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三相鼠笼式异步电动机降压起动线路

2020-8-23 19:32| 发布者: admin| 查看: 446| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 鼠笼式异步电动机采用全压直接起动时,控制线路简单,维修工作量较少。但是,并不是所有异步电动机在任何情况下都可以采用全压起动。这是因为异步电动机的全压起动电流一般可达额定电流的4-7倍。过大的起动电流会降 ...
鼠笼式异步电动机采用全压直接起动时,控制线路简单,维修工作量较少。但是,并不是所有异步电动机在任何情况下都可以采用全压起动。这是因为异步电动机的全压起动电流一般可达额定电流的4-7倍。过大的起动电流会降低电动机寿命,致使变压器二次电压大幅度下降,减少电动机本身的起动转矩,甚至使电动机根本无法起动,还要影响同一供电网路中其它设备的正常工作。如何判断一台电动机能否全压起动呢?一般规定,电动机容量在10kW以下者,可直接起动。10kW以上的异步电动机是否允许直接起动,要根据电动机容量和电源变压器容量的比值来确定。对于给定容量的电动机,一般用下面的经验公式来估计。
  Iq/Ie≤3/4+电源变压器容量(kVA)/[4×电动机容量(kVA)]
  式中 Iq—电动机全电压起动电流(A);Ie—电动机额定电流(A)。
  若计算结果满足上述经验公式,一般可以全压起动,否则不予全压起动,应考虑采用降压起动。有时,为了限制和减少起动转矩对机械设备的冲击作用,允许全压起动的电动机,也多采用降压起动方式。
  鼠笼式异步电动机降压起动的方法有以下几种:定子电路串电阻(或电抗)降压起动、自耦变压器降压起动、Y-△降压起动、△-△降压起动等.使用这些方法都是为了限制起动电流,(一般降低电压后的起动电流为电动机额定电流的2-3倍),减小供电干线的电压降落,保障各个用户的电气设备正常运行。 1、串电阻(或电抗)降压起动控制线路
  在电动机起动过程中,常在三相定子电路中串接电阻(或电抗)来降低定子绕组上的电压,使电动机在降低了的电压下起动,以达到限制起动电流的目的。一旦电动机转速接近额定值时,切除串联电阻(或电抗),使电动机进入全电压正常运行。这种线路的设计思想,通常都是采用时间原则按时切除起动时串入的电阻(或电抗)以完成起动过程。在具体线路中可采用人工手动控制或时间继电器自动控制来加以实现。


图1 定子串电阻降压起动控制线路

  图1是定子串电阻降压起动控制线路。电动机起动时在三相定子电路中串接电阻,使电动机定子绕组电压降低,起动后再将电阻短路,电动机仍然在正常电压下运行。这种起动方式由于不受电动机接线形式的限制,设备简单,因而在中小型机床中也有应用。机床中也常用这种串接电阻的方法限制点动调整时的起动电流。

  图1(A)控制线路的工作过程如下:

  按SB2 KM1得电(电动机串电阻启动)

  KT 得电 (延时) KM2得电(短接电阻,电动机正常运行)

  按SB1,KM2断电,其主触点断开,电动机停车。

  只要KM2得电就能使电动机正常运行。但线路图(A)在电动机起动后KM1与KT一直得电动作,这是不必要的。线路图(B)就解决了这个问题,接触器KM2得电后,其动断触点将KM1及KT断电,KM2自锁。这样,在电动机起动后,只要KM2得电,电动机便能正常运行。

  串电阻起动的优点是控制线路结构简单,成本低,动作可靠,提高了功率因数,有利于保证电网质量。但是,由于定子串电阻降压起动,起动电流随定子电压成正比下降,而起动转矩则按电压下降比例的平方倍下降。同时,每次起动都要消耗大量的电能。因此,三相鼠笼式异步电动机采用电阻降压的起动方法,仅适用于要求起动平稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合。大容量电动机多采用串电抗降压起动。

2、串自耦变压器降压起动控制线路

(1)线路设计思想

  在自耦变压器降压起动的控制线路中,限制电动机起动电流是依靠自耦变压器的降压作用来实现的。自耦变压器的初级和电源相接,自耦变压器的次级与电动机相联。自耦变压器的次级一般有3个抽头,可得到3种数值不等的电压。使用时,可根据起动电流和起动转矩的要求灵活选择。电动机起动时,定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压,一旦起动完毕,自耦变压器便被切除,电动机直接接至电源,即得到自耦变压器的一次电压,电动机进入全电压运行。通常称这种自耦变压器为起动补偿器。这一线路的设计思想和串电阻起动线路基本相同,都是按时间原则来完成电动机起动过程的。


图2定子串自耦变压器降压起动控制线路

  线路工作原理:
  闭合开关QS。
  起动按下按钮SB2,KM1和时间继电器KT同时得电,KM1常开主触点闭合,电动机经星形连接的自耦变压器接至电源降压起动。
  时间继电器KT经一定时间到达延时值,其常开延时触点闭合,中间继电器KA得电并自锁,KA的常闭触点断开,使接触器KM1线圈失电,KM1主触点断开,将自耦变压器从电网切除,KM1常开辅助触点断开,KT线圈失电,KM1常闭触点恢复闭合,在KM1失电后,使接触器KM2线圈得电,KM2的主触点闭合,将电动机直接接入电源,使之在全电压下正常运行。
  停止 按下按钮SB1,KM2线圈失电,电动机停止转动。
  在自耦变压器降压起动过程中,起动电流与起动转矩的比值按变比平方倍降低。在获得同样起动转矩的情况下,采用自耦变压器降压起动从电网获取的电流,比采用电阻降压起动要小得多,对电网电流冲击小,功率损耗小。所以自耦变压器被称之为起动补偿器。换句话说,若从电网取得同样大小的起动电流,采用自耦变压器降压起动会产生较大的起动转矩。这种起动方法常用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机。其缺点是自耦变压器价格较贵,相对电阻结构复杂,体积庞大,且是按照非连续工作制设计制造的,故不允许频繁操作。
3、Y—△降压起动控制线路
  (1)线路设计思想 Y—△降压起动也称为星形—三角形降压起动,简称星三角降压起动。这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。所不同的是,在起动时将电动机定子绕组接成星形,每相绕组承受的电压为电源的相电压(220V),减小了起动电流对电网的影响。而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法,每相绕组承受的电压为电源的线电压(380V),电动机进入正常运行。凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机,均可采用这种线路。

(2)典型线路介绍
  定子绕组接成Y—△降压起动的自动控制线路如图3所示。


图3 Y—△降压起动控制线路

  工作原理:
  按下起动按钮SB2,接触器KM1线圈得电,电动机M接入电源。同时,时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。
  接触器KM2线圈得电,其常开主触点闭合,电动机M定子绕组在星形连接下运行。KM2的常闭辅助触点断开,保证了接触器KM3不得电。
  时间继电器KT的常开触点延时闭合;常闭触点延时继开,切断KM2线圈电源,其主触点断开而常闭辅助触点闭合。
  接触器KM3线圈得电,其主触点闭合,使电动机M由星形起动切换为三角形运行。
  停车
  按SB1 辅助电路断电 各接触器释放` 电动机断电停车
  线路在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁,防止它们同时动作造成短路;此外,线路转入三角接运行后,KM3的常闭触点分断,切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能,并延长其寿命。
  三相鼠笼式异步电动机采用Y—△降压起动的优点在于:定子绕组星形接法时,起动电压为直接采用三角形接法时的1/3,起动电流为三角形接法时的1/3,因而起动电流特性好,线路较简单,投资少。其缺点是起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3,转矩特性差。所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。另外应注意,Y—△联接时要注意其旋转方向的一致性。

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