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电动机减压起动自动控制电路实例

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-11 电动机减压起动自动控制电路(一)接触器KM2线圈得电,其常开主触头闭合,电动机M定子绕组在星形联结下运行。

电动机减压起动自动控制电路实例

1.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-39.jpg减压起动自动控制电路(一)

电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-40.jpg减压起动自动控制电路(一)如图3-11所示。按下起动按钮SB2,接触器KM1线圈得电,电动机M接入电源。同时,时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。

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图3-11 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-42.jpg减压起动自动控制电路(一)

接触器KM2线圈得电,其常开主触头闭合,电动机M定子绕组在星形联结下运行。KM2的常闭辅助触头断开,保证了接触器KM3不得电。

时间继电器KT的常开触头延时闭合;常闭触头延时打开,切断KM2线圈电源,其主触头断开而常闭辅助触头闭合。接触器KM3线圈得电,其主触头闭合,使电动机定子绕组接线由星形起动切换为三角形运行。按SB1按钮,控制电路断电,各接触器释放,电动机断电停止运行。

电路在KM2与KM3之间设有辅助触头联锁,防止它们同时动作造成短路;此外,电路转入△形接线运行后,KM3的常闭触头分断,切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能,并延长其使用寿命。

2.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-43.jpg减压起动自动控制电路(二)

电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-44.jpg减压起动自动控制电路(二)如图3-12所示。电路特点:

①本电路适用于电压380V、电动机功率不超过75kW、定子绕组为三角形联结的交流电动机。电路具有短路、过载、失电压保护。电动机定子绕组的978-7-111-39887-5-Chapter03-45.jpg形接线转换由时间继电器控制自动转换,调整继电器的时间,可以改变电动机定子绕组978-7-111-39887-5-Chapter03-46.jpg形接线的转换时间。

②可以两地控制,具有外部控制端子,在图3-12所示电路中,2SB1、2SB2为外部控制按钮,可以控制电动机的起动及停机。如果不需要外部按钮控制,可直接在接线端子处将2SB1按钮的两端短接。

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图3-12 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-48.jpg减压起动自动控制电路(二)

图3-12所示电路的主要元器件见表3-3。

表3-3 主要元器件

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3.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-50.jpg减压起动自动控制电路(三)

用三个接触器的电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-51.jpg减压起动自动控制电路(三)如图3-13所示。按下起动按钮SB1,KM1、KM3、SJ获电动作,电动机定子绕组接成星形联结起动。时间继电器达到设定延时时间后,延时闭合的常开触头闭合,延时断开的常闭触头断开,KM3失电释放,这时KM3常闭辅助触头闭合,使KM2得电动作。电动机定子绕组由星形联结转换成三角形联结,起动过程结束。这种控制电路适用于13~55kW的定子绕组三角形联结的电动机。

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图3-13 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-53.jpg/△减压起动自动控制电路(三)

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图3-14 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-55.jpg减压起动自动控制电路(四)

4.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-56.jpg减压起动自动控制电路(四)

电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-57.jpg减压起动自动控制电路(四)如图3-14所示。当按下按钮SB1时,接触器KM3、KM1吸合,这时电动机定子绕组为978-7-111-39887-5-Chapter03-58.jpg联结起动。当时间继电器经过一定延时电动机起动完毕后(时间继电器一般控制在30s),时间继电器常闭触头断开,使KM3失电释放,同时由于KM3的释放又接通了KM2线圈的电源,KM2吸合,电动机定子绕组改为△联结运行。

5.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-59.jpg减压起动自动控制电路(五)

电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-60.jpg减压起动自动控制电路(五)如图3-15所示。在起动电动机时,先合上开关HK,按下按钮SB1,接触器KM1得电吸合,接触器自锁。星形起动接触器线圈KM3和时间继电器线圈SJ保持通电,常开主触头KM3接通,电动机定子绕组接成978-7-111-39887-5-Chapter03-61.jpg联结起动。同时,常闭辅助触头KM3分断,使接三角形运行接触器线圈KM2断路。待时间继电器延时间达到设定时间后(时间继电器可由电动机的容量和起动时负载的情况来调整),时间继电器SJ的常闭延时分断和常开延时闭合的触头分别动作,使KM3断电,使KM2线圈通电,并使其触头自锁,使电动机定子绕组接成△联结运行。同时常闭辅助触头KM2断开,使线圈SJ和KM3断电。

6.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-62.jpg减压起动自动控制电路(六)

电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-63.jpg减压起动自动控制电路(六)如图3-16所示。电路工作过程:合上断路器QF接入三相电源。按下起动按钮SB2,交流接触器KM1线圈回路通电吸合并通过自己的辅助常开触头自锁,其主触头闭合接通电动机三相电源,时间继电器KT线圈也通电吸合并开始延时,交流接触器KM3线圈通过时间继电器的延时断开接点通电吸合,KM3的主触头闭合将电动机定子绕组的尾端连接,电动机定子绕组接成978-7-111-39887-5-Chapter03-64.jpg联结,这时电动机定子绕组在978-7-111-39887-5-Chapter03-65.jpg联结下减压起动。

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图3-15 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-67.jpg减压起动自动控制电路(五)

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图3-16 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-69.jpg减压起动自动控制电路(六)

当时间继电器KT的整定时间达到后,其延时常开触头打开,交流接触器KM3线圈回路断电,主触头打开电动机定子绕组尾端的接线,KM3的辅助常闭触头闭合为KM2线圈的通电做好准备。

时间继电器KT动作使其延时常开触头闭合,接通KM2线圈回路,使得KM2通电吸合并通过自己的辅助常开触头自锁,KM2主触头闭合将定子绕组接成三角形,电动机定子绕组在△联结下运行。

在图3-16所示电路中,电动机的过载保护由热继电器FR完成,电路中的互锁环节有:KM2常闭触头接入KM3线圈回路。KM3常闭触头接入KM2线圈回路。

若时间继电器设定的起动时间过短,电动机的转速还没提起来,这时如果切换到运行,电动机的起动电流还会很大,造成电压波动。起动时间设定过长,电动机会因在低电压、大电流下时间过长,而使电动机发热烧毁。为了防止起动时间过短或过长,时间继电器的整定时间一般按电动机功率1kW约0.6~0.8s整定。

7.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-70.jpg减压起动自动控制电路(七)

图3-17所示的电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-71.jpg减压起动自动控制电路(七),具有短路、过载、失电压保护性能。可以两地控制,具有外部控制端子,图中2SB1、2SB2为外部控制按钮,可以控制电动机的起动及停机。

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图3-17 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-73.jpg减压起动自动控制电路(七)

图3-17a所示电路为常用的978-7-111-39887-5-Chapter03-74.jpg起动电路,比较适合于小功率的电动机,对于功率较大的电动机,主电路通常采用如图3-17b所示的电路。此电路在电动机定子绕组为978-7-111-39887-5-Chapter03-75.jpg联结起动时将热继电器短接,避免由于起动电流过大导致误动作,同时由于电流互感器的倍率原因,热继电器可以选用小规格的型号。

8.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-76.jpg减压起动自动控制电路(八)

电动机的978-7-111-39887-5-Chapter03-77.jpg△减压起动自动控制电路(八)如图3-18所示。电路中主要元件的作用:

①起动按钮SB2:手动按钮,可控制电动机的起动运行。

②停止按钮SB1:手动按钮,可控制电动机的停止运行。

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图3-18 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-79.jpg减压起动自动控制电路(八)

③主交流接触器KM1:电动机主电路用接触器,起动时通过电动机起动电流,运行时通过正常运行的线电流。

978-7-111-39887-5-Chapter03-80.jpg形联结的交流接触器KM3:用于电动机起动时作978-7-111-39887-5-Chapter03-81.jpg联结的交流接触器,起动时通过978-7-111-39887-5-Chapter03-82.jpg联结减压起动的线电流,起动结束后停止工作。

⑤△联结的交流接触器KM2:用于电动机起动结束后恢复△联结作正常运行的接触器,通过绕组正常运行的相电流

⑥时间继电器KT:控制电动机的起动过程时间(电动机起动时间),即电动机从起动开始到额定转速及运行正常后所需的时间。

⑦热继电器主要作为电动机的过负荷保护。

图3-18所示的三相异步电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-83.jpg转换起动的控制电路工作原理:

按下起动按钮SB2后,电源通过热继电器FR的常闭触头、停止按钮SB1的常闭触头、△联结交流接触器KM2常闭辅助触头,接通时间继电器KT的线圈使其动作并延时开始。此时时间继电器KT虽已动作,接点应断开,但其延时触头是瞬间闭合延时断开的(延时结束后断开),同时通过此KT延时触头去接通978-7-111-39887-5-Chapter03-84.jpg联结的交流接触器KM3的线圈回路,则交流接触器KM3带电动作,其主触头接通电动机定子三相绕组,使电动机处于978-7-111-39887-5-Chapter03-85.jpg联结的运行状态;KM3辅助常开触头闭合,接通主交流接触器KM1的线圈。

主交流接触器KM1得电后,其辅助触头进行自锁功能;而KM1的主触头闭合,接通三相交流电源,此时电动机起动过程开始。

当时间继电器KT延时断开常闭触头的时间达到设定值后,时间继电器KT触头随即断开。时间继电器KT触头断开后,则交流接触器KM3失电。KM3主触头切断电动机绕组的978-7-111-39887-5-Chapter03-86.jpg联结回路;同时接触器KM3的常闭辅助触头闭合,接通△联结交流接触器KM2的线圈。

当交流接触器KM2动作后,其主触头闭合,使电动机正常运行于△联结状态;而KM2的常闭辅助触头断开使时间继电器KT线圈失电,并对交流接触器KM3联锁,电动机处于正常运行状态。

9.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-87.jpg978-7-111-39887-5-Chapter03-88.jpg减压起动自动控制电路(九)

三相异步电动机直接起动控制电路简单、经济、操作方便。但对于容量较大的电动机来说,由于起动电流大,会引起较大的电网压降,所以必须采用减压起动的方法,以限制起动电流。

减压起动虽然可以减少起动电流,但是也降低了起动转矩,因此仅适用于空载或轻载起动。减压起动有多种方法,978-7-111-39887-5-Chapter03-89.jpg减压起动控制电路是按照时间原则来实现控制的。起动时将电动定子绕组连接成星形,加在电动机每相绕组上的电压为额定电压的978-7-111-39887-5-Chapter03-90.jpg,从而减小了起动电流。待起动后按预先整定的时间把电动机换成三角形联结,使电动机在额定电压下运行。控制电路如图3-19所示。

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图3-19 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-92.jpg减压起动自动控制电路(九)

该电路结构简单,缺点是起动转矩也相应下降为三角形联结的1/3,转矩特性差,978-7-111-39887-5-Chapter03-93.jpg/△起动过程如下:

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10.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-95.jpg减压起动自动控制电路(十)

用两个接触器的电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-96.jpg减压起动控制电路(十)如图3-20所示。电路工作过程:按下起动按钮SB1,KM1、SJ得电动作,KM1常开辅助触头闭合自锁,KM2无电,其接在电动机星点的常闭辅助触头闭合,电动机绕组接成978-7-111-39887-5-Chapter03-97.jpg联结减压起动。SJ达到设定时间后,SJ延时断开的常闭触头断开,KM1失电释放,其常闭辅助触头闭合。同时SJ延时闭合的常开触头闭合(作临时自锁),KM2得电动作,其常闭触头打开,将主电路978-7-111-39887-5-Chapter03-98.jpg联结断开。同时其常开触头闭合,使KM1得电动作,闭合其主回路常开接点,电动机由978-7-111-39887-5-Chapter03-99.jpg联结转换为△联结。

图3-20所示电路仅适应于功率在13kW以下的△联结的小容量电动机。否则,由于KM2接触器常闭辅助触头接在主电路中,容量小,很易烧损。

11.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-100.jpg减压起动自动控制电路(十一)

电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-101.jpg减压起动自动控制电路(十一)如图3-21所示。电路元器件参数见表3-4。

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图3-20 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-103.jpg减压起动自动控制电路(十)

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图3-21 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-105.jpg减压起动自动控制电路(十一)

表3-4 元器件参数

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12.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-107.jpg减压起动的自动控制电路(十二)

电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-108.jpg减压起动自动控制电路(十二)如图3-22所示。因其主电路与手动控制电路的主电路完全相同,故图3-22仅画出控制回路。

按起动按钮SB2→接触器KM1、时间继电器KT同时获电吸合→接触器KM1吸合→其常开触头KM1接通接触器KM的线圈,使接触器KM获电吸合,并经其自锁触头KM自锁。接触器KM1、KM将电动机定子绕组接成星形联结减压起动;接触器KM1的常闭触头断开,切断接触器KM2的线圈回路。

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图3-22 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-110.jpg/△减压起动自动控制电路(十二)

KT吸合→其常闭触头经过预先整定的延时时间后断开→切断接触器KM1线圈回路,使KM1断电释放→其常闭触头KM1恢复闭合→接通接触器KM2线圈回路,使接触器KM2获电吸合→接触器KM2、KM将电动机定子绕组接成三角形联结全压运行;接触器KM2的常闭触头断开,切断时间继电器KT的线圈供电回路,使其断电释放。

13.电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-111.jpg减压起动自动控制电路(十三)

功率大于55kW以上的电动机,起动电流比较大,接触器所需的灭弧时间较长。为了防止在978-7-111-39887-5-Chapter03-112.jpg转换时,因为来不及熄灭的弧光引起相间短路,从978-7-111-39887-5-Chapter03-113.jpg联结换为△联结时,需要延时0.5~1s的时间,以保证在电弧彻底熄灭后,才换接成△形。图3-23的控制电路则可以实现上述要求。

图中,KA为中间继电器,其作用是控制电动机定子绕组由978-7-111-39887-5-Chapter03-114.jpg联结转换为△联结;KT1为通电延时型时间继电器,其作用是控制978-7-111-39887-5-Chapter03-115.jpg联结起动的时间;KT2为断电延时型时间继电器,其作用是控制电动机定子绕组由978-7-111-39887-5-Chapter03-116.jpg联结转换为△联结的延时。

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图3-23 电动机978-7-111-39887-5-Chapter03-118.jpg/△减压起动自动控制电路(十三)

起动时,按下起动按钮SB2后,接触器KM、KM1及时间继电器KT1、KT2均获电吸合,将电动机接成星形减压起动。待达到KT1的预先整定时间后:

KT1的延时常闭触头断开,切断KM1线圈回路;

KT1的延时常开触头闭合,接通中间继电器KA的线圈回路,使KA获电吸合并自锁。KA的两个常闭触头断开,其一,切断KM1线圈回路,使KM1断电释放;其二,切断KT2线圈回路,使KT2断电释放,KT2延时闭合常闭触头延时闭合,这时KM2才通电吸合,电动机定子绕组转为三角形联结,全压运行,KM2吸合后,其常闭触头KM2切断了KT1和KM1的线圈回路。

从上述工作过程看出,KM1断电后KM2并不能瞬间吸合,而由KT2的常闭触头延时一小段时间后才接通KM2线圈电路(此时KM1的主触头弧光已熄灭),电动机才转换为三角形联结运行。图3-23所示的控制电路安全可靠。缺点是所用元件多而且复杂,不易维修。该电路适用于功率大于55kW的电动机上。

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