三相异步电动机延边三角形减压启动反接制动

三相异步电机延边三角形减压启动反接制动控制的设计艾泽光1090610711摘要：本文主要介绍了三相异步电机减压启动与反接制动的原理，介绍了此接法的优缺点，设计了三相异步电动机延边三角形减压启动反接制动原理图，同时对该接法进行了可行性分析。关键词:延边三角形减压启动,反接制动,三相异步电动机延边三角形减压启动反接制动设计.一.延边三角形减压起动反接制动控制的介绍1.延边三角形减压启动:电机的启动方式分为全压启动和减压启动,全压启动启动转矩较大,启动时间短,启动设备简单,操作方便，易于维护，投资省，在系统能够承受的情况下应采用该启动方式，但他的启动电流大（为额定电流的5-7倍），如果电机功率较大，电机的起动电流会引起配电系统的电压显著下降，影响接在同一条供电线路上的其他电气设备的正常工作，或者在某种情况下规范不允许采用全压启动是，可采用减压启动。全压启动：启动时加在电动机定子绕组上的电压为电动机的额定电压。降压启动：利用启动设备将电压适当降低后，加到电动机的定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，再使其电压恢复到额定电压正常运转。[1]电动机的直接启动条件：延边三角形降压起动和星形一三角形降压起动的原理相似，即在起动时将电动机定了绕组的一部分接成星形（丫），另一部分接成三角形（△），从图形上看好像将一个三角形（△）的三条边延长，因此称为延边三角形，当电动机起动结束后再将定子绕组接成三角形进行正常运行，这种起动方法叫延边三角形降压起动。延边三角形降压起动时．每相绕组所承受的电压，比接成全星形接法时大．故起动转矩较大。延边三角形降压起动时可采用改变每相两段绕组的匝数比来得到不同的起动电流和起动转矩。由于采用延边三角形降压起动的三相交流鼠笼式异步电动机的三相定了绕组比一般的多了三个中间抽头，结构复杂，电动机须专门生产，从而限制了此方法的实际应用。[2]启动时，把定子三相绕组的一部分联接成三角形，另一部分联接成星形，每相绕组上所承受的电压，比三角形联接时的相电压要低，比星形联接时的相电压344stNISIP2要高，电动机延边三角形降压启动，待电动机启动运转后，再将绕组联接三角形，全压运行。延边三角形降压启动电动机定子绕组的联接方式原始状态启动时正常运转电路控制原理图合上电源开关QS，按SB2KM3线圈得电，KM3联锁触头分断，KM2联锁KM主触头闭合，联结成延边三角形，KM动合辅助触头闭合，KM1自锁触头闭合,自锁,松开SB2。KM1主触头闭合,电动机延边三角形降压启动,KT线圈得电KT延时断开的动断触头延时分断,KM3线圈失电，KT延时闭合的动合触头延时闭合，KM2线圈得电，KM3线圈失电KM3动合触头分断，KM3主触头分断，电动机失电惯性运行，KM2线圈得电KM2自锁触头闭合，自锁KM2主触头闭合，电动机全电运行，KM2联锁触头断开，KT线圈失电,KT触头复位。[3]延边三角形起动优点：体积小，质量小，允许经常起动，适用于重载起动。延边三角形起动缺点：接线复杂。[4]可行性分析:延边三角形降压起动时．每相绕组所承受的电压，比接成全星形接法时大．故起动转矩较大。延边三角形降压起动时可采用改变每相两段绕组的匝数比来得到不同的起动电流和起动转矩。由于采用延边三角形降压起动的三相交流鼠笼式异步电动机的三相定了绕组比一般的多了三个中间抽头，结构复杂，电动机须专门生产，从而限制了此方法的实际应用。2.反接制动控制三相交流异步电动机的反接制动是通过改变定子绕组中的电流相序，使其产生一个与转子旋转方向相反的电磁力矩来实现的。对于单方向旋转的电动机，当转速下降到零时，应迅速切断电动机电源，否则电动机将反向转动。因此，在控制线路中应有检测速度的元件。在反接制动时，电动机定子绕组流过的电流相当于全压直接起动的两倍，因此在制动过程中在定子线路中串入电阻以降低制动电流。[5]2.1三相交流异步电动机单向反接制动控制线路：下图为三相交流异步电动机单向反接制动控制线路。合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机起动，当转速达到120r/min以上时，速度继电器KV的常开触点闭合，为制动做好准备。[6]需要停机时，按下停止复合按钮SB1，KM1断电其主触点打开，KM2通电并自锁其主触点通过反接制动电阻R，使电动机得到反相序电源，形成反接制动。当转速下降至100r/min以下时KV的常开触点打开，切断KM2线圈支路，使电动机断电，制动过程结束。图中KM1和KM2之间有电气互锁。2.2三相交流异步电动机双向反接制动控制线路：下图为三相交流异步电动机双向反接制动控制线路。图中R既是反接制动电阻，也是起动限流电阻。KV1和KV2分别是速度继电器KV的正转和反转常开触点。合上电源开关QS，按下正转起动按钮SB2，中间继电器K3得电并自锁，其常闭触点断开，K4线圈不能得电，K3常开触点闭合，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，电动机串电阻降压起动。当电动机转速达到一定值时，KV1闭合，K1得电自锁。这时由于K1、K3的常开触点闭合，KM3得电，KM3主触点闭合，电阻R被短接，电动机全压运行。在电动机正常运行过程中，若按停止按钮SB1，则K3、KM1、KM3的线圈先后失电，由于惯性这时KV1仍处于闭合状态，K1线圈仍处于得电状态，所以在KM1常闭触点复位后，KM2线圈便得电，其常开触点闭合，使定子绕组经电阻R获得反相序三相交流电源，对电动机进行反接制动，电动机转速迅速下降。当电动机转速低于速度继电器动作值时，速度继电器常开触点复位，K1线圈失电，KM2释放，反接制动结束。[7]可行性分析:反接制动的特点：优点是制动力强、停转迅速、无需直流电源；缺点是制动过程冲击大，电能消耗多。三相异步电动机反接制动仅适用于3KW以下的电机，启动和制动次数不频繁的场合。由于反接制动时震动和冲击力较大，因此，一般情况很少使用。二.三相异步电动机延边三角形减压启动反接制动的设计:1.主电路图:如图所示,由隔离开关QS,熔断器FU,主接触器KM1,制动接触器KM4,各回路的接触器KM2,KM3,电动机M3,热继电器FR组成,制动回路接有限流电阻R,三相电机机壳保护接地.2.控制电路图:3.绘制电器工作流程图:4.写出逻辑表达式:KM1=KM4*SB3(KM1+KM2);KM2=KM3*KT*KM1*SB1;KM3=KM2*KT*SB2*SB1;KM4=KM1*SB3*KV;KT=KM1*SB1;5.绘制电气控制原理图:启动过程如下:合上开关QS,按下启动按钮SB2,接触器KM1通电,定子绕组U1,W1,V1通电;时间继电器KT通电,KT延时闭合常开触点闭合；延时t(s)，KT延时打开常闭触点断开，接触器KM3断电；接触器KM3线圈通电，KM3主触点闭合，绕组节点（u2-u3）（v2-v3）（w2-w3）连接速电动机连接成延边三角形启动，接触器KM2线圈通电，KM2主触点闭合，绕组节点（u1-w2）（v1-u2）（w1-v2）相连而连接成三角形投入运行。制动过程：按下停止按钮SB3，是线路接触器KM1释放，断开主电路，然后反接制动接触器KM4动作，使电动机转速下降，当转速接近零时，速度继电器KV释放，然后反接接触器KM4释放。6.主要元器件介绍：代号名称型号规格数量M三相异步电动机Y-132S-47.5kW、380V、△接法、15.4A、1440r/min1QS组合开关HZ10-25/3三极、35A1FU1熔断器RL1-60/25500V、60A、配熔体35A3FU2熔断器RL1-15/2500V、15A、配熔体2A2KM交流接触器CJ10-2020A、线圈电压380V3KT时间继电器JS7-2A线圈电压380V1FR热继电器JR16-20/3三极、20A、整定电流8.8A1SB按钮LA4-3H保护式、500V、5A、按钮数22XT端子板JX2-1015500V、10A、20节1主电路导线BVR-1.51.5mm2(7×0.25mm)若干控制电路导线BVR-1.01mm2(7×0.43mm)若干三.使用说明与注意事项:该系统设计了过载保护,与短路保护.正常运行情况下,不允许手动断开QS,如果运行出现状况,需要在停机状态下断开QS,然后对主电路与控制电路进行检查.四.结论：本次设计了三相异步电动机的延边三角形降压启动与反接制动，由于并不是专业人士，且对此类问题不是很精通，只是粗浅了解，可能出现一些错误，但掌握了大体的设计方法，特别是通过此次设计对电器流程图法有了较为深入的了解，同时也能从此看出电器工作流程图法是一种非常简单实用易上手的设计方法。五.参考文献：[1]刘子林，电机与电气控制，北京，电子工业出版社。[2]张金凤，电动机启动方式的选择与应用，电气时代，2004。[3]孙亚宁，乔登攀，三相异步电动机的降压启动，昆明理工大学2005。[4]范华维，三相异步电动机降压启动分析，定州职教中心。[5]三相笼型异步电动机的反接制动，电气控制及PLC，燕山大学[6]安装调试三相异步电动机减压起动反接制动控制线路,最新维修电工中级接线图。[7]安装调试三相异步电动机减压起动反接制动控制线路。