三相异步电动机两种降压起动控制线路

合集下载

简述三相交流异步电动机y-δ降压启动控制原理及特点

简述三相交流异步电动机y-δ降压启动控制原理及特点
1.启动过程
三相交流异步电动机Y-Δ降压启动控制电路在启动过程中，通过控制电路将电动机的定子绕组连接成Y形，即所谓的Y启动。

在Y 启动过程中，每相绕组所承受的电压为正常运行时电压的1/√3，从而达到降压启动的目的。

当电动机启动过程完成后，再通过控制电路将电动机的定子绕组切换到Δ形连接，即所谓的Δ运行。

2.控制原理
三相交流异步电动机Y-Δ降压启动控制电路主要由接触器、时间继电器和热继电器等组成。

其中，接触器用于控制电动机的电源通断，时间继电器用于控制电动机的启动和停止时间，热继电器则用于保护电动机免受过载电流的损害。

在启动过程中，首先接通电源，时间继电器开始计时，当计时达到预定时间时（一般为5秒左右），时间继电器动作，将接触器控制电路中的常闭触点打开，切断电动机的Y形连接，同时将常开触点闭合，接通电动机的Δ形连接。

此时，电动机进入Δ形运行状态。

3.特点
三相交流异步电动机Y-Δ降压启动控制电路具有以下特点：
（1）启动电流小：在Y形启动过程中，电动机的每相绕组所承受的电压仅为正常运行时电压的1/√3，从而降低了启动电流。

这有利于延长电动机的使用寿命。

（2）启动转矩小：由于启动电流减小，电动机的转矩也相应减
小。

这有利于防止电动机在负载较重的情况下启动时发生“闷车”现象。

（3）运行效率高：在Δ形运行状态下，电动机的电压和电流处于额定值，因此运行效率相对较高。

（4）使用范围广：该控制电路适用于容量较大且对启动转矩要求不高的三相交流异步电动机。

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
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
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
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。

三相异步电动机Y-△降压启动控制线路要点

讲授新课
一、概念 1.电动机的降压启动是在电源电压不变的情况下，降低启动时加在电动机定子绕组上的电压，限制启动电流，当电动机转速基本稳定后，再使工作电压恢复到额定值。 2.三相笼型异步电动机常用的降压启动方法有：定子绕组串电阻（或电抗器）降压启动；Y-△降压启动；自耦变压器降压启动和延边三角形降压启动等。
缺点：手动、电路操作起来不方便
时间继电器自动控制Y-△降压启动线路
QS L1 L2 L3 0 FU2 1 FR 2 SB2 KM SB1 4 V1 W 1 KM△ 5 KT 6 M 3～ PE W 2 U2 V2 KMY KM△ KT KMY KM 3
FU1
“ “Y” △”接法接法
FR U1
KM KMY 7
4kw
△
二、Y-△降压启动的特点
1.Y-△降压启动方法简便、经济可靠。Y接的启动电流是正常运行△接的 1/3 ，启动转矩也只有正常运行时的 1/3 ，因而， Y-△启动只适用于空载或轻载的情况。另外，电动机额定运行状态是 Y 接的，不可采用本方法启动。
额定运行状态是Y接法
2.手动控制的 Y-△降压启动
3.目前中国生产的三相异步电动机，功率在4kW以下的绕组一般采用Y形接法，4kW以上的一律采用△形接法。 4.电动机定子绕组Y连接时的电压为△接时的，额定运行为△接且容量较大的电动机，在启动时将定子绕组作Y接，当转速升到一定值时，再改为△接，可以达到降压启动的目的。这种启动方式称为三相异步电动机的Y-△降压启动。Y接称为星形连接，△接称为三角形连接。
操作按钮SB1和SB2，观察电动机的降压启动过程；改变时间继电器KT的延时时间，比较电动机的降压启动过程。
2．故障分析

降压起动控制电路

那该怎么解决呢？
精品课件
时间继电器
时间控制通常是利用时间继电器来实现的。从得到动作信号起至触头动作或输出电路产生跳跃式改变有一定延时时间，该延时时间又符合其准确度要求的继电器称为时间继电器。常用的时间继电器主要有电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式等。
精品课件
图3‐1 JZ7—A系列空气阻尼式时间继电器的外形和结构 a) 外形 b) 结构
1）电磁系统由线圈、铁心和衔铁组成。 2）触头系统包括两对瞬时触头（一常开、一常闭）和两对延时触头（一常开、一常闭），瞬时触头和延时触头分别是两个微动开关的触头。 3）空气室空气室为一空腔，由橡皮膜、活塞等组成。橡皮膜可随空气的增减而移动，顶部的调节螺钉可调节延时时间。
精品课件
a)
b)
图3‐4 JS20系列时间继电器的外形与接线
精品课件
1结构及工作原理
出气孔橡皮膜
通电延时型空气式时间继电器
进气孔调节螺钉
微动开关2
释放弹簧恢复弹簧
动铁心
静铁心
活塞
线圈
精品课件
杠杆微动开关1
1结构及工作原理时间继电器线圈通电后
出气孔
进气孔调节螺钉
橡皮膜
释放弹簧
活塞
恢复弹簧动铁心
杠杆
静铁心
i
精品课件
瞬时动作的触点
1结构及工作原理
图23-5 串电阻降压启动手动控制电路
精品课件
三相异步电动机降压启动控制线路
1．串电阻降压启动的工作原理图23-5为三相异步电动机定子绕组串电阻降压启动的手动
切换控制电路。启动时，在电动机定子绕组中串入降压电阻R，
当电动机转速达到一定数值时，切除串入的电阻，实现降压启动，额定运行。这。

三相异步电动机正反转及Y降压起动控制线路

实验六三相异步电动机正反转及Y—△降压起动控制线路一、实验目的1.进一步掌握三相异步电动机的正反转控制线路的接线方法。

2.进一步掌握三相异步电动机的Y—△降压起动控制线路的接线方法。

3.熟悉三相异步电动机的正反转及Y—△降压起动控制线路的工作原理。

4.熟悉三相异步电动机的正反转及Y—△降压起动控制线路的接线方法。

二、实验原理1. 三相异步电动机的正反转及Y—△降压起动控制线路如图一所示。

2. 正转Y—△降压起动控制过程如下：三相闸刀开关QS合闸通电后，指示灯D1亮启，表明控制线路处于“准备好”的状态，按起动按钮SB2后且在转换为△形接法（正常运行）之前，该指示灯保持亮启状态，以表明控制线路处于Y降压起动状态。

当转入△形正常运行状态后，D1指示灯熄灭，同时指示灯D2亮启，表明已进入正常运行状态，之后，只要不按停止按钮SB1，指示灯D2将一直保持亮启状态。

3. 反转Y—△降压起动控制过程如下：指示灯D1和D2的亮灭情况与正转降压起动控制过程类似。

三、实验仪器设备四、实验内容与步骤1.将交流接触器、热继电器、时间继电器、按钮开关在控制板上进行布置。

2.按照图一进行布线联接。

3.全部联接完成后应进行仔细检查核对，直至正确无误。

经指导教师确认接线正确后，方可合闸刀通电。

4.按起动按钮SB2，Y形降压起动，指示灯D1亮启，经延时若干秒后，电动机转换为△形正常运转，指示灯D1熄灭、D2亮启，此时电动机正向运转，按动停止按钮SB1，电动机停止运转。

5.按起动按钮SB3，Y形降压起动，指示灯D1亮启，经延时若干秒后，电动机转换为△形正常运转，指示灯D1熄灭、D2亮启，此时电动机反向运转，按动停止按钮SB1，电动机停止运转。

五、实验注意事项1.通电前应熟悉线路的操作顺序。

2.运行时应注意观察电动机、各电器元件和线路各部分工作是否正常。

若发现异常情况，必须立即切断电源开关。

六、实验报告内容1.简述三相异步电动机正反转及Y—△降压起动控制线路的工作原理。

三相笼型异步电动机的降压起动控制电路(电气控制课件)

定子回路串电阻（电抗）启动
定子回路串电阻减压起动控制电路：
电动机起动时，在三相定子电路中串接电阻R，使电动机定子绕组电压降低；待电动机转速接近额定转速时，再将串接电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行。
定子回路串电阻（电抗）启动
➢电气原理图 ➢工作原理
合上电源开关按下按钮SB1 KM1、KT线圈通电
M串电阻降压启动，KT延时 KM2线圈通电，KM1、KT线
圈断电
M全压运行
L2 L3
QS
FU1
KM1
R
KM2
FR
M 3～
主电路
FR
SB2
SB1 KM1
KM2
KT KM2
KM1
KM1 KT KM2
控制电路
定子回路串电阻（电抗）启动
❖ 这种起动方式不受电动机联结方式的限制，设备简单。在机床控制中，作点动调整控制的电动机，常用串接电阻减压起动方式来限制起动电流。
❖ 起动电阻一般采用由电阻丝绕制的板式电阻或铸铁电阻，电阻功率大，限流能力强，但由于起动过程中能量消耗较大，也常将电阻改用电抗，但电抗价格高，成本大。
定子回路串电阻或电抗器起动控制电路
课题引入：
为什么要进行降压起动？
课题引入：
降压启动的实质：
启动时减小加在定子绕组上的电压，以减小起动电流；启动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。
课题引入：
三相笼型异步电动机的降压起动方法
星－三角降压起动自耦变压器降压起动定子回路串电阻或电抗器软启动器降压起动

三相异步电动机星三角降压启动的控制线路

引入人工智能技术，实现自适应控制和预测性维护，提高控制的智能化水平。
05
三相异步电动机星三角降压启动的控制线路案例分析
案例一：某工厂电动机控制线路的改造
改造背景
改造方案
某工厂原有的电动机控制线路存在安全隐患，需要对其进行改造。
采用星三角降压启动方式，对控制线路进行优化，提高线路的安全性和稳定性。动方式，对控制线路进行紧急维护，确保电梯正常运行。
效果评估
维护后，电梯控制线路恢复正常运行，保障了小区居民的正常出行。
案例三：某大型机械电动机控制线路的设计
设计背景
某大型机械需要配备高效的电动机控制线路。
设计方案
采用星三角降压启动方式，根据机械的负载和运行要求，设计出高效的控制线路。
按钮
用于手动控制电动机的启动和停止。
空气开关
用于控制整个电路的通断，具有短路保护功能。
热继电器
用于电动机的过载保护，当电动机过载时会自动断开电路。
指示灯
用于指示电路的工作状态。
控制线路的工作原理
当按下启动按钮时，接触器线圈得电，主触点闭合，电动机星形连接启动。
经过一定时间后，控制线路中的时间继电器动作，使接触器线圈失电，主触点断开，同时另一组接触器线圈得电，将电动机由星形连接转换为
三相异步电动机星三角降压启动的原理
星三角降压启动的定义
• 星三角降压启动是指三相异步电动机在启动时，通过改变定子绕组的接线方式，将原来三角形（△）接法的电动机转换为星形（Y）接法，以降低启动电流和启动转矩，达到减小启动电流对电网的冲击，提高设备使用寿命的目的。
星三角降压启动的原理
• 当电动机启动时，通过接触器将电动机的三相绕组接成星形，此时电动机的每相绕组承受的电压为电源电压的1/√3，从而降低了启动电流。随着电动机转速的升高，当达到一定转速后，通过另一组接触器将电动机的三相绕组接成三角形（△），使电动机在全压下正常运行。

三相异步电动机Y-△降压启动控制线路

4kw
△
新课
什么是Y-Δ降压启动？是指电动机启动时，把定子绕组接成 Y形，以降低启动电压，限制启动电流。经几秒，当电动机启动后，再把定子绕组接成Δ形，使电动机全压运行。这种启动方式称为三相异步电动机的Y-Δ降压启动。 Y接称为“星形连接” ，Δ接称为“三角形连接”。
定子绕组的连接方式
定子绕组的手工接线方式
W2 U1 U2 V1 V2 W1
W2
U1
U2
V1
V2
W1
L1
L2
星形连接
L3
L1
L2 三角形连接
L3
在电路中我们怎样实现 Y-Δ自动换接呢？
新课
时间继电器自动控制的Y-Δ降压启动线路图
QS L1 L2 L3 0 FU2 1 FR 2 SB2 KM SB1 4 V1 W 1 KM△ 5 KT 6 M 3～ KM△ KT KMY KM KM△ 3
三相异步电动机Y-Δ降压启动控制线路
三、器材准备
交流接触器、晶体管式时间继电器、热继电器、按钮、接线端子排、熔断器、螺丝刀、尖嘴钳、万用表、导线若干。
一看到大标题，问题小伙伴就要问了：为什么要采用降压启动呢？
新课导入知识回顾
1、异步电动机直接启动时，启动电流有什么特点？启动电流是额定电流的多少倍？三相异步电动机直接启动时，启动电流很大，一般为额定电流的4-7倍。 2、直接启动可能会造成哪些问题？怎样解决？造成电网电压波动，影响同一供电线路上其他电气设备正常工作，减小自身启动转矩。采用降压启动。
3．按图接线按电气原理图，先接主电路从左向右、自上而下地、先串联后并联的接线原则，从开关QF的下端开始接线，最后接电源线。
电动机定子绕组接法

三相异步电动机y-△降压启动控制电路工作原理

三相异步电动机y-△降压启动控制电路工作原理
三相异步电动机Y-Δ降压启动控制电路是一种常见的电动机
启动方式，多用于大功率电动机的启动过程中。

其工作原理如下：
1. 电源供电：当三相异步电动机需要启动时，通过主控制开关将电源连接到电动机的三相输入端。

2. Δ连接：在启动过程中，控制电路将电动机的三个定子绕组
分别连接成一个Δ形状，即将每个定子绕组的一个端子与另
一个定子绕组的另一个端子连接在一起。

3. 降压启动：通过一个时间继电器或者其他启动控制器来控制一个对应的继电器，使得在启动过程中，电动机的每个定子绕组通过一个降压启动器，即一个定子绕组与外部电阻串联连接，以降低电动机的电压。

4. 加载转矩：在降压启动的过程中，电动机的电压被降低，电机的转矩也被降低。

这样可以减轻电动机启动时的机械冲击，并且可以避免过大的电流冲击对线路和电机的损坏。

5. 过渡到Y连接：当电动机达到设定的启动时间或者转速后，控制电路将继电器动作，切断降压启动器的连接，在短时间内，使得电动机的三个定子绕组组成Y形状连接，使得电动机能
够正常运行。

总的来说，Y-Δ降压启动控制电路通过降低电动机的电压，减
小启动时的机械冲击，确保电动机的安全启动，并在启动后切换为正常运行状态。

三相异步电动机常用的降压启动法

三相异步电动机常用的降压启动法（1）星形-三角形换接启动适用于正常运行时定子绕组接成三角形的电动机。

一般采纳星形-三角形换接启动器实现。

首先合上闸刀引入电源，将启动器扳到启动位置(Y形接法)，当n接近额定转速nN，再扳到运行位置，电动机接成Δ接法。

Y→Δ是如何降压启动呢？a、Y形连接启动：；；b、Δ形连接启动：；（这是直接启动时的电流）；Y-Δ转接启动，——启动电流是原来的；——启动转矩也是原来的。

（2）自耦降压启动启动时，使电动机绕组接通自耦变压器的副边而降压启动，待电动机的转速接近额定转速nN时，再使电动机定子绕组直接接在三相电源上，在额定电压下运行。

以Y形为例：a、三相异步电动机的直接启动；；b、自耦变压器降压启动：启动电流其中；——定子绕组上的启动电流关系——线路上的启动电流关系变压器上的抽头一般是固定的，抽头的分数是K的倒数，例如用抽头60%的自耦变压器适用范围：容量较大或正常工作是Y形接法。

例1：一台Y225M-4型的三相异步电动机，定子绕组△连接，其额定数据为：=45kW, =1480r/min，=380V，=92.3%，=0.88，=7.0, =1.9，=2.2，求：（1）额定电流？（2）额定转差率？（3）额定转矩、最大转矩、和启动转矩。

解：（1）（2）由nN=1480r/min，可知p=2 （4极电动机）（3）例2：在上例中，（1）采纳Y- D 换接启动时，求启动电流和启动转矩。

（2）假如负载转矩为510.2Nm,当负载转矩为额定转矩的80%和50%时，电动机能否启动？解：（1）（2）在80%额定负载时，，不能启动；在50%负载时，，可以启动。

三相异步电动机Y-△降压起动的控制设计

三相异步电动机Y-△降压起动的控制设计《电⽓控制与PLC应⽤》课程设计说明书设计题⽬：三相异步电动机Y-△换接起动控制设计专业及班级：XXX指导教师：XXX学⽣姓名：XXX学号：XXXX设计时间：XXXXXXXX⽬录⼀、设计题⽬ (1)⼆、控制要求 (1)三、设计内容 (1)1、设计原理 (1)2、I/O配置接线图 (2)3、⼯作过程 (3)4、程序设计梯形图 (4)5、程序设计指令图 (4)6、元件介绍 (4)总结 (8)参考⽂献 (9)⼀、设计题⽬利⽤三菱可编程控制器实现三相异步电动机Y-△降压起动的控制设计。

⼆、控制要求接触器1KM~3KM的作⽤分别是控制电源、Y形起动、△运⾏。

①按下起动按钮SB2后，电动机M先作Y起动，10s钟后⾃动转换为△运⾏。

②若任何情况下外部按下停⽌按钮SB1或热继电器FR动作时，都会导致电动机停⽌。

三、设计内容1、设计原理容量较⼤的电动机。

通常采⽤降压启动⽅式。

降压启动的⽅式很多，有星三⾓启动，⾃耦降压启动，串联电抗器降压启动，延边三⾓形启动等。

本⽂介绍电动机的星三⾓(Y⼀△)启动⽅式。

所谓Y⼀△启动，是指启动时电动机绕组接成星形，启动结束进⼊运⾏状态后，电动机绕组接成三⾓形。

在启动时。

电机定⼦绕组因是星形接法，所以每相绕组所受的电压降低到运⾏电压的57.7％，启动电流为直接启动时的1／3，启动转矩也同时减⼩到直接启动的1／3。

所以这种启动⽅式只能⼯作在空载或轻载启动的场合。

电动机Y－△启动的电路图，U1－U2、V2－V2、Wl－W2是电动机M的三相绕组。

如果将U2、V2和W2在接线盒内短接则电动机被接成星形；如果将U1和W2、V1和U2、W1和V2分别短接，则电动机被接成三⾓形。

实现电动机的Y－△启动控制电路见图1。

图1 2、I/O配置接线图图2 I/O配置接线图表1 I/O配置表2 硬件配置表3、⼯作过程按下启动按钮SB1，接触器KM3线圈得电，KM3的主触点闭合，KM3辅助触点（常开）闭合，接触器KM1和时间继电器的线圈得电，KM1主触点闭合，将电动机的三相绕组接成星形，电动机进⼊星形启动状态；KM1的辅助触点KM1－1闭合，使电路维持在启动状态。

3.3三相异步电动机的降压起动控制线路

一、定子串电阻的降压起动控制线路
线路的控制过程：合上开关QS，按下起动按钮 SB1，KM1线圈通电，使得KM1主触头闭合，定子串电阻R起动，KM1的辅助触头同时闭合并自锁，电机持续运行。时间继电器KT同时通电，延时一段时间后， KT常开触点闭合， KM2的线圈通电，使得KM2主触点短接电阻， M全压运行。KM2的辅助常开触点闭合并自锁，M连续运行。KM2辅助常闭触点断开，使得 KM1线圈断电， KT线圈断电。
正常运行时定子绕组接成三角形的三相鼠笼式异步电动机，可以采用Y—Δ转换降压起动方式来限制起动电流。
三、 Y—Δ降压起பைடு நூலகம்的控制线路
起动时将电动机定子绕组接成星形，加到电动机的每相绕组上的电压为额定值的（也就是相电压）。
当转速接近额定转速时，定子绕组改成三角形，使电动机在额定电压下正常运转。
三、 Y—Δ降压起动的控制线路
KMD的辅助常闭触点断开，使得KT线圈失电，KT 触点复原。
优点：星形起动电流降为原来三角形接法直接起动时的1/3，起动电流约为电动机额定电流的2倍，起动电流特性好、结构简单、价格低。
缺点：起动转矩降为原来三角形直接起动时的1/3 ，转矩特性差。
二、定子串自耦变压器降压启动控制线路
线路的控制过程：闭合QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1、KM3与时间继电器KT的线圈得电，KM1 KM3主触点闭合，电动机定子绕组经由自耦变压器接至电源降压起动。当时间继电器KT延时时间到，其常闭的延时触点打开，KM1、KM3线圈失电，KM1、 KM3主触点断开，将自耦变压器切除；同时，KT的常开延时触点闭合，接触器线圈KM2得电，KM2主触点闭合，电动机投人正常运行。KM2的辅助触点断开，断开时间继电器线圈电路。