下列問題：一旦時間繼電器損壞，電路將無法實現電動機的正常起動和運行；在電動機的起動過程中，由于逐級短接轉子電阻，將使電動機電流與電磁轉矩突然增大，產生機械沖擊。二、轉子繞組串接頻敏變阻器起動控制電路繞線轉子異步電動機采用轉子繞組串接電阻的起動方法，要獲得良好的起動特性，一般需要較多的起動級數，所用電器較多，控制線路復雜，設備投資大，維修不便，同時由于逐級切除電阻，會產生一定的機械沖擊圖。因此，在工礦企業(yè)中對于不頻繁啟動設備，廣泛采用頻敏變阻器代替起動電阻，來控制繞線轉子異步電動機的起動。頻敏變阻器是一種阻抗隨頻率明顯變化、靜止的無觸點電磁元件。它實質上是一個鐵芯損耗非常大的三相電抗器。在電動機起動時，將頻敏變阻器RF串接在轉子繞組中，由于頻繁變阻器的等值阻抗隨轉子電流頻率的減小而減小，從而達到自動變阻的目的。因此，只需要用一級頻敏變阻器就可以平穩(wěn)地把電動機起動起來。起動完畢短接切除頻敏變阻器。頻敏起動控制箱是由斷路器、接觸器、頻敏變阻器、電流互感器、時間繼電器、電流繼電器與中間繼電器等元器件組合而成。常用的有XQP系列頻敏起動控制箱、CTT6121系列頻敏起動控制柜、TG1系列控制柜等。其中TG1系列控制柜廣泛應用于冶金、礦山、軋鋼、造紙、紡織等廠礦企業(yè)。圖627為TG1K21型頻敏起動控制柜電路圖，可用來控制低壓、45~280kW繞線轉子型三相異步電動機的起動。圖中為頻敏變阻器，為線路接觸器，為短接頻敏變阻器接觸器，為起動時間繼電器，為防止在起動時誤動作的時間繼電器，為起動中間繼電器，為短接線圈的中間繼電器，為過電流繼電器，為紅色電源指示燈，為綠色起動結束，進入正常運行指示燈，為斷路器。圖627 轉子繞組串接頻敏變阻器起動控制電路電路工作原理：先合上電源開關QS。按下SB1KT觸頭瞬時復位KT線圈得電FR熱元件接入電路KA線圈得電KM1線圈得電KM2常閉觸頭分斷KA兩對常閉輔助觸頭分斷KA常開觸頭閉合 經KT整定時KM2線圈得電KA自鎖觸頭閉合自鎖KT常開觸頭閉合KT線圈得電KM1自鎖觸頭閉合自鎖電動機M串接RF起動KM1主觸頭閉合KM2主觸頭閉合，短接切除頻敏變阻器RF，電動機M起動結束，正常運轉停止時，按下SB3即可。時間繼電器延時時間要略大于電動機實際起動時間，一般大于電動機起動時間為最佳。過電流繼電器出廠時按線路接觸器的額定電流來整定，在使用時應根據電動機實際負載大小來調整，以便起到過電流速斷保護的作用。三、凸輪控制器控制電路繞線轉子異步電動機的起動、調速及正反轉的控制，常常采用凸輪控制器來實現，尤其是容量不太大的繞線轉子異步電動機用的更多，橋式起重機上大部分采用這種控制電路。1．凸輪控制器凸輪控制器主要用于電力拖動控制設備中，用以變換主電路和控制電路的接法以及轉子電路中的電阻值，以控制電動機的起動、停止、反向、制動、調速和安全保護目的。凸輪控制器由于控制線路簡單、維護方便，線路已標準化、系列化和規(guī)范化，因而廣泛應用于中、小型起重機的平移機構和小型提升機構。（1）凸輪控制器的結構凸輪控制器主要由操作手柄、轉軸、凸輪、觸點系統(tǒng)和殼體等部分組成。圖為凸輪控制器的結構示意圖。當轉動手柄時，凸輪隨絕緣方軸6轉動，當凸輪的凸起部分頂住滾子5時，動觸點分開，當凸輪轉到凹下與滾子相碰時，動觸點2受到彈簧3的作用壓在靜觸點1上，動靜觸點閉合，接通電路。如在方軸上疊裝不同形狀的凸輪片，可以使一系列的觸點按預先編制得到順序接通和分斷電路，以達到不同得到控制目的。（2）凸輪控制器型號目前國內常用的凸輪控制器為等系列。型號代表含義：2．凸輪控制器控制電路繞線轉子異步電動機凸輪控制器控制電路如圖628所示。圖628 繞線轉子異步電動機凸輪控制器控制電路圖圖中轉換開關作引入電源用；熔斷器分別作為主電路和控制電路的短路保護；接觸器控制電動機電源的通斷，同時起欠壓、失壓保護作用；位置開關分別作為電動機正反轉時工作機構運動的限位保護；過電流繼電器作為電動機的過載保護，是電阻器、是凸輪控制器，它有十二對觸頭，如圖628左面所示。圖中十二對觸頭的分合狀態(tài)是凸輪控制器手輪處于位時的情況。當手輪處于正轉的擋或反轉的擋時，觸頭的分合狀態(tài)如圖所示，用表示觸頭閉合，無此標記表示觸頭斷開。最上面的四對配有滅弧罩的常開觸頭都用作零位保護。電路工作原理：先合上電源開關，然后將手輪放在位，這時，最下面三對觸頭閉合，為控制電路的接通作準備。按下，接觸器線圈得電，主觸頭閉合，接通電源，為電動機起動作準備。自鎖觸頭閉合自鎖。將手輪從位轉到正轉位置，這時觸頭仍閉合，保持控制電路接通，觸頭閉合，電動機接通三相電源正轉起動，此時由于觸頭均斷開，轉子繞組串接全部電阻，所以起動電流較小，起動轉矩也較小。如果電動機負載較重，則不能起動，但可起消除傳動齒輪間隙和拉緊鋼絲繩的作用。當手輪從正轉位轉到位時，觸頭仍閉合，閉合，把電阻器上的一級電阻短接切除，使電動機正轉加速。同理，當手輪依次轉到正轉和位置時，觸頭仍保持閉合，和先后閉合，把電阻器的兩級電阻相繼斷接，電動機繼續(xù)正轉加速。當手輪轉到“5”位置時，五對觸頭全部閉合，電阻器全部電阻被切除，電動機起動完畢后全速運轉。當把手輪轉到反轉的位置時，觸頭和閉合，接入電動機的三相電源相序改變，電動機反轉。觸頭閉合使控制電路仍保持接通，接觸器繼續(xù)得電工作。凸輪控制器反向依次切除電阻的程序及工作原理與正轉類同，讀者可自行分析。由凸輪控制器接頭分合表可以看出，凸輪控制器最下面的3對輔助觸頭，只有當手輪置于位時才能全部閉合，而在其余各檔位置都只有一對觸頭閉合，而其余2對斷開。這3對觸頭在控制電路中如此安排，就保證了手輪必須置于位時，按下起動按鈕才能使接觸器線圈得電動作，然后通過凸輪控制器使電動機進行逐級起動，從而避免了電動機的直接起動，同時也防止了由于誤按而使電動機突然快速運轉產生的意外事故。四、電氣控制系統(tǒng)常用的保護環(huán)節(jié)電氣控制系統(tǒng)必須在安全可靠的前提下來滿足生產工藝要求，為此，在電氣控制系統(tǒng)的設計與運行中，必須考慮系統(tǒng)發(fā)生各種故障和不正常工作情況的可能性，在控制系統(tǒng)中設置有各種保護裝置以實現各種保護。所以，保護環(huán)節(jié)是所有電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分。常用的保護環(huán)節(jié)有過電流、過載、短路、過電壓、失電壓、斷相、弱磁與超速保護等。本節(jié)主要介紹低壓電動機常用的保護環(huán)節(jié)。1．短路保護當電器或線路絕緣遭到損壞，負載短路、接線錯誤時將產生短路現象。短路時產生的瞬時故障電流可達到額定電流的十幾倍到幾十倍，使電氣設備或配電線路因過電流而產生電動力損壞，甚至因電弧遙峰曙日微引起火災。短路保護要求具有瞬動特性，即要求在很短時間內切斷電源。短路保護的常用方法有熔斷器保護和低壓斷路器保護。熔斷器熔體的選擇見第一章有關內容。，相應低壓斷路器切斷短路電流的觸頭容量應加大。2．過電流保護過電流保護是區(qū)別于短路保護的一種電流型保護。所謂過電流是指電動機或電器元件超過其額定電流的運行狀態(tài)，其一般比短路電流小，不超過6倍額定電流。在過電流情況下，電器元件并不是巴損壞，只要在達到最大允許溫升之前，電流值能恢復正常，還是允許的。但過大的沖擊負載，使電動機流過過大的沖擊電流，以致損壞電動機。同時，過大的電動機電磁轉矩也會使機械的傳動部件受到損壞，因此要瞬時切斷電流。電動機在運行中產生過電流的可能性要比發(fā)生短路的可能性大，特別是在頻繁起動和正反轉、重復短時工作電動機中更是如此。過電流保護常用過電流繼電器來實現，通常過電流繼電器與接觸器配合使用，即將過電流繼電器線圈串接在被保護電路中，當電路電流達到其整定值時，過電流繼電路動作，而過電流繼電器常閉觸頭串接在接觸器線圈電路中，使接觸器線圈斷電釋放，接觸器主觸頭斷開來切斷電動機來源。這種過電流保護環(huán)節(jié)常用于直流電動機和三相繞線轉子電動機的控制電路中。，則過流繼電器亦可實現短路保護作用。3．過載保護過載保護是過電流保護中的一種。過載是指電動機的運行電流大于其額定電流。引起電動機過載的原因很多，如負載的突然增加，缺相運行或電源電壓降低等。若電動機長期過載運行，其繞組的溫升將超過允許值而使絕緣老化、損壞。過載保護裝置要求具有反時限特性，且不會受電動機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作，所以通常用熱繼電器作過載保護。當有6倍以上額定電流通過熱繼電器時，需經5s后才動作，這樣在熱繼電器未動作前，可能使熱繼電器發(fā)熱元件先燒壞，所以在使用熱繼電器作過載保護時，還必須裝有熔斷器或低壓斷路器等短路保護裝置。由于過載保護特性與過電流保護不同，故不能用過電流保護方法來進行過載保護。對于電動機進行缺相保護，可選用帶斷相保護的熱繼電器來實現過載保護。4．失壓保護電動機應在一定的額定電壓下才能正常工作，電壓過高、過低或者工作過程中非人為因素的突然斷電，都可能造成生產機械損壞或人身事故，因此在電氣控制電路中，應根據要求設置失壓保護、過電壓保護和欠電壓保護。電動機正常工作時，如果因為電源電壓消失而停轉，一旦電源電壓恢復時，有可能自行起動，電動機的自行起動將造成人身事故或機械設備損壞。為防止電壓恢復時電動機自行起動或電器元件自行投入工作而設置的保護稱為失電壓保護。采用接觸器和按鈕控制的起動、停止，就具有失壓保護作用。這是因為當電源電壓消失時，接觸器就會自動釋放而切斷電動機電源，當電源電壓恢復時，由于接觸器自鎖觸頭已斷開，不會自行起動。如果不是采用按鈕而是用不能自動復位的手動開關、行程開關來控制接觸器，必須采用專門的零電壓繼電器。工作過程中一旦失電，零壓繼電器釋放，其自鎖電路斷開，電源電壓恢復時，不會自行起動。5．欠電壓保護電動機運轉時，電源電壓過分降低引起電磁轉矩下降，在負載轉矩不變情況下，轉速下降，電動機電流增大。此外，由于電壓降低引起控制電器釋放，造成電路不正常工作。因此，當電源電壓降到60%~80%額定電壓時，將電動機電源切除而停止工作，這種保護稱欠電壓保護。除上述采用接觸器及按鈕控制方式，利用接觸器本身的欠電壓保護作用下，還可采用欠電壓繼電器來進行欠電壓保護，~，釋放電壓通常整定為。其方法是將電壓繼電器線圈跨接在電源上，其常開觸頭串接在接觸器線圈電路中，當電源電壓低于釋放值時，電壓繼電器動作使接觸器釋放，接觸器主觸頭斷開電動機電源實現欠電壓保護。6．過電壓保護電磁鐵、電磁吸盤等大電感負載及直流電磁機構、直流繼電器等，在通斷時會產生較高的感應電動勢，將使電磁線圈絕緣擊穿而損壞。因此，必須采用過電壓保護措施。通常過電壓保護是在線圈兩端并聯一個電阻，電阻串電容或二極管電阻，以形成一個放電回路，實現過電壓的保護。7．直流電動機的弱磁保護直流電動機磁場的過度減少會引起電動機超速，需設置弱磁保護，這種保護是通過在電動機勵磁線圈回路中串入欠電流繼電器來實現的。在電動機運行時，若勵磁電流過小，欠電流繼電器釋放，其觸頭斷開電動機電樞回路線路接觸器線圈電路，接觸器線圈斷電釋放，接觸器主觸頭斷開電動機電樞回路，電動機斷開電源，實現保護電動機之目的。8．其他保護除上述保護外，還有超速保護、行程保護、油壓保護等，這些都是在控制電路中串接一個受這些參量控制的常開觸頭或常閉觸頭來實現對控制電路的電源控制來實現的。這些裝置有離心開關、測速發(fā)電機、行程開關、壓力繼電器等。34