《电气控制技术项目化教程（智媒体版）》课件 项目5 电动机的降压启动控制电路

任务5.1定子串电阻降压启动电路（时间继电器控制的定子串联电阻降压启动）《电气控制技术项目化教程》陕西省教育厅创新创业课程M3～L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM2KM1KM2UVWQSKM2ＲKTKM12、时间继电器控制串联电阻降压启动KTFRFRL1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM2KM1KM2UVWQSKM2ＲKTKM1合上电源开关QSM3～KT2、时间继电器控制串联电阻降压启动FRFRL1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM2KM1KM2UVWQSKM2ＲKTKM1降压启动:按下SB1KM1线圈得电M3～KT2、时间继电器控制串联电阻降压启动FRFRL1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM2KM1KM2UVWQSKM2ＲKTKM1KM1自锁触头闭合，形成自锁；KM1主触头闭合，电动机降压启动；KM1动合辅助触头闭合，KT线圈得电M3～KT2、时间继电器控制串联电阻降压启动FRFRL1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM2KM1KM2UVWQSKM2ＲKTKM1松开SB1,继续电动机降压启动M3～KT2、时间继电器控制串联电阻降压启动FRFRL1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM2KM1KM2UVWQSKM2ＲKTKM1KT延时闭合,KM2线圈得电M3～KT2、时间继电器控制串联电阻降压启动FRFRL1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM2KM1KM2UVWQSKM2ＲKTKM1KM2联锁触头断开，对KM1联锁，KM1线圈失电M3～KT2、时间继电器控制串联电阻降压启动FRFRL1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM2KM1KM2UVWQSKM2ＲKTKM1KM1自锁触头断开，解除自锁KM1主触头断开电动机全压运行KM1动合辅助触头断开，KT线圈失电，KT延时闭合触头瞬时断开M3～FRFRKT2、时间继电器控制串联电阻降压启动L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM2KM1KM2UVWQSKM2ＲKTKM1KM2自锁触头闭合，形成自锁；KM2主触头闭合，电阻被短路；M3～KT2、时间继电器控制串联电阻降压启动FRFRL1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM2KM1KM2UVWQSKM2ＲKTKM1停：按下SB2M3～KT2、时间继电器控制串联电阻降压启动FRFR任务5.1定子串电阻降压启动电路主讲人：王志华副教授《电气控制技术项目化教程》陕西省教育厅创新创业课程5.1定子绕组串接电阻降压启动控制线路电动机启动时，在电动机的定子绕组上串联电阻，由于电阻的分压作用，使加在电动机的定子绕组上的电压低于电源电压，待启动后，再将电阻短接，电动机便在额定电压下正常运行。定子绕组串接电阻降压启动控制线路１、手动控制电动机定子串电阻降压起动线路电路组成分析合上电源开关QS1，电动机串联电阻降压启动１、手动控制电动机定子串电阻降压起动线路合上QS2，电阻R被短接，电动机全压正常运转１、手动控制电动机定子串电阻降压起动线路2、按钮控制电动机定子串电阻降压起动线路电路组成分析图1按钮控制电动机定子串电阻降压起动线路启动运行：按下按钮SB2，接触器KM1线圈得电，KM1主触点闭合，电动机M串电阻降压启动，KM1辅助常开触点闭合，形成自锁回路。待电动机M的转速达到额定转速后，按下按钮SB3，接触器KM2线圈得电，KM2主触点闭合，短路降压电阻R，电动机M全压运行，KM2辅助常开触点电闭合，形成自锁回路。2、按钮控制电动机定子串电阻降压起动线路电路组成分析图1按钮控制电动机定子串电阻降压起动线路停止运行：按下按钮SB1，接触器KM1、KM2线圈失电，KM1、KM2主触点打开，电动机M停止运行，KM1、KM2辅助常开触点打开，断开自锁回路。任务5.2星—△降压启动电路（时间继电器自动控制Y—△降压启动）主讲人：王志华副教授《电气控制技术项目化教程》陕西省教育厅创新创业课程L1L2L3FU1FU2KMKM△SB1SB2KMUVWQSKMKMYKM△KMYKTKM△电路组成分析KMYKTM3～2、时间继电器自动控制Y—△降压启动控制线路KMYFRFRL1L2L3FU1FU2KMKM△SB1SB2KMUVWQSKMKMYKM△KMYKTKM△合上电源开关QSKMYKTM3～2、时间继电器自动控制Y—△降压启动控制线路KMYFRFRL1L2L3FU1FU2KMKM△SB1SB2KMUVWQSKMKMYKM△KMYKTKM△降压启动:按下SB1KT线圈得电KMY线圈得电KMYKTM3～2、时间继电器自动控制Y—△降压启动控制线路KMYFRFRL1L2L3FU1FU2KMKM△SB1SB2KMUVWQSKMYKMKMYKM△KMYKTKM△KMY主触头闭合KMY动合辅助触头闭合KMY动断辅助触头断开KM自锁触头闭合KM主触头闭合电动机降压启动KMYKTM3～FRFR2、时间继电器自动控制Y—△降压启动控制线路L1L2L3FU1FU2KMKM△SB1SB2KMUVWQSKMKMYKM△KMYKTKM△松开SB1电动机继续降压启动KMYKTM3～2、时间继电器自动控制Y—△降压启动控制线路KMYFRFRL1L2L3FU1FU2KMKM△SB1SB2KMUVWQSKMYKMKMYKM△KMYKTKM△KT延时断开的动断触头延时分断KMY线圈失电KMY主触头断开KMY动合辅助触头断开KMY动断辅助触头闭合KM△主触头闭合KM△动断辅助触头断开KT线圈失电电动机全压运行KMYKTM3～2、时间继电器自动控制Y—△降压启动控制线路FRFRL1L2L3FU1FU2KMKM△SB1SB2KMUVWQSKMYKMKMYKM△KMYKTKM△停:按下SB2KMYKTM3～FRFR2、时间继电器自动控制Y—△降压启动控制线路任务5.2星—三角降压启动电路（手动控制星形-三角形降压启动）主讲人：王志华副教授《电气控制技术项目化教程》陕西省教育厅创新创业课程电动机启动时，把电动机的定子绕组接成星形，电动机定子绕组电压低于电源电压起动，启动即将完毕时再恢复成三角形，电动机便在额定电压下正常运行。任务5.2星—三角降压启动电路1、手动控制Y—△降压启动控制线路1、手动控制Y—△降压启动控制线路

图中手动控制开关SA有两个位置，分别是电动机定子绕组Y-△连接。线路动作原理为：起动时，将开关SA置于“起动”位置，电动机定子绕组被接成星形降压起动，当电动机转速上升到一定值后，再将开关SA置于“运行”位置，使电动机定子绕组接成三角形，电动机全压运行。任务5.3自耦变压器降压启动主讲人：王志华副教授《电气控制技术项目化教程》陕西省教育厅创新创业课程自耦变压器降压启动控制线路自耦变压器降压启动：在电动机启动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。待电动机启动后，再使电动机与自耦变压器脱离，从而在全压下正常运行。自耦变压器降压启动原理图KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2FRKM3QSKM2KTKM1KTKM1KM2M3~FRKM3KM1TMU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1合上电源开关QSTMFRM3~FRKTU1V1W1U1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1按SB2：

→KM1线圈得电TMFRM3~FRKTKM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1→KM1联锁触头分断，对KM3联锁，KM1主触头闭合，自

耦变压器TM联结成星形→KM1动合辅助触头闭合，KM2线圈得电，KT线圈得电TMFRM3~FRKTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1→KM2主触头闭合，

电动机M接入电机降压启动→KM2动合辅助触头闭合，

自锁，松开SB2TMFRM3~FRKTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1→KT延时断开的动断触

头延时分断→KM1线圈失电→KT延时闭合的动合触

头延时闭合TMFRM3~FRKTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1KM1线圈失电：→KM1动合触头分断→KM1主触头分断→电动机M失电惯性运行→KM1联锁触头闭合TMFRM3~FRKTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1KM3线圈得电：→KM3自锁触头闭合，自锁→KM3主触头闭合，

电动机M全压运行TMFRM3~FRKTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1KM3联锁触头分断：→KM2线圈失电→KM2主触头分断→KM2自锁触头分断TMFRM3~FR3KTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1→KT延时断开的动断触头

瞬时闭合→KT延时闭合的动合触头

瞬时断开TMM3~FRKTU1V1W1FRU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1停：→按SB1TMFRM3~FRKT任务5.4电动机软启动主讲人：王志华副教授《电气控制技术项目化教程》陕西省教育厅创新创业课程1、电动机软启动软启动是一种集电机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。自耦变压器降压启动原理图

电动机软启动器是运用串接于电源与被控电机之间的软启动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设数学关系式逐渐上升，直至启动结束，赋予电机全电压，即为软启动，在软启动过程中，电机启动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。图1软启动器及主路控制原理图软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间，如三相全控桥式整流电路。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。图1软启动器及主路控制原理图

2、软启动的保护功能

（1）过载保护功能：软启动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。

（2）缺相保护功能：工作时，软启动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可做出缺相保护反应。

（3）过热保护功能：通过软启动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。

（4）其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它联锁保护。软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。CMC-HX软启动器是一种新型智能化的异步电动机启动、保护装置。它是集启动、显示、保护、数据采集于一体的电动机终端控制设备。用户使用较少的元件，就可实现较复杂的控制功能。同时CMC-HX软启动器内部集成电流互感器。图1CMC-HX启动器3、软启动器工作过程与电路图3.1基本接线原理图CMC-HX软启动器接线如下图2所示，端子1L1、3L2、5L3接三相电源，软启动器端子2T1、4T2、6T3接电动机。软启动器可通过参数设定选择是否检测相序。当采用旁路接触器时，接触器一边接软启动器1L1、3L2、5L3，另一边接B1、B2、B3。通讯接口为选配口，采用光纤水晶头的连接端子，如图2所示从上到下依次是1脚到8脚。图2接线原理3.2应用接线图（1）如下图3所示为单节点控制方式。KA1接点闭合软启动器启动，KA2接点打开软启动器停止。但要注意这种接线LCD面板启动操作无效。端子3、4、5启停信号是一个无源节点。（2）PE接地线应尽可能短，PE接于距软启动器最近的接地点，合适的接地点应位于安装板上紧靠软启动器处，安装板也应接地，图3中接地为功能接地。图3软启动的主回路与控制回路软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器KM取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，使电网避免谐波污染。图3软启动的主回路与控制回路

3.3软启动器工作过程4、软启动器的选用目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。根据负载性质选择不同型号的软启动器。旁路型

在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。

无旁路型

晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。节能型

当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。任务5.3转子串频敏变阻器控制电路《电气控制技术项目化教程》陕西省教育厅创新创业课程目录1.频敏变阻器结构及原理转子串频敏电阻器控制电路12一、频敏变阻器频敏变阻器外形及符号频敏变阻器是一种阻抗值随频率明显变化、静止的无触点电磁元件。它实质上是一个铁心损耗非常大的三相电抗器。在电动机启动时，将频敏变阻器串接在转子绕组中，启动完毕短接切除频敏变阻器。

二、频敏变阻器的工作原理：

三相绕组通入电流后，由于铁心是用厚钢板制成，交变磁通在铁心中产生很大涡流，从而产生很大的铁心损耗。频率越高，涡流越大，铁心损耗也越大。交变磁通在铁心中的损耗可等效地看做电流在电阻中的损耗，因此，频率变化时相当于等效电阻的阻值在变化。在电动机刚启动的瞬间，转子电流的频率最高（等于电源的频率），频敏变阻器的等效阻抗最大，限制了电动机的启动电流；随着电动机转速的升高，转子电流的频率逐渐下降，频敏变阻器的等效阻值也逐渐减小，从而使电动机转速平稳地上升到额定转速。L1L2L3FU1FU2QSK