Y—△降壓啟動在三相異步電動機(jī)中的應(yīng)用

【摘 要】本文分析了三相異步電動機(jī)的由來、啟動進(jìn)程與啟動方式，并針對星- 三角降壓啟動進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】三相異步發(fā)動機(jī) 降壓啟動

1 三相異步電動機(jī)的由來

三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)是由于其定子繞組中通入三相交流電后，在定子繞組周圍產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子處于該旋轉(zhuǎn)磁場中時，相當(dāng)于導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運動，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢，促使轉(zhuǎn)子不斷地旋轉(zhuǎn)運動。但是三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不會與旋轉(zhuǎn)磁場同步，更不會超過旋轉(zhuǎn)磁場的速度。因為三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子線圈中的感應(yīng)電流是由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場有相對運動而產(chǎn)生的，如果三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小相等，那么，磁場與轉(zhuǎn)子之間就沒有相對運動，導(dǎo)體不能切割磁力線，轉(zhuǎn)子線圈中也就不會產(chǎn)生感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢，三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中也就不會受到電磁力的作用而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動——三相異步電動機(jī)因此而得名。

2 電動機(jī)的啟動過程和啟動方式

電動機(jī)的直接啟動是一種簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)的啟動方法，但由于直接啟動電流可達(dá)電動機(jī)額定電流的4～7倍，過大的啟動電流會造成電網(wǎng)電壓顯著下降，直接影響在同一電網(wǎng)工作的其他電動機(jī)，甚至使它們停轉(zhuǎn)或無法啟動，故直接啟動電動機(jī)的容量受到一定的限制。對容量較大的電動機(jī)的啟動，為了不造成電網(wǎng)電壓的大幅度降落，從而導(dǎo)致電動機(jī)啟動困難或不能啟動，也不影響電網(wǎng)內(nèi)其他用電設(shè)備的正常供電，在生產(chǎn)技術(shù)上，多采用降壓啟動措施。所謂降壓啟動是將電網(wǎng)電壓適當(dāng)降低后加到電動機(jī)定子繞組上進(jìn)行啟動，待電動機(jī)啟動后，再將繞組電壓恢復(fù)到額定值。降壓啟動的目的是減小電動機(jī)啟動電流，從而減小電網(wǎng)供電的負(fù)荷。但由于啟動電流的減小，必然導(dǎo)致電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩下降，因此凡采用降壓啟動措施的電動機(jī)，只適合空載或輕載啟動。在實際生產(chǎn)中的電機(jī)，廣泛采用的降壓啟動措施是星-三角降壓啟動。

3 星-三角降壓啟動

3.1 星-三角降壓啟動的理論依據(jù)星-三角降壓啟動一般用Y-△符號表示，這種降壓啟動方式只適用于正常運行時定子繞組為三角形連接的三相異步電動機(jī)。在啟動時，將繞組連接成星形，使每相繞組電壓降至原電壓的1/√3，啟動結(jié)束后再將繞組切換成三角形連接，使三相繞組在額定電壓下正常運行。這種啟動方式的優(yōu)點是啟動設(shè)備成本較低，使用方法簡便易操作，但啟動轉(zhuǎn)矩只有額定轉(zhuǎn)矩的1/3，即啟動較慢。

3.2 星-三角降壓啟動所用電氣控制器材Y-△啟動器，接觸器（三個，KM1，KM2，KM3，根據(jù)電機(jī)容量選擇型號），控制按鈕（SB紅綠黑三聯(lián)按鈕），熱繼電器（FR，根據(jù)電機(jī)大小選擇其型號），主電路和控制電路熔斷器（FU1，主電路熔斷器根據(jù)電機(jī)容量大小選擇，F(xiàn)U2，控制電路一般用5A的熔斷器就可以了），時間繼電器（KT），隔離開關(guān)（QS，根據(jù)電機(jī)大小選擇型號），繞組為三角形連接的電機(jī)（M），接線排，導(dǎo)線適量。

3.3 星-三角降壓啟動控制電路原理圖

3.3.1 接觸器切換控制的Y-△降壓啟動控制電路。①電路原理圖（如圖1所示）。②電路動作過程分析。圖1為接觸器切換的Y-△降壓起動控制電路。電路工作過程如下：電動機(jī)Y接法啟動：先合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB2（綠色，此處接其常開觸點），接觸器KM1線圈通電，KM1自鎖觸點（接其常開觸點）閉合，同時KM2線圈通電，KM2主觸點閉合，電動機(jī)Y接法啟動，此時，KM2常閉互鎖觸點（串接在KM3線圈的控制回路中）斷開，使得KM3線圈不能得電，實現(xiàn)電氣互鎖。電動機(jī)Δ接法運行：當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速升高到一定值（一般到其額定轉(zhuǎn)速的70%左右）時，按下SB3（黑色，其常閉觸頭和常開觸頭均接入電路中）后，SB3的常閉觸頭先斷開，KM2線圈斷電，KM2主觸點斷開，電動機(jī)暫時失電，KM2常閉互鎖觸點恢復(fù)閉合；接著SB3的常開觸點閉合，使得KM3線圈通電，KM3自鎖觸點閉合，同時KM3主觸點閉合，電動機(jī)Δ接法運行；KM3常閉互鎖觸點（串接在KM2線圈的控制回路中）斷開，使得KM2線圈不能得電，實現(xiàn)電氣互鎖。③該電路優(yōu)缺點分析。該電路采用了接觸器KM2和KM3的動斷輔助觸點做電氣連鎖，能保證啟動和運行兩種狀態(tài)的準(zhǔn)確性與可靠性，也避免了誤按啟動按鈕造成相間短路。

3.3.2 時間繼電器自動控制的Y-△降壓啟動控制電路

①電路原理圖（如圖2所示）②電路動作過程分析。圖2是采用時間繼電器控制的Y-△降壓啟動控制電路，合上QS，按下SB2，接觸器KM1線圈通電，KM1常開主觸點閉合，KM1輔助觸點閉合并自鎖。同時Y形控制接觸器KM2和時間繼電器KT的線圈通電，KM2主觸點閉合，電動機(jī)作Y連接啟動。KM2常閉互鎖觸點斷開，使Δ形控制接觸器KM3線圈不能得電，實現(xiàn)電氣互鎖。經(jīng)過一定時間后，時間繼電器KT的常閉延時觸點打開，常開延時觸點閉合，使KM2線圈斷電，其常開主觸點斷開，常閉互鎖觸點閉合，使KM3線圈通電，KM3常開觸點閉合并自鎖，電動機(jī)恢復(fù)Δ連接全壓運行。KM3的常閉互鎖觸點分?jǐn)啵袛郖T線圈電路，并使KM2不能得電，實現(xiàn)電氣互鎖。③該電路優(yōu)缺點分析。該自動控制線路中，主電路結(jié)構(gòu)和接觸器切換控制的Y-△啟動電路相同。在控制電路中多了一個時間繼電器控制支路，并用時間繼電器的動斷觸點對啟動接觸器KM2的控制電路進(jìn)行連鎖，既實現(xiàn)了電氣連鎖的安全，又減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，因而在企業(yè)實際生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。