在自耦变压器减压起动的控制电路中,限制电动机起动电流是依靠自耦变压器的减压作用来实现的。自耦变压器的一次侧和电源相连,自耦变压器的二次侧与电动机相连。自耦变压器的二次侧一般有3个抽头,可得到3种数值不等的电压。使用时,可根据起动电流和起动转矩的要求灵活选择。电动机起动时,定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压,一旦起动完毕,自耦变压器便被切除,电动机直接接至电源,电动机进入全电压运行。通常称这种自耦变压器为起动补偿器。这一电路的设计思想和串电阻起动电路基本相同,都是按时间原则来完成电动机起动过程的。电动机自耦变压器减压起动控制电路(一)如图3-35所示。电路的工作原理如下:
图3-35 电动机自耦变压器减压起动控制电路(一)
闭合开关QS,按下按钮SB2,KM1和时间继电器KT同时得电,KM1常开主触头闭合,电动机经联结的自耦变压器接至电源减压起动。
时间继电器KT经一定时间到达延时值,其常开延时触头闭合,中间继电器KA得电并自锁,KA的常闭触头断开,使接触器KM1线圈失电,KM1主触头断开,将自耦变压器从电网切除,KM1常开辅助触头断开,KT线圈失电,KM1常闭触头恢复闭合,在KM1失电后,使接触器KM2线圈得电,KM2的主触头闭合,将电动机直接接入电源,使电动机在全电压下正常运行。当按下按钮SB1,KM2线圈失电,电动机停止转动。
在自耦变压器减压起动过程中,起动电流与起动转矩的比值按变比平方降低。在获得同样起动转矩的情况下,采用自耦变压器减压起动从电网获取的电流,比采用电阻减压起动要小得多,对电网电流冲击小,功率损耗小。所以自耦变压器被称之为起动补偿器。换句话说,若从电网取得同样大小的起动电流,采用自耦变压器减压起动会产生较大的起动转矩。这种起动方法常用于容量较大、正常运行为联结的电动机。自耦变压器是按照非连续工作制设计制造的,故不允许频繁操作。
2.电动机自耦变压器减压起动控制电路(二)
电动机自耦变压器减压起动控制电路(二)如图3-36所示。该电路具有以下特点:
①电路适用于电压380V、电动机功率不超过75kW的交流电动机作不频繁自耦减压起动。电路具有短路、过载、失电压保护。
图3-36 电动机自耦变压器减压起动控制电路(二)
②起动至全压运行由电流继电器和时间继电器自动控制,当起动电流下降到1.5倍额定电流时,即相当于80%额定转速时,电动机由起动位置转换到运行状态。电流继电器和时间继电器的整定值见表3-6。
表3-6 保护继电器整定值
注:电流继电器整定值(A)=(电动机额定电流×1.5)/电流互感器电流比。
③可以两地控制,具有外部控制端子,在图3-36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。
图3-36所示的电动机自耦减压起动控制电路的主要元件见表3-7。
表3-7 主要元件表
3.电动机自耦变压器减压起动控制电路(三)
电动机自耦减压起动控制电路(三)如图3-37所示。该电路具有以下特点:
图3-37 电动机自耦变压器减压起动控制电路(三)
①电路适用于电压380V、电动机功率不超过75kW的交流电动机作不频繁自耦减压起动。控制电路具有短路、过载、失电压保护。
②起动至全压运行由电流继电器和时间继电器自动控制,当起动电流下降到1.5倍额定电流时,即相当于80%额定转速时,电动机由起动转换到运行状态。电流继电器和时间继电器的整定值见表3-8。
③具有自动和手动控制两种方式,在手动方式,可以两地控制,具有外部控制端子,在图3-37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。在自动方式时,可以由来自外部PLC、传感器等设备的一个无源触头直接控制电动机的起动和停止。
表3-8 保护继电器整定值
注:电流继电器整定值(A)=(电动机额定电流×1.5)/电流互感器电流比。
图3-37所示的电动机自耦减压起动控制电路中的主要元件见表3-9。
表3-9 主要元件表
4.电动机自耦变压器减压起动控制电路(四)
电动机自耦变压器减压起动控制电路(四)如图3-38所示。电路适用于电压380V、电动机功率不超过200kW的交流电动机作不频繁自耦减压起动。控制电路具有短路、过载、失电压保护。
图3-38 电动机自耦变压器减压起动控制电路(四)
起动至全压运行由电流继电器和时间继电器自动控制,当起动电流下降到1.5倍额定电流时,即相当于80%额定转速时,电动机由起动位置转换到运行状态。电流继电器和时间继电器的整定值见表3-10。图3-38所示电路允许连续从冷状态起动2次,每次时间15s,间隔时间30s。
图3-38所示电路可以两地控制,具有外部控制端子,在图3-38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。
表3-10 保护继电器整定值
注:1.电流继电器整定值(A)=(电动机额定电流×1.5)/电流互感器电流比。
2.热继电器整定电流值(A)=电动机额定电流/电流互感器电流比。
图3-38所示的电动机自耦减压起动控制电路(四)中的主要元件见表3-11。
表3-11 主要元件表(www.xing528.com)
5.电动机自耦变压器减压起动控制电路(五)
电动机自耦变压器减压起动控制电路(五)如图3-39所示。图示电路适用于电压380V、电动机功率不超过200kW的交流电动机作不频繁自耦减压起动。控制电路具有短路、过载、失电压保护。
起动至全压运行由电流继电器和时间继电器自动控制,当起动电流下降到1.5倍额定电流时,即相当于80%额定转速时,电动机由起动转换到运行状态。电流继电器和时间继电器的整定值见表3-12。
图3-39所示电路允许连续从冷状态起动2次,每次时间15s,间隔时间30s。具有自动和手动控制两种方式,在手动方式,可以两地控制,具有外部控制端子,在图3-39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。在自动方式时,可以由来自外部PLC、传感器等设备的一个无源触头直接控制电动机的起动和停止。
图3-39 电动机自耦变压器减压起动控制电路(五)
表3-12 保护继电器整定值
注:1.电流继电器整定值(A)=(电动机额定电流×1.5)/电流互感器电流比。
2.热继电器整定电流值(A)=电动机额定电流/电流互感器电流比。
图3-39所示的电动机自耦减压起动控制电路(五)中的主要元件见表3-13。
表3-13 主要元件表
(续)
6.电动机自耦变压器减压起动控制电路(六)
电动机自耦变压器减压起动控制电路(六)如图3-40所示。图中,时间继电器完成由起动到运行的转换过程,不会造成起动时间的长短不一的情况,也不会因起动时间长造成烧毁自耦变压器事故。电路工作过程如下:
合上断路器QF接通三相电源,按起动按钮SB2,交流接触器KM1线圈通电吸合并自锁,其主触头闭合,将自耦变压器线圈接成联结,与此同时由于KM1辅助常开触头闭合,使得接触器KM2线圈通电吸合,KM2的主触头闭合,由自耦变压器的低压压抽头(例如65%)将为电源电压65%的三相电压接入电动机。
由于KM1辅助常开触头闭合,使时间继电器KT线圈通电,并按已整定好的时间开始计时,当时间到达后,KT的延时常开触头闭合,使中间继电器KA线圈通电吸合并自锁。
图3-40 电动机自耦变压器减压起动控制电路(六)
由于KA线圈通电,其常闭触头断开,使KM1线圈断电,KM1常开触头全部释放,主触头断开,使自耦变压器线圈封星端打开;同时KM2线圈断电,其主触头断开,切断自耦变压器电源。KA的常闭触头闭合,通过KM1已经复位的常闭触头,使KM3线圈得电吸合,KM3主触头闭合,电动机在全压下运行。
KM1的常开触头断开也使时间继电器KT线圈断电,其延时闭合触头释放,也保证了在电动机起动任务完成后,使时间继电器KT可处于断电状态。
欲停车时,可按按钮SB1,则控制回路全部断电,KM3线圈失电,因KM3主触头切除电动机电源而停转。热继电器FR作为电动机的过载保护。
按图3-40所示电路图接线完毕后,在检查无误后,可进行空载试验,其方法是:拆下热继电器FR与电动机端子的连接线,接通电源,按下按钮SB2,KM1与KM2动作吸合,KM3与KA不动作。时间继电器的整定时间到,KM1和KM2释放,KA和KM3动作吸合切换正常,反复试验几次检查电路的可靠性。
在经空载试验无误后,恢复与电动机的接线。再带电动机试验中应注意起动与运行的切换过程,注意电动机的声音及电流的变化,电动机起动是否困难有无异常情况,如有异常情况应立即停车处理。
再次起动;自耦减压起动电路不能频繁操作,如果起动不成功的话,第二次起动应间隔4min以上,如在60s连续两次起动后,应停电4h再次起动运行,这是为了防止自耦变压器绕组因起动电流太大而发热损坏自耦变压器的绝缘。
7.电动机自耦变压器减压起动控制电路(七)
对容量较大的220/380V△/型笼型异步电动机不能用/△方法起动时,可用自耦变压器减压起动控制电路,如图3-41a所示。按下操作按钮SB1,KM1、KM2、SJ吸合,进行减压起动,在时间继电器达到设定的时间(电动机达到额定转速后),时间继电器SJ动作,KM1、KM2失电,KM3得电,电动机在全压下正常运转。按下SB2停止按钮,电动机便失电停转。
图3-41b所示电路是一种自耦变压器与时间继电器起动控制电路。工作时按下起动按钮SB1,电动机减压起动。待电动机起动完毕,通过时间继电器能自动转换为全压运行。电路加有指示灯电路,用于指示整个起动过程工作状态情况。
图3-41 电动机自耦变压器减压起动控制电路(七)
8.电动机自耦变压器减压起动控制电路(八)
自耦减压起动是利用自耦变压器降低电动机端电压的起动方法,自耦变压器一般由两组抽头可以得到不同的输出电压(一般为电源电压的80%和65%),起动时使自耦变压器中的一组抽头(例如:65%)接在电动机的主电路中,当电动机的转速接近额定转速时,将自耦变压器切除,使电动机直接接在三相电源上进入全压运行。电动机自耦变压器减压起动控制电路(八)如图3-42所示。电路的工作过程如下:
图3-42 电动机自耦变压器减压起动控制电路(八)
合上断路器QF接通电源,按下起动按钮SB2,交流接触器KM3线圈回路通电,主触头闭合,自耦变压器接成星形。KM1线圈通电,其主触头闭合,由自耦变压器的65%抽头端将电源接入电动机,电动机在低电压下起动。
KM1常开辅助触头闭合,接通中间继电器KA的线圈回路,KA通电并自锁KA的常开触头闭合,为KM2线圈回路通电做准备。
当电动机转速接近额定转速时,松开按钮SB2,按下按钮SB3,KM1、KM3线圈断电将自耦变压器切除,KM2线圈得电并自锁,将电源直接接入电动机,电动机在全压下运行。
电动机运行中的过载保护由热继电器FR完成,电路的互锁环节有:
接触器互锁:KM2常闭触头接入KM3、KM1线圈回路,KM1常闭触头接入KM2线圈回路。
按钮互锁:按钮SB2常开触头接入KM3、KM1线圈回路,按钮SB2常闭触头接入KM2线圈回路,按钮SB3常开触头接入KM2线圈回路,按钮SB3常闭触头接入KM3、KM1线圈回路。
在按图3-42接线完成后,应进行空载试验,其方法是:拆下热继电器FR与电动机端子的连接线,接通电源,按下SB2起动按钮,KM1与KM3动作吸合,KM2与KA不动作。再按下SB3运行按钮,KM1和KM3释放,KA和KM2动作吸合,切换正常,反复试验几次检查电路的可靠性。
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