【《三相异步电动机的启动控制概述》3600字】

三相异步电动机的启动控制概述在以上介绍的电机控制电路中，以感应电机直接启动控制为例。所谓直接启动即启动电机定子绕组直接连接到额定电压的交流电源。该方法具有起动设备简单、起动扭矩大、起动时间短等优点。缺点是起动电流大(起动电流为额定电流的4~7倍)。当电机容量较大时，过大的启动电流会使供电线路上的电压降很大，影响线路上其他电气设备的正常运行。另一方面，频繁起动电机会造成发热严重，加速线圈老化，缩短电机寿命。因此，只有在供电容量远远大于电机容量时才能采用直接启动。电源容量是否允许电动机在额定电压下直接启动，可根据下式判断：式中：——电动机全压启动电流，A；——电动机额定电流，A；——电源容量，kVA；——电动机额定功率，kW。一般容量小于10kw的电动机常采用直接启动。如电机不适合直接起动，则本节应使用所述的起动方法。为了降低起动电流，电动机在起动时必须采取适当的措施。本节将分别介绍笼型感应电动机和绕线转子感应电动机限制起动电流的控制电路。一、笼型感应电动机启动控制线路为了限制笼型感应电动机的起动电流，经常采用减压起动的方法。所谓减压启动，就是在启动时将加在电机定子绕组上的电压降低，再启动电机后将电压恢复到额定值，使其能在额定电压下运行。减压启动可以降低启动电流，降低线路电压降，从而减少启动过程中对线路的冲击。但是电机的电磁转矩与定子端电压的平方成正比，因此电机的启动转矩相应减小，所以减压启动适合空载或轻载启动。常用的有星形三角解压缩启动和自耦变压器解压缩启动。软启动是一种现代电机控制技术，在某些情况下正在得到推广。（一）星形-三角形减压启动控制对于正常运行时定子绕组连接成三角形的三相笼型感应电动机，可采用星三角减压起动。启动时，定子绕组连接成星形，当电机转速上升到接近额定转速时，定子绕组变为三角形，电机在全压下进入正常运行。图2-10所示为QX4系列全自动星三角启动器电路，适用于125kw及以下三相笼型感应电动机星三角减压启动和停止控制。电路工作原理:闭合电源开关Q，按下启动按钮SB2。KM1、KT、KM3线圈同时连接自锁。电机的三相定子绕组连接成星形，并连接到三相交流电源进行减压启动。当电机转速接近额定转速时，通电延时型时间继电器运行，KT常闭触点断开，KM3线圈断电释放。同时将KT常开触点闭合，KM2线圈通电吸收自锁，电机绕组连接成三角形，进行全电压运行。当KM2通电并牵引时，会断开KM2的常闭触点，从而断开KT线圈，避免时间继电器的长期运行。KM2和KM3的常闭触点为联锁触点，防止同时连接成星形和三角形造成电源短路。图2-10QX4系列自动星形-三角形启动器电路（二）自耦变压器减压启动控制电机自耦变压器启动时，自耦变压器一次侧与电网相连，启动时定子绕组与自耦变压器二次侧相连。因此，电动机在启动时获得的电压就是自耦变压器的二次电压。当电机的转速接近电机的额定转速时，电机的定子绕组接入电网，即电机的额定电压进入正常运行。减压起动适用于大容量电机的空载或轻载起动，可通过更换不同丝锥获得起动扭矩。XJ01系列自耦变压器降压启动电路图如图2-11所示。图中KM1为减压启动接触器，Kkm2为全压运行接触器，Ka为中间继电器，Kt为减压启动时间继电器，HL1为电源指示灯，HL2为减压启动指示灯，HL3为正常运行指示灯。图2-11XJ01系列自耦减压启动电路图电路工作原理:合上主电路和控制电路的电源开关，HL1灯亮，表示供电电压正常。按下启动按钮SB2,KM1和KT线圈同时通电并自锁，自耦变压器接通。电机在自耦变压器的二次电压供应的减压下启动。同时，HL1指示灯灭，HL2亮，表示电机正在减压启动。当电机转速接近额定转速时，时间继电器KT通电，延时合闸触点闭合，KA线圈通电并自锁。常闭触点断开KM1线圈电路，断电后松开KM1线圈，将自耦变压器从电路中取出。KA的另一对常闭触点断开，HL2指示灯熄灭。KA的常开触点闭合，使KM2线圈通电并抽出。将电源电压全部加到电机定子上，电机在额定电压下正常运行。同时HL3指示灯亮，表示电机减压启动，结束。由于自耦变压器的星形连接部分的电流是自耦变压器一次和二次电流的差值，所以使用Kkm2的辅助触点进行连接。二、三相绕线转子异步电动机的启动控制与直流电动机相比，三相绕线转子感应电动机具有结构简单、维护方便、调速、起动性能好等优点。有些生产机械要求较大的启动转矩和较小的启动电流，笼型感应电动机不能满足启动性能的要求，在这种情况下绕线转子驱动感应电动机，可以利用滑环在转子绕组上串接设备来降低启动电流，增加起动扭矩和调速目的。因此，三相绕线转子异步电动机的起动控制适用于重载起动场合。根据绕组转子启动过程中连接装置的不同，可分为串联电阻启动电路和串联频敏变阻器启动电路。根据时间原理和电流原理有两种转子串联电阻起动控制。（一）转子电路串电阻启动控制时间原理控制的转子串联电阻起动电路如图2-12所示。图中Km1为线路接触器;km2、Km3、Km4为短路电阻起动接触器;KT1、KT2、KT3为短路转子电阻时间继电器。值得注意的是,电路开始当所有转子的电阻串联,当汽车进入正常运行,只有两个接触器,KM1KM4,长期激励的状态,虽然KT1的通电时间,KT2,KT3立方千米线圈是减少到最低,节约能源，延长电器使用寿命。更重要的是减少电路故障，保证电路安全可靠的工作。由于电路是一个循序渐进的短电阻，电机的电流和转矩突然增大，造成机械冲击。图2-12时间原则控制转子电阻启动电路图2-13是由电动机转子电流的大小变化的子开始控制电路,主电路在图中除了在转子绕组连接起动电阻,连接有电流继电器KA2卡和KA4线圈,三个电流继电器,电流是相同的,但当前版本,KA2释放量最大，KA3倍，KA4最小。刚启动时，启动电流很高，所有电流继电器都被拉动，控制电路中的动触点和分断触点被断开。接触器Kkm2、Km3、KM4线圈无法电拉，所有起动电阻都接好。随着电机转速的增加，电流减小。电流继电器根据释放电流的水平依次释放电流，使接触器线圈依次获得功率，主触点闭合，电阻逐步缩短，直到所有电阻都缩短。电机启动并正常运行。图2-13按电流原则控制的转子串电阻减压启动控制电路Ka1连接在控制电路的作用:如果没有Ka1,当转子电流从零达到拉动价值的电流继电器,Ka2,卡和Ka4不拉,平方公里,立方千米和Km4活力同时,和所有的转子起动电阻器short-connected,直接导致电动机M开始。对于KA1，只有KM1线圈通电后，KA1才通电。在KA1动态触点闭合之前，转子电流超过KA2、KA3、KA4拉值并移动。动态分断触点断开了KM2、Km3、KM4电路，确保转子串联电阻启动。（二）转子电路串频敏变阻器启动控制转子串电阻电路开始,由于逐步消除阻力的过程中开始,所以电流和扭矩突然改变现有的机械冲击,及其控制电路复杂,启动阻力大,能源消耗大,维修麻烦,所以实际生产,通常采用其他方式启动，但串阻启动具有启动扭矩大的优点，因此低速、高初始启动扭矩的传动装置仍是常用的启动方式。绕线转子异步电动机启动的另一种方法是转子串的频敏变阻器启动电路，这种启动方法具有恒转矩启动和制动特性，它是静止的，非接触的电子元件，很少需要维护，所以经常用绕线转子异步电动机启动，特别是容量大的绕线转子异步电动机的启动控制。频敏变阻器是一种用铸铁板或钢板叠成铁芯，外覆绕组的三相电抗器。它与转子绕组的电路相连。由绕组的电抗和铁芯损耗所决定的等效阻抗随转子电流的频率而变化。在电机的启动过程中，当电机转速增大时，频敏变阻器的阻抗值自动平稳下降，限制了启动电流。另一方面，可以得到近似恒定的起动力矩。采用频率敏感变阻器的起动控制电路如图2-14所示。手动或自动控制可以选择与选择开关SA。选择自动控制时，按下启动按钮SB2。选择手动控制时，时间继电器不工作。手动控制按钮SB3控制中间继电器KA和接触器KM2通电。图2-14转子电路串频敏变阻器启动控制电路启动过程中，KA的动断触点将继电器发热元件短接，以免启动时间过长而使热继电器产生误动作。三、固态降压启动器的启动控制上述传统感应电机启动方式的共同特点是电路简单，但启动转矩固定且不可调，启动过程中存在较大的冲击电流，使被驱动的负载受到较大的机械冲击，且易受电网电压波动的影响。固态减压起动器是一种集软启动、软停止、轻载节能和多种保护功能于一体的新型电机控制装置。固态减压起动器由启停控制装置和软启动控制器组成，其中软启动控制器为核心部件。软启动控制器是利用电力电子技术和自动控制技术，结合大电流和弱电流控制技术，其主要结构是一套连接在电源和被充电电机之间的三通晶闸管代替并联的电子控制电路，采用晶闸管移相控制原理，控制三个相对并联晶闸管导通角，可根据不同要求改变被控电机的输入电压，从而实现不同的启动功能。当开始,使晶闸管的导通角从0开始