三相异步电动机降压启动控制电路

• 这类自动控制通常是利用时间继电器来实现
的。时间继电器也是机床中的常用电器之一， 是控制线路中的延时元件
时间继电器
继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有 输出信号的继电器 称为时间继电器。
对于时间继电器而言，当电磁线圈通电或断电 后，经一段时间，延时触头状态才发生变化，即 延时触头才动作。
时间继电器的分类：空气式、电动式、晶体 管式等几大类
时间继电器的使用
• （1）JS7系列时间继电器的延时时间，可 在规定范围内自行调整
• 但由于这种时间继电器精度较低，要准确 调整延时时间就比较困难，需要反复调试 确定。
• 平时应经常清除灰尘和油污，以免增大误 差。
• （2）电动式时间继电器延时范围调节后， 如需精确延时，应首先接通同步电动机电 源，以减少电动机起动引起的误差。
接触器控制的串电阻降压启动控制线路
(2) 工作原理 启动时：合上电源开关QS
停止时：
(3) 线路特点
（a）只有KM1线圈通电以后，KM2线圈才能通电，即电路 首先进入串电阻降压启动状态，然后才能进入全压运行。 （b）要先后按下两个控制按钮，电动机才能进入全压运行 状态，并且运行时KM1、KM2两线圈均处于通电工作状态。 （c）操作人员必须具有熟练的操作技术，才能保证在恰当 的时刻短接启动电阻R，否则容易造成不良后果。
机床电气控制
主讲：杨嵘
三相异步电动机
降压启动控制电路
三相异步电动机 降压启动控制电路及原理
三相异步电动机全电压直接启动时，电动机定子绕 组所加的电压为额定电压，启动电流为额定电流的 4～7倍。过大的启动冲击电流对电动机本身和电网 以及其他电气设备的正常运行都会造成不利影响。 因此对有些电动机特别是容量较大的电动机需要采 用降压启动
降压起动的方法
• 对于空载起动的三相笼型异步电动机常 采用降低电动机定子绕组电压的方法来 减少起动电流，
• 常用的方法有：
•
定子绕组串电阻降压起动
•
星-三角降压起动
•
定子绕组串自耦变压器降压起动
• 空载起动的三相绕线式异步电动机常采 用
• 转子绕组串电阻
• 转子绕组串频敏变阻器降压起动等
一、定子绕组串电阻降压启动控制
而当线圈1断电后，推板5在复位弹簧4的作用下，活塞12 迅速向下移动，15、16两组微动开关迅速复位，没有延时。
2．断电延时时间继电器
将通电延时时间 继电器的电磁铁 中的铁芯2与衔铁 3位置对调，就变 为断电延时时间 继电器(如右图）
断电延时时间继电器的结构
3．空气式时间继电器的型号及电气符号
基本规格代号为1、2、3、4四种，其中1、2为通电延 时型，3、4为断电延时型。单数1、3表示没有瞬时触头， 双数2、4表示有瞬时触头
直流电磁式时间继电器
2.双金属片时间继电器 由于热惯性的原因，双金属片在受热后会慢慢弯曲，那
么安装在其上的触点的动作就有延时的特性。双金属片时间 继电器就是利用这个原理工作的，其延时时间在1min 以内。
时间继电器
• 常用的时间继电器外观如图2-1所示。
a）
b）
c）
d）
图2-1 时间继电器
a）JS7系列 b）JS11系列 c）JSZ3系列 d）JS14A
时间继电器的常见故障
故障现象
可能原因
排除方法
空气阻尼式时间继电器 气室装配不严而漏气
重新装配气室
延时时间缩 短
空气阻尼式时间继电器 气室内橡胶膜损坏
更换橡胶膜
电磁式时间继电器的非 磁性垫片磨损
更换垫片
延时时间变 长
空气阻尼式时间继电器 的气室内有灰尘、使气 道阻塞
电动式时间继电器的传 动机构缺少润滑油
SB1
KM1 KM2
KM2
KM1
KT
KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS FU1
FU2
L1
L2
KH
L3
KT延时闭合, KM2线圈得 电
KM1 Ｒ
KH UV W
M 3～
SB2
KM2
SB1
KM1 KM2
KM2
KM1
KT
KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS FU1
KM1 KM2
KH
UV W
M 3～
KM2
KM1
KT
KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS FU1
FU2
L1
L2
KH
L3
合上电源开 关QS
KM1 Ｒ
KH UV W
M 3～
SB2
KM2
SB1
KM1 KM2
KM2
KM1
KT
KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS FU1
清除阻塞气道的灰尘
加入润滑油，活动传动机 构
（二）时间继电器控制串电阻降压启动
(1) 电路构成
时间继电器控制的串电阻降压启动控制线路
(2) 工作原理
启动时：合上电源开关QS
停止时：按SB2停止按钮。
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS FU1
FU2
L1
L2
KH
L3
KM1 Ｒ
SB2
KM2
SB1
（一）空气阻尼式时间继电器 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时。
特点：结构简单，不受电源电压及频率的影响，价格低廉， 但精度较低，只适合于延时精度要求不高的场合。
空气阻尼时间继电器由电磁机构、触头系统、延时机构 三部分组成。
延时方式有通电延时和断电延时两种。 常用的空气阻尼时间继电器是JS7-A系列，其外形如下
FU2
L1
L2Baidu Nhomakorabea
KH
L3
KM1
降压启动:
Ｒ
按下SB1
KM1线圈得电
KH
UV W
M 3～
SB2
KM2
SB1
KM1 KM2
KM2
KM1
KT
KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS FU1
FU2
L1
L2
KH
L3
松开SB1, 继续电动机 降压启动
KM1 Ｒ
KH UV W
M 3～
SB2
KM2
SB1
KM1 KM2
KM2
KM1
KT
KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS FU1
FU2
L1
L2
KH
L3
KM1自锁触头断 开,解除自锁
KM1
KM1主触头断开，Ｒ
电动机全压运行
KM1动合辅助触
头断开,KT线圈
KH
失电,KT延时闭 合触头瞬时断开
UV W M
3～
SB2
KM2
SB1
KM1 KM2
时间继电器的选择
• （1）类型选择。 • 时间继电器分为空气阻尼式、数字式和
电动式等类型 • 凡是对延时要求不高的场合，一般采用
价格较低的JS7系列空气阻尼式时间继
电器；
• 如对延时要求较高，则可采用JS11数字 式、JS10电动式等系列的时间继电器。
• （2）延时方式的选择。 • 时间继电器有通电延时和断电延时两种，
KM2
KM1
KT
KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS FU1
FU2
L1
L2
KH
L3
停：
按下SB2
KM1 Ｒ
KH UV W
M 3～
SB2
KM2
SB1
KM1 KM2
KM2
KM1
KT
KM1 KT KM2
(3) 线路特点
(a) 时间继电器自动控制降压启动时间，克服了上 一线路中人工操作带来的启动时间不准确的缺点。
JS11系列电动式时间继电器外形
（四）其他类型的时间继电器
1.直流电磁式时间继电器 直流电磁式时间继电器是利用电磁线圈断电以后磁通延 缓变化的原理来获得延时时间的。
其特点是：结构简单、运 行可靠，延时时间范围小 （0.2～0.6s）,仅能在线圈 断电时获得延时，只能用 于直流电路和断电延时场 合。
时间继电器的使用
• 对通电延时型时间继电器，调节延时时间 必须在断开电磁离合器线圈电源后才能进 行；
• 对断电延时型时间继电器，调节整定延时 时间必须在接通电磁离合器线圈电源后才 能进行。
• （3）JS11、JS23系列时间继电器在使用
前必须核对额定工作电压与将接入的电源
电压是否相符 • 直流型的不要将电源的正负极性接错； • 接线时必须按接线端子图正确接线，触点
线路的工作原理：合上电源开关QS。 启动时：
停止时:按停止按钮SB2
线路的特点：在进入全压运行后，只有KM2接触 器通电工作，KM1接触器、时间继电器KT 均释 放停止工作。这样大大提高了线路工作的可靠性， 也减少了耗电量，提高元器件的使用寿命。
小结：串电阻降压启动时，加在定子绕组上的 电压为直接启动时的0.5～0.8倍，相应的电动机 的降压启动转矩也只有额定转矩的0.25～0.64倍， 所以串电阻降压启动仅仅适用于启动转矩要求不 高的生产机械，即电动机轻载或空载的场合。
JS7-A 系列空气阻尼时间继电器
1．通电延时时间继电器
通电延时时间继电器的结构
当线圈1通电时，衔铁3被吸引，推板5使微动开关16立即 动作；而微动开关15还没有动作。推板5与活塞杆6之间有一段 距离，活塞杆6在塔形弹簧8的作用下向上移动。在活塞12的表 面固定有一层橡皮膜10。因此当活塞带动橡皮膜向上移动时， 空气室11容积扩张，形成局部真空，这样橡皮膜的上、下表面 就有一定的压力差，正是这个压力差导致活塞12不能迅速上移。 当有空气从进气口14进入时，活塞才逐渐上移，而且移动的速 度取决于进气口的开口大小。移动到最后位置时，杠杆7使微 动开关15动作。
定子绕组串联电阻启动是指在电动机启动时把电阻串接在 电动机定子绕组与电源之间，通过电阻的分压作用来降低 定子绕组上的启动电压。
用来限制启动电流大小的电阻称为启动电阻
这类降压启动控制线路有 ◇ 手动控制； ◇ 按钮和接触器控制； ◇ 时间继电器自动控制等方式
（一）按钮接触器控制串电阻降压启动 (1) 电路构成
KM1 Ｒ
KH UV W
M 3～
SB2
KM2
SB1
KM1 KM2
KM2
KM1
KT
KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS FU1
FU2
L1
L2
KH
L3
KM1
KM1自锁触头 Ｒ
闭合,自锁
KM1主触头闭
合,电动机降压
KH
启动KM1动合
UV W
辅助触头闭
合,KT线圈得电
M 3～
SB2
KM2
时间继电器的常见故
故障现象
障
可能原因
排除方法
线圈断线或接触不良 更换线圈或重新接线
电源电压低于线圈额定 电压
调整电源电压或更换线圈
延时触点不 动作
电动式时间继电器的同 步电动机线圈断线
电动式时间继电器棘爪 无弹性，不能刹住棘齿
更换同步电动机的线圈 修复或更换棘爪
电动式时间继电器的游 丝断裂
更换游丝
瞬时动作触点和延时动作触点
• 时间继电器有瞬时动作触点和延时动作触点 两种，根据延时触点的动作特点分为通电延 时型和断电延时型两种。
• 通电延时型是在时间继电器的线圈通电时，
其延时触点延时动作（分为延时断开和延时 闭合两种）、瞬时触点瞬时动作，线圈断电 时所有触点都瞬时复位；
• 断电延时型是在线圈通电时，所有触点都瞬
(b) 在电动机运行过程中，所有的接触器和时间继 电器均处于长期通电的工作状态，既带来能量的消 耗也降低了控制线路工作的可靠性。
为克服上述电路的缺点，提高线路工作的可靠性， 将线路进行改造，使之既可实现自动控制降压启动， 又使电动机在全压正常运行时只有一只接触器在工 作。
改进后的时间继电器控制的串电阻降压启动控制线路
FU2
L1
L2
KH
L3
KM1
KM2 联锁触头 Ｒ
断开,对KM1联
锁,KM1线圈失
电
KH
UV W
M 3～
SB2
KM2
SB1
KM1 KM2
KM2
KM1
KT
KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS FU1
FU2
L1
L2
KH
L3
KM2 自锁触 头闭合,自锁 KM2主触头 闭合,电阻被 短路
启动电阻的短接时间由操作人员的熟练程度来决 定，很不准确。为了解决这个问题，通常采用时 间继电器来自动控制启动电阻R的短接时间。
时间继电器
• 在生产中经常需要按一定的时间间隔对生产 机械进行控制。
• 例如电动机的降压起动需要一定的时间起动， 然后才能加上额定电压运行；
• 在一条自动化生产线中的多台电动机，常需 要分批起动，在第一批电动机起动后，需经 过一定时间后才能起动第二批等。
时动作，线圈断电时，其延时触点延时复位， 瞬时触点瞬时复位
时间继电器的电气符号
（二）电子式时间继电器 电子式时间继电器可分为晶体管式时间继电器和数字式 时间继电器。其外形如图
电子式时间继电器常用产品有JS14、JS20等系列。
（三）电动式时间继电器 电动式时间继电器主要由同步电动机、电磁离合器、减 速齿轮、触点系统、延时调整机构等组成。它是依靠同 步电动机的转动相电磁离合器减速齿轮的配合而使触点 动作的。 常用的电动式时间继电器有JS10、JS11、JS17和7PR系列
时间继电器的选择
• （3）线圈电压的选择。
• 根据控制线路电压来选择时间继电器线
圈的电压。 • （4）电源、环境温度变化时的选择。
• 在电源电压波动大的场合，采用空气阻 尼式或电动式时间继电器比采用数字式
好， • 在电源频率波动大的场合，不宜采用电
动式时间继电器 • 在温度变化较大处，则不宜采用空气阻