三相异步电动机降压启动课程设计
2、三相异步电动机的Y—Δ起动控制
对于正常运行时电动机额定电压等于电源线电压,定子绕组为三角形连接方式的三相交流异步电动机,可以采用星形—三角形降压起动。它是指起动时,将电动机定子绕组接成星形,待电动机的转速上升到一定值后,再换成三角形连接。这样,电动机起动时每相绕组的工作电压为正常时绕组电压的1/3,起动电流为三角形直接起动时的1/3,因而起动电流特性好,线路较简单,投资少。缺点是起动转矩也下降为三角形接法的1/3,转矩特性差。本线路适用于轻载或空载起动的场合,应当强调指出,Y—Δ连接时要注意其旋转方向的一致性。
图7 三相异步电动机Y—Δ降压启动控制线路图
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控制原理:按下启动按钮SB2。
(1) 接触器KM1线圈得电,电动机M接入电源。
(2) 接触器KM3线圈的电,其常开触点闭合,Y形启动,辅助触点断开,保证了接
触器KM2不得电。
(3) 时间继电器KT线圈得电,经过一定时间延时,常闭触点断开,切断KM3线圈
电源。
(4) KM3主触点断开,KM3常闭辅助触点闭合,KT常开触点断开,接触器KM2线圈
得电,KM2主触点闭合,使电动机M由Y形启动切换为Δ运行。 按下停止按钮SB1,切断控制线路电源,电动机M停止运转。
3自耦变压器降压启动
对于容量较大且正常运行时定子绕组接成星形的笼型异步电动机,可采用自耦变压器降压起动。它是指起动时,将自耦变压器接入电动机的定子回路,待电动机的转速上升到一定值后,再切除自耦变压器,使电动机定子绕组获正常工作电压。这样,起动时电动机每相绕组电压为正常工作电压的1 / K 倍(K ——自耦变压器的匝数比。K = N1 / N2 ),
起动电流也为全压起动电流的1 / K倍。
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图8 电动机自耦降压起动接线图
图8是交流电动机自耦降压启动自动切换控制接线图,自动切换靠时间继电器完成,用时间继电器切换能可靠地完成由启动到运行的转换过程,不会造成启动时间的长短不一的情况,也不会因启动时间长造成烧毁自耦变压器事故 控制过程如下:
a、合上空气开关QF接通三相电源。
b、按启动按钮SB2交流接触器KM1线圈通电吸合并自锁,其主触头闭合,将自耦变压器线圈接成星形,与此同时由于KM1辅助常开触点闭合,使得接触器KM2线圈通电吸合,KM2的主触头闭合由自耦变压器的低压低压抽头(例如65%)将三相电压的65%接入电动。
c、KM1辅助常开触点闭合,使时间继电器KT线圈通电,并按已整定好的时间开始计时,当时间到达后,KT的延时常开触点闭合,使中间继电器KA线圈通电吸合并自锁。 d、由于KA线圈通电,其常闭触点断开使KM1线圈断电,KM1常开触点全部释放,
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主触头断开,使自耦变压器线圈封星端打开;同时 KM2线圈断电,其主触头断开,切断自耦变压器电源。KA的常闭触点闭合,通过KM1已经复位的常闭触点,使KM3线圈得电吸合,KM3主触头接通电动机在全压下运行。
e、KM1的常开触点断开也使时间继电器KT线圈断电,其延时闭合触点释放,也保证了在电动机启动任务完成后,使时间继电器KT可处于断电状态。 f、欲停车时,可按SB1则控制回路全部断电,电动机切除电源而停转。
g、
电动机的过载保护由热继电器FR完成。
4、绕线式异步电动机转子串接电阻起动
由于大型电动机容量大,起动电流对电网的冲击较大,又因带负载,负载要求电动机提供较大的起动电流时,绕线式异步电动机就显示出明显优势,只有转子回路串的电阻合适,就既可减少起动电流又可增加起动转矩,因而电动机容量大、重载这两个要求可同时满足。
由于电动机的电磁转矩公式:
Tst=CMφmI2cosφ2
cosφ2=
因为串电阻
RΩ 使得I2 减小,但cosφ2值的增大,使得转子有功电流I2
cosφ2 反而增大了,从而增大堵转转矩值。当然,过分增大所串电阻RΩ,虽
然
cosφ2会增大,其极限值为1,因转子电流减小使堵转转矩也跟着减小。如果
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正确选取电阻器的电阻值,使转子回路的总电阻值R2=X20,,此时Sm=1,即最大转矩产
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生在电动机启动瞬间,从而缩短起动时间,达到减小启动电流增大启动转矩的目的。随着电动机转速的升高,可变电阻逐级减小。启动完毕后,可变电阻减小到零,转子绕组被直接短接,电动机便在额定状态下运行。
图9(a)是绕线型异步电动机转子串电阻的示意图,为了简单,也有采用图9(b)不对称电阻
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