《设备电气控制与维修》第十三讲-济南铁道职业技术学院授课

济南铁道职业技术学院教师授课教案2006/2007学年第二学期课程设备电气控制与维修章节课题第三章三相异步电动机的基本控制线路§3-3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路（二）授课方法讲授所需教具授课时间月日节月日节月日节月日节授课班级电气0351电气0352目的要求：1．了解笼型电动机采用自耦变压器降压起动控制线路2．了解笼型电动机采用延边三角形连接降压起动控制线路旧知复习：电动机定子绕组串电阻和Y—Δ连接降压起动的控制线路重点难点：自耦变压器降压起动的控制线路及起动电流的分析教学过程：（包括主要教学环节、时间分配）一、复习10分钟二、正课75分钟1、电动机采用自耦变压器降压起动控制线路40minutes2、电动机的定子绕组延边三角形连接15minutes3、电动机的延边三角形降压起动控制线路20minutes三、小结与作业5分钟课后作业：P.88：3－16、21教学后记：任课老师教研室主任济南铁道职业技术学院授课教案附页第1页导语：容量较大的笼型异步电动机（大于10KW），常采用降压起动方式来起动电动机。也就是起动时降压，正常运行是电压恢复到额定值，以拖动额定负载。第三章三相异步电动机的基本控制线路§3-3三相笼型异步电动机的降压起动控制线路（二）三、自耦变压器降压起动控制线路自耦变压器降压起动的方法是指利用自耦变压器来降低电动机起动电压、限制起动电流的一种三相鼠笼式异步电动机的起动方法。起动时，使定子绕组和自耦变压器副边相联接，进行减压起动，起动完毕后，使定子绕组直接和电源相联接，电动机全压下运行。如图为两个接触器控制的自耦变压器降压起动控制线路。通过时间继电器KT和中间继电器KA，自动完成电动机从降压起动到全压运行的过渡。本电路中接触器KM1与接触器KM2互锁，接触器KM2的常闭触点串接于自耦变压器的副边，接触器KM2的主触点闭合时短接自耦变压器。主电路：电源→QS→FU1→KM1主触点→T原边→T副边→FR—→M降压起动电源→QS→FU1→KM2主触点————————→FR—→M全压运行任课教师教研室主任年月日济南铁道职业技术学院授课教案附页第2页控制电路：按SB2—→KM1线圈通电并自锁—→KM1主触点闭合→电动机降压起动→KM1互锁触点断开→切断KM2线圈回路→KT线圈通电—延时→延时触点闭合——┌——————————————————————┘└→KA线圈通电并自锁→常闭触点断开→切断KM1线圈回路→为KM2线圈得电作准备→常开触点闭合→KM2线圈得电→电动机全压运行当起动结束进入全压运行时，接触器KM2工作，此时KM1线圈无法通电，不仅使自耦变压器被短接，而且接触器KM2的常闭触点断开，保证了自耦变压器的副边与电动机的定子绕组分离。但是能实现这样功能的控制线路并不是唯一的，下图也是两个接触器控制的自耦变压器降压起动控制线路，但是所用的触点有所不同。电动机定子绕组可以通过接触器KM1主触点和自耦变压器接入电源；也可以通过接触器KM2将三相电源直接接入电动机的定子绕组，而完全脱离自耦变压器。图中起动时，接触器KM1工作，三相电源通过其主触点接入自耦变压器的原边，同时KM1辅助常开触点闭合，使电源通过自耦变压器的副边接入电动机的定子绕组。全压运行时，接触器KM2工作，接触器KM1不工作，使自耦变压器完全脱离电路。扩展：本电路中接触器KM1与接触器KM2互锁由时间继电器KT中状态互为相反的延时触点来实现，工作过程中，要求时间继电器KT始终通电，不仅通过KT完成降压起动到全压运行的过渡，而且由它的瞬时触点来实现自锁。电路是否还可以作进一步修改呢？任课教师教研室主任年月日济南铁道职业技术学院授课教案附页第3页了解有关的起动电流和起动转矩：当电动机定子绕组经自耦变压器降压起动时，加在绕组上的电压U2为1/kU1，此时电动机定子绕组的起动电流即自耦变压器副边电流Ist2为全压起动电流Ist的1/k；自耦变压器原边接电网电源，因此电动机降压起动时，电网上流过的起动电流即自耦变压器原边电流Ist1为副边电流Ist2的1/k，降压起动电流减小到直接起动的1/k2。由于转矩正比与电压的平方，降压起动时定子每相绕组上的电压降低到全压起动时的1/k，所以，起动转矩也将降低到全压起动时的1/k2。自耦变压器二次侧有电源电压的65%、73%、85%、100%等抽头，因此能获得42.3%、53.3%、72.3%及100%全压起动时的转矩。显然比Y--△降压起动时的33%的起动转矩要大的多。四、延边三角形降压起动控制线路延边三角形（）降压起动是在既不增加专用起动设备，还可适当提高起动转矩的一种降压起动方法。三相鼠笼式异步电动机的延边三角形起动，是在起动过程中将定子绕组的一部分△联结，而另一部分Y联结，使整个绕组成为联接，待起动结束后，再将绕组接成△联结的一种降压起动方法。为此，电动机每相绕组至少有三个抽头，其原始、起动、运行状态的连接情况如图所示。（a）原始状态(b)起动状态(c)运行状态当电动机定子绕组作联接时，每相绕组承受的相电压比三角形联接时低，比星形联接时高，介于二者之间，若在电源线电压为380V的电路中，则每相绕组的电压在220V~380V之间。因此，起动时电动机的起动转矩可以大于Y--△起动时的起动转矩。这样既可以实现降压起动，又可以提高起动转矩，可以说，降压起动是Y--△降压起动的发展。电动机联接时定子绕组相电压与电源线电压的数量关系，由定子绕组三条延边中任何一条边的匝数（N1）与三角形内任何一条边的匝数（N2）之比来决定。任课教师教研室主任年月日济南铁道职业技术学院授课教案附页第4页如图为降压起动时的电动机定子绕组接线图和降压起动控制线路。电动机起动时：按下SB2—→KM2线圈通电并自锁→KM2主触点闭合→电动机联接降压起动→KM1线圈通电—→KM1主触点闭合——┘→KM1互锁触点断开→切断KM3线圈回路→KT线圈通电—延时—→常闭触点断开→切断KM1线圈回路→为KM3线圈得电作准备→常开触点闭合————→┌———————————————————┘└———KM3线圈得电—→KM3主触点闭合—→电动机全压运行└→KM3互锁触点断开→切断KM1线圈回路三相鼠笼式异步电动机的降压起动方法具有起动转矩大，允许频繁起动，以及起动转矩可以在一定范围内选择等优点。但是，使用这种起动方法的电动机，不但应在定子绕组备有9个出线端，而且还应备有一定数量的抽头，其制造工艺复杂，对电动机的制造增加了困难；同时控制系统的安装与接线提高了技术要求，增加了难度。因此，延边三角形降压起动尚未被广泛应用。小结:1．比较四种起动方式的优缺点。２．不同的起动方式用于不同的使用场合。作业:P.88：3－16、21任课教师教研室主任年月日