轨道交通电工基本技能与实训课件 项目10 三相异步电动机星三角降压启动、能耗制动控制电路安装与调试

项目10三相异步电动机星三角降压启动、能耗制动控制电路的安装与调试现代的生产机械一般由电动机拖动，通过控制电路来实现不同的运动，但大功率电动机在全压启动时，启动电流一般为额定电流的4～7倍，而且电动机功率较大时将导致电源变压器的输出电压下降，因此，对于大功率电动机，在实际工作过程中采用降压启动的方法。常用的降压启动方法有定子绕组串联电阻降压启动、自耦变压器降压启动、星三角降压启动和延边三角形降压启动等，这里以常见的星三角降压启动为例，来介绍三相异步电动机星三角降压启动控制电路的安装与调试。三相异步电动机降压启动控制广泛应用于轨道交通、航空航天、电力、通信、医疗、交通等领域，比如前面学习的轨道交通隧道风机因功率大，就采用降压启动的方法。项目导学思维导图星三角降压启动控制线路全压起动的缺点：为什么要采用降压起动？三相异步电动机全压启动时启动电流一般为额定电流的4~7倍电力变压器容量不够大电动机功率较大时将导致电源变压器的输出电压下降电动机的启动转矩减小电动机启动困难,影响同一供电线路中其它电器设备的正常工作较大容量的电动机需要采用降压启动第2页，共27页。星三角降压启动控制线路降压起动的方法：本课主讲第3页，共27页。按下图连接由时间继电器自动控制的星三角降压启动控制电路，要求：1.将时间继电器的切换时间整定为5S；2.假定电动机的额定功率为5.5KW，求整定热继电器的动作电流。相电压:三根相线（火线）与中性线之间的电压，称为相电压。我国的低压供电系统中，三根相线各自与中性线之间的电压为220伏。线电压:三根相线彼此之间的电压，称为线电压。在对称的三相系统中，线电压的大小是相电压的1.73倍。在我国的低压供电系统中，线电压为380伏。相电压与线电压星三角降压启动的电动机三相绕组共有六个外接端子：A-X、B-Y、C-Z（以下以额定电压380V的电机为例）。

星三角启动原理Y接法：

接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCY型接法启动：X-Y-Z相连，A、B、C三端接三相交流电压380V，此时每相绕组电压为220，较直接加380V启动电流大为降低，避免了过大的启动电流对电网形成的冲击。此时的转矩相对较小，但电动机可达到一定的转速。星三角启动原理△型接法运行：经星形启动电动机持续一段时间（约几十秒钟）达到一定的转速后，电器开关把六个接线端子转换成三角形连接并再次接到380V电源时每相绕组电压为380V，转矩和转速大大提高，电动机进入额定条件下的运行过程。星三角启动原理

因为异步电动机在全压启动时的瞬间电流大，约为额定电流的4-7倍，当其容量较大时，将形成对电网的严重冲击。电气规程规定了可以直接启动的电动机容量：公用变压器系统中（TT系统）≤10KW；小区配电系统中≤14KW；专用变压器系统中则以电压损失10-15%（经常或不经常启动）作为允许直接启动的标准。第7页，共27页。一、三相异步电动机要实行星三角降压启动？二、三相异步电动机采用Y-△启动工作原理星/角启动是降压启动的形式之一利用交流接触器在启动时将电机绕组接成星形；此时电机绕组获取的是三相相电压（220V）.而当电机达到或接近额定转速时，再通过接触器将电机绕组切换成三角形连接。电机绕组获得全压（额定电压380V）。第8页，共27页。（二）根据给定的电动机容量选用各种电器、导线并实际接线⒈根据给定的电动机容量计算其额定电流（In）：估算，按每kW2A（仅适用于额定电压为380V的三相交流异步电动机）2.整定热继电器的动作电流：电动机功率P=√3UI

若电动机功率为5.5KW，则根据上述公式，

I=P/√3U=8.35A第10页，共27页。整定电流值IFR=（1.1-1.25）IN范围内选取，本题中取IFR=10A—11A

三、三相电动机星/三角启动/运行电路

（一）将三角形接380V电机启动时采用星型接法：手段:启动电压为全压时的1/√3倍.目的:启动电流降为全压时的1/3倍.副作用:启动转矩为全压时的1/3倍.结论:只适用于空、轻载情况下启动作用：避免启动大电流对电网的冲击.第9页，共27页。选择电路元器件⒊主回路熔断器（1FU）：熔断器大于或等于熔丝电流，熔丝IN.FU=(1.5-2.5)IN。（当使用断路器时，可不用熔断器）⒋交流接触器（KM）：可在INKM=（1.3-2）1N范同内选取。第11页，共27页。5.主回路导线：根据电动机功率大小选用。6.控制回路导线：可使用不小于1.5mm2绝缘铜导线。7.控制回路熔断器：可使用5A或10A的熔断器，装1-5A的熔丝。第13页，共27页。星三角降压启动的电动机三相绕组共有六个外接端子：A-X、B-Y、C-Z（以下以额定电压380V的电机为例）。

星三角启动原理

Y星

接法：

三角接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXC（三）使用技术要求⒈Y-△启动器仅适用于△接法的三相鼠笼电动机。⒉只能空载或轻载启动。⒊启动转运行时间不得过长或过短。⒋容量大的启动器可以启动较小的电动机，而容量小的启动器不能启动大的电动机。第14页，共27页。时间继电器自动控制的星三角降压启动控制电路这种情况下，星三角降压启动主电路的连接如下（1）ABCXYZ实训室电机有两种，第一种如下图所示，首端为A、B、C，尾端为X、Y、Z这种情况下，星三角降压启动主电路的连接如下（1）ABCXYZ实训室电机有两种，第一种如下图所示，首端为A、B、C，尾端为X、Y、Z第二种电机为单速电机电机电源连接选择电路元器件—数显时间继电器（新板）：时间继电器：利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时接通或断开的自动控制电器。是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。

应用：适用于定时控制。数显时间继电器的结构正面侧面底面电路板底座21113456电路板底座连线由时间继电器自动控制的星三角降压启动控制电路控制电路部分可以分解成以下三个简单电路的组合由时间继电器自动控制的星三角降压启动控制电路控制电路部分可以分解成以下三个简单电路的组合++电机正转控制电路时间继电器控制电路KM3控制电路

第一步：安装第一个支路若以上两步检测正常，表明所接第一支路正确。1、接线：依次安装1→2→3→4→5，然后把6号线和7号线并入3号线和4号线两端，即完成1→7号线的安装；2、测量：用万用表电阻档RX100档测量FU2输出端的电阻R1-5（1）按下SB2，R1-5=1500欧姆；

松开SB2，R1-5=无穷大；（2）推下KM1交流接触器，R1-5=1500欧姆；

松开KM1，R1-5=无穷大。（3）按下SB2（或推下KM1），同时按下SB1，R1-5=无穷大。

第一步：安装第一个支路

第一步：安装第一个支路1、接线：即安装8→13号线，先依次安装8→9→10→11号线，然后把12、13号线并入9号线和11号线两端.2、测量：用万用表RX100档测量8号线和13号线之间的电阻R8-13。（1）未插入时间继电器时，R8-13=无穷大；（2）插入时间继电器，R8-13=1200欧；若以上两步检测正常，表明所接第二支路正确。第二步：安装第二个支路第二步：安装第二个支路第二步：安装第二个支路

1、接线：

即14→19号线，先依次安装14→15→16→17号线，然后把18、19号线并入时间继电器3,4两端，2、测量：用万用表RX100档测量14号线和17号线之间的电阻R14-17。（1）推下KM3，R14-17=1500欧；（2）短接14-15号线，R14-17=1500欧姆。第三步：安装第三个支路若以上三步检测正常，表明所接第三支路正确。第三步：安装第三个支路第三步：安装第三个支路由时间继电器自动控制的星三角降压启动控制电路星三角降压启动控制线路M3~KM1KM2KTKM3KTKTKM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2星三角降压起动控制线路图第17页，共27页。M3~KM1KM2KTKM3KTKTKM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2按下启动按钮SB2星三角降压启动控制线路星三角降压起动控制线路图第18页，共27页。M3~KM1KM2KTKM3KTKTKM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2接触器KM1、KM2、KT线圈得电星三角降压启动控制线路星三角降压起动控制线路图第19页，共27页。接触器KM1常开辅助触点闭合接触器KM1主触点闭合接触器KM2主触点闭合M3~KM1KM2KTKM3KTKTKM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2KM3常闭触点断开星三角降压启动控制线路星三角降压起动控制线路图第20页，共27页。M3~KM1KM2KTKM3KTKTKM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2电机以星形连接启动星三角降压启动控制线路星三角降压起动控制线路图第21页，共27页。M3~KM1KM2KTKM3KTKTKM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2KT延时闭合触点闭合KT延时断开触点断开星三角降压启动控制线路星三角降压起动控制线路图…一段时间之后…第22页，共27页。M3~KM1KM2KTKM3KTKTKM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2KM2线圈失电KM2常闭触点闭合KM2主触点断开星三角降压启动控制线路星三角降压起动控制线路图第23页，共27页。M3~KM1KM2KTKM3KTKTKM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2KM3线圈得电星三角降压启动控制线路星三角降压起动控制线路图第24页，共27页。M3~KM1KM2KTKM3KTKTKM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2KM2常闭触点打开KM3常开触点闭合KM3主触点闭合KT线圈失电星三角降压启动控制线路星三角降压起动控制线路图第25页，共27页。M3~KM1KM2KTKM3KTKTKM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2电机全压运行星三角降压启动控制线路星三角降压起动控制线路图第26页，共27页。按下SB2KT线圈断电接三角形电机全压运行星三角降压启动控制线路工作原理：KM1常开触点闭合自锁KM1主触点闭合KM2主触点闭合KM2常闭触点断开KT延时断开的常闭触点断开KT延时闭合的常开触点闭合接星形电机降压起动KM3线圈失电KM2线圈失电KM3线圈得电KM3常开触点闭合自锁KM3主触点闭合（KM1主触点已闭合）KM3常闭触点断开第27页，共27页。KM1线圈得电KM2线圈得电KT线圈得电任务10.2：三相异步电动机双向启动能耗制动控制按图连接三相异步电机正转、反转、停车时能耗制动的控制电路，要求：1.

将能耗制动的时间整定为5S；2.假定电动机的额定功率为3KW，求整定热继电器的动作电流。SB1SB2SB3SB3SB1一、电路结构分析（1）+1、我们先看控制电路因此，我们得出结论：控制电路由原来学过的正反转控制电路和将要学习能耗制动控制电路组成。一、电路结构分析（2）+2、我们再看主电路因此，我们同样得出结论：主电路也由原来学过的正反转控制电路和将要学习的能耗制动控制电路组成。一、电路结构分析（3）

3、复合按钮（停止按钮SB1）的结构补充：按钮联锁的正反转控制线路M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2按钮联锁正反转制线路图M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2按钮联锁正反转制线路图按下正转按钮SB2SB2常闭点断开补充：按钮联锁的正反转控制线路M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2按钮联锁正反转制线路图补充：按钮联锁的正反转控制线路M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2按钮联锁正反转制线路图KM1线圈得电M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2按钮联锁正反转制线路图KM1主触点闭合KM1常开辅助触点闭合自锁电机正转M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2按钮联锁正反转制线路图松开正转按钮SB2电机依然正传试想：若此时按下反转按钮SB3主电路会短路吗？为什么？试想：若此时按下反转按钮SB3能够直接实现反转吗？M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2按钮联锁正反转制线路图按下反转按钮SB3M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2按钮联锁正反转制线路图KM2线圈得电KM1自锁触点打开KM1主触点打开M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2按钮联锁正反转制线路图KM2线圈得电M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2按钮联锁正反转制线路图电机反转KM2主触点闭合KM2常开辅助触点闭合自锁引申：双重联锁的正反转控制线路

即在电路中即利用到了接触器的互锁，又利用到了按钮的联锁，实现了双重保护，使电路更加安全。电路结构电路原理电路实训电路结构

电源电路：L1、L2、L3、QS主电路：FU1、KM1、KM2主触头、FR、电机控制电路：FU2、FR常闭触头、SB3正转控制电路：SB1常开、KM1自锁触头、KM2联锁触头、SB2联锁按钮、KM1线圈反转控制电路：SB2常开、KM2自锁触头、KM1联锁触头、SB1联锁按钮、KM2线圈引申：双重联锁的正反转控制线路正转控制反转控制引申：双重联锁的正反转控制线路电路工作原理M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2KM2KM1双重联锁正反转制线路图引申：双重联锁的正反转控制线路M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2KM2KM1双重联锁正反转制线路图按下正转按钮SB2引申：双重联锁的正反转控制线路M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2KM2KM1双重联锁正反转制线路图KM1线圈得电M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2KM2KM1双重联锁正反转制线路图KM1主触点闭合KM1常开辅助触点闭合自锁电机正转KM1常闭辅助触点打开互锁M3~KM1KM2KM1KM1FRSB1SB2L2L1L3QFFU1FU2SB3KM2KM2KM2KM1双重联锁正反转制线路图M3~