4種常用電動機減壓起動方式詳解,初級電工入門知識!

內容摘自《維修電工上崗技能實物圖解》 張振春 何應俊 主編

功率較大的三相異步電動機如果採用直接起動,由於起動電流較大,會使供電線路的電壓降低, 影響其他設備的運行。所以要採用減壓起動。但是減壓起動的結果,會使起動轉矩下降較多,所以減壓起動只適用於空載或輕載情況下起動電動機。

容量較小的電動機,可以直接起動,對於電動機的容量 (視在功率) 大於變壓器容量的 8% 以上或30kW以上的電動機都必須採用減壓起動。

本文將為大家介紹幾種常用減壓起動電路:

1.時間繼電器自動切換三相異步電動機星行-三角形減壓起動控制線路

星形-三角形減壓起動,也就是起動時採用星形聯結,待電動機達到正常轉速後,切換成三角形聯結,全壓運行。

1)工廠實物圖

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1、2、3 是交流接觸器,4是時間繼電器,5是中間繼電器,6是電流互感器,7是熱繼電器

其中中間繼電器用於補充交流接觸器的輔助觸頭數量的不足

2)教學演示成品

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1是主電路熔斷器,2是控制電路熔斷器,3、4、5是交流接觸器KM、KM△、KMy,6是熱 繼電器,7是時間繼電器,8是接線端子排,9是按鈕盒,10是停止按鈕,11是起動按鈕,12是主電路導線,13是控制電路導線

3)原理圖

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主電路原理圖1更便於製作,同時KM可與KM△選同一規格,主電路原理圖2中,所選用的KM的額定電流應比KM△大。

4)控制線路的工作原理

閉合斷路器QS。

按下SB1,1—時間繼電器KT的線圈得電,計時開始;2—KM線圈得電。

由2得,3—KM常閉輔助觸頭(位於圖中7與8之間) 斷開, 聯鎖 (KM△線圈所在電路斷開);4—KM常開輔助觸頭閉合; 5—KM主觸頭閉合。

由4得,6—KM線圈得電。

由6得,7—KM兩個常開輔助觸頭(位於圖中4與7、3與4之間)閉合, 實現了對KM和SB1的自鎖;8—KM主觸頭閉合。

由5和8的共同作用, 電動機M以星形聯結方式起動。

由1,達到整定時間得,9—時間繼電器KT通電延時斷開觸頭斷開。

由9得,10—KMy線圈失電。

由10得,11—KMy主觸頭斷開,電動機暫時失電;12—KM常閉輔助觸頭(位於圖中7與8之間)閉合,KM△線圈得電;13—KMy常開輔助觸頭斷開,由於有結果8的存在,結果13對電路沒有影響。

由12得,14—KM△主觸頭閉合,電動機以三角形聯結運行;15—KM△常閉輔助觸頭斷開, 時間繼電器KT線圈失電,KT通電延時斷開觸頭復位(閉合)。

停止工作原理:按下SB2,各個觸頭全部復位,電動機失電停止。

5)佈線圖

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事先畫出佈線圖,有利於快速、正確地完該控制線路的實物製作。

6)優缺點

優點:該控制線路製作成本低,因此被廣泛應用。

缺點:減壓比固定(0.58倍),不能根據需要調節減壓比。起動轉矩較小(只有全壓起動轉矩的1/3), 當起動負荷較大時,可能不符合要求。

7)所需元器件

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2.三相異步電動機自耦變壓器減壓起動控制線路

自耦變壓器減壓起動是利用自耦變壓器來降低起動時加在定子繞組上的電壓,達到限制起動電流的目的。

所選的自耦變壓器的容量(視在功率)應與電動機的容量相當,用於減壓起動的兩個交流接觸器工作時間短,為了節約成本,可選擇小於主電路的交流接觸器。

1)實物圖

自耦變壓器

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1、2、3為鋁排(導線),4為自耦變壓器鐵心(局部),5、6、7為自耦變壓器繞組,8、9、10為銅纜(導線)

1、8為自耦變壓器繞組5的兩根出線,2、9為自耦變壓器繞組6的兩根出線,3、10為自耦變壓器繞組7的兩根出線

各個繞組的抽頭在圖中各繞組後面 (圖中看不見)

電流互感器與局部主電路

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1~9為鋁排(1、4、7 為L12,2、5、8為L22,3、6、9為L32)

10、11電流互感器T

12、13交流接觸器(12是原理圖中的KM3,13是原理圖中的KM2)

實物圖

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1、2是按鈕SB1、SB2(按鈕帽在門外)

3是時間繼電器KT(4個,其中一個用於減壓起動,另外幾個用於保護電路)

4是中間繼電器KA(3個,其中一個用於減壓起動控制電路,另外3個用於保護電路)

5是熱繼電器FR

6是斷路器QS

7、8、9是鋁排

10是電流互感器T1、T2(圖中只能看到1個,套在主電路導線上,用於測主電路電流),給熱繼電器提供電能

11、12、13是交流接觸器(KM3、KM2、KM1)

14是控制電路熔斷器FU2

15、16、17、18是三相自耦變壓器

19是報警器(電鈴)

20是時間累計器(記錄電動機運行總時間)

2)原理圖

主電路原理圖

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控制電路原理圖

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電流互感器T1、T2通過三根導線a、b、c與熱繼電器FR相連接,d為短接線,其中接地線可以省略。若選取50/5的電流互感器,熱繼電器的整定值為幹路電流的1/10

自耦變壓器各相繞組有80%、60%兩組抽頭,該電路使用80%抽頭

主電路導體的規格選擇要根據電流大小決定,可分別選用鋁排或銅纜

KM1、KM2主觸頭閉合,減壓起動;KM3主觸頭閉合,全壓運行,這時KM1必須斷開, 否則自耦變壓器未能脫離電源,電路將會出現不必要的銅耗和鐵耗

3)控制電路工作原理

合上電源開關QS

按下SB2, KM1線圈得電,1—KM1常閉輔助觸頭斷開,聯鎖(KM3線圈所在的電路斷開),2—KM1主觸頭閉合,3—KM1常開輔助觸頭閉合

由3得,4—KM2線圈得電,5—時間繼電器KT線圈得電

由4得,6—KM2主觸頭閉合,7—KM2常開輔助觸頭閉合,自鎖

由2和6的共同作用, 電動機M減壓起動

由5,經過整定時間,KT延時閉合觸頭閉合,8—中間繼電器KA線圈得電

由8得,9—KA常閉觸頭先斷開,10—KA常開觸頭後閉合

由9得,11—KM1線圈失電

由11得,12—KM1主觸頭斷開,13—KM1常閉輔助觸頭閉合

由10和13的共同作用,得,14—KM3線圈得電

由14得,15—KM3常閉輔助觸頭先斷開,聯鎖(KM2、KT、KA所有觸頭全部復位,電動機暫時失電,減壓起動結束),16—KM3主觸頭閉合,17—KM3常開輔助觸頭後閉合,自鎖

由16、17得, 電動機全壓運行

4)檢測

斷開QS, 根據各元件線圈電阻, 然後根據原理圖, 同時或分別按下SB2、KM1、KM2、KM3, 測L1、L2之間的電阻, 計算其阻值與測量值是否相符

5)優缺點

優點:減壓比不固定(80%、75%、60%、50%), 用戶能根據起動轉矩的需要選擇減壓比(選擇不同的抽頭)

缺點:控制線路製作成本較高

6)所需元器件

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3.三相異步電動機串聯電阻減壓起動控制線路

電動機起動時,三相定子繞組串聯分壓電阻,實現減壓起動,起動結束後,再將電阻短接,使電動機全壓運行。由於電阻的限流作用,三相異步電動機起動時,利用串聯電阻分壓,降低繞組起動電壓和幹路起動電流,同時串聯電阻減壓起動控制線路有定子繞組不受電動機接線形式的限制、控制電路簡單等優點。

1)自制分壓電阻器

自制電阻的材料規格和減壓起動過程中各電學量的參考值

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2)原理圖

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3)控制電路工作原理

先合上電源開關QS。

按下SB1,KM1線圈得電,1—KM1常開輔助觸頭閉合,自鎖,2—KM1主觸頭閉合,電動機串聯電阻減壓起動,3—時間繼電器KT線圈得電。

由3得,4—經過整定時間,KT延時閉合觸頭閉合。

由4得,5—KM2線圈得電。

由5得,6—KM2常閉輔助觸頭先斷開,聯鎖(即KM2此時不可能得電)。7—KM2常開輔助觸頭後閉合,自鎖。

由6得,8—KM1線圈失電,9—KT線圈失電,KT延時閉合觸頭斷開(復位)。

由8得,11—KM1主觸頭斷開,斷開電阻,減壓起動結束。

由5得,8—KM2主觸頭閉合,電動機全壓運行。

停止過程:按下SB2,KM2線圈失電,所有觸頭全部復位。

4)優缺點

優點:起動瞬間,電阻分壓大,限流明顯,對整個電網影響小。起動結束時,電阻分壓逐步變小,電動機轉矩逐步增大。

缺點:電阻絲耗能。

4.三相異步電動機軟起動器

電動機軟起動器是一種減壓起動器,是繼星形-三角形起動器、自耦減壓起動器後,較先進的起動器。

軟起動器串接於電源與被控電動機之間,控制軟起動器內部晶閘管的導通角,使電動機輸入電壓從零以預設函數關係逐漸上升,直至軟起動器主電路連接圖起動結束,賦予電動機全電壓。

軟起動時具有起動電流小、起動速度平穩可靠、對電網和設備衝擊小等優點,且起動曲線可根據現場實際工況進行調整。

籠型異步電動機在不需要調速的各種應用場合都可應用軟起動器。

1)軟起動器主電路連接圖

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2)軟起動器電氣控制總電路接線圖

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軟起動器完成對電動機的起動過程後,旁路電磁接觸器的線圈得電、吸合,三相電源經旁路電磁接觸器給三相電動機供電。

END

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