自耦变压器减压起动控制电路优化方案

自耦变压器减压起动是利用自耦变压器能改变电压大小的特点，在起动电动机时让自耦变压器将电压降低供给电动机，起动完成后再将电压升高提供给电动机。

1.自耦变压器

自耦变压器结构与符号如图3-22所示。

图3-22 自耦变压器

从图3-22可以看出，自耦变压器只有一个绕组（匝数为N₁），在绕组的中间部分（图中为A点）引出一个接线端，这样就将绕组的一部分当做二次绕组（匝数为N₂）。自耦变压器工作原理与普通的变压器相同，也可以改变电压的大小，其规律同样可以用下列式子表示：

U₁/U₂=N₁/N₂=K

从式子可以看出，改变匝数N₂就可以调节输出电压U₂的大小，N₂越小，U₂电压越低。

图3-22所示为单相自耦变压器，电动机减压起动时常采用三相自耦变压器。用作电动机起动的三相自耦变压器又称自耦减压起动器或补偿器，其结构原理如图3-23所示。

图3-23 自耦减压起动器或补偿器结构原理

从图3-23可以看出，自耦减压起动器有三相线圈，在使用时，三相线圈的末端连接在一起接成星形，首端分别与L1、L2、L3三相电源连接。自耦减压起动器还有三个联动开关，每个开关都有“运行”、“停止”、“起动”三个档位，当开关处于“停止”档位时，开关触头悬空，电动机无供电不工作，当开关处于“运行”档位时，三相电源直接供给电动机，电动机全压运行，当开关处于“起动”档位时，三相电源经变压器减压至80%供给电动机，电动机减压起动。

2.手动控制起动器减压电路

手动控制起动器减压电路常用到QJ3油浸式起动器，其外形如图3-24所示，这种起动器内部除了有三相自耦变压器结构外，还包括一些保护装置。由QJ3起动器构成的手动控制起动器减压电路如图3-25所示。

图3-24 QJ3油浸式起动器

图3-25 由QJ3起动器构成的手动控制起动器减压电路

图3-25点画线线框内部分为起动器，它有6个接线端，分别与三相电源和电动机连接，操作起动器的手柄可以对电动机进行起动/停止/运行控制。

电路工作原理分析如下：

1）闭合电源开关QS。

2）减压起动。将起动器手柄旋至“起动”档→与手柄联动的5个动触头与上方各自的静触头接通→左方两个触头接通，将自耦变压器的三相线圈末端连接在一起（即接成星形）；右方3个触头接通，将三相电源送到三相线圈的首端→取三相线圈上65%的电压送给电动机→电动机被减压起动。

3）全压供电。将起动器手柄旋至“运行”档→与手柄联动的左方两个动触头悬空，右方三个动触与下方各自的静触头接通→三相电源直接通过热继电器发热元件FR送给电动机→电动机全压运行。

4）停止控制。按下停止按钮SB1→起动器的欠压脱扣线圈KV失电→线圈KV无法吸引内部衔铁，通过传动机构让起动器自动掉闸，手柄自动旋至“停止”档→与手柄联动的5个动触头均悬空→电动机失电停转。

5）断开电源开关QS。(www.xing528.com)

采用QJ3系列起动器来减压起动时，由于手柄切换档位时都是带电操作，动触头与静触头之间容易出现电弧，为了消除电弧对触头的损伤，与手柄联动的几个触头都要浸在绝缘油内。

3.按钮、接触器和中间继电器控制起动器减压电路

按钮、接触器和中间继电器控制起动器减压电路如图3-26所示，由于采用了接触器来进行减压、全压切换，故只需用普通的自耦变压器即可。

图3-26 按钮、接触器和中间继电器控制起动器减压电路

电路工作原理分析如下：

1）闭合电源开关QS。

2）减压起动。按下减压起动按钮SB1→线圈KM1得电→KM1主触头闭合、KM1常开辅助触头闭合、KM1常闭触头断开→KM1主触头闭合，将自耦变压器TM减压端与电动机连接；KM1常开辅助触头闭合，使KM2线圈得电；KM1常闭辅助触头断开，使KM3线圈无法得电→KM2线圈得电使KM2主触头闭合、KM2常开辅助触头闭合→KM2主触头闭合，三相电源送给自耦变压器TM，经减压后通过KM1主触头送给电动机，电动机被减压起动；KM2常开辅助触头闭合，让KM1、KM2线圈在SB1断开时继续得电（自锁）。

3）全压供电。电动机减压起动运转后，按下全压运行按钮SB2→中间继电器线圈KA得电→KA常开触头闭合、KA常闭辅助触头断开→KA常开触头闭合使KA线圈在SB2断开时能继续得电（自锁）；KA常闭辅助触头断开使KM1线圈失电→KM1线圈失电会使KM1主触头断开、KM1常闭辅助触头闭合、KM1常开辅助触头断开→KM1主触头断开，将提供给电动机的低压切断；KM1常开辅助触头断开使KM2线圈失电；KM1常闭辅助触头闭合使线圈KM3得电→KM2线圈失电使KM2主触头断开，三相电源无法送给自耦变压器；KM2线圈失电也使KM2常开辅助触头断开；线圈KM3得电使KM3主触头闭合，三相电源直接送给电动机，让电动机全压运行，另外线圈KM3得电使KM3常开辅助触头闭合，让线圈KM3在SB2断开时能继续得到供电。

4）停止控制。按下停止按钮SB3→线圈KM1、KM2、KM3均失电→KM1、KM2、KM3主触头均断开→电动机供电被切断而停转。

5）断开电源开关QS。

该电路在需要先操作减压起动按钮SB1，再操作按钮SB2时才有效，这样避免误操作对电动机进行全压起动。

4.时间继电器自动控制起动器减压电路

时间继电器自动控制起动器减压电路如图3-27所示，从图中可以看出，该电路由主电路、控制电路和指示电路构成，指示电路中有三个指示灯，HL1为电源指示灯，HL2为减压起动指示灯，HL3为全压运行指示灯。

图3-27 时间继电器自动控制起动器减压电路

电路工作原理分析如下：

1）闭合电源开关QS。QS闭合后，L1、L2两相电压加到变压器TC一次绕组，经减压后在二次绕组处得到较低的电压，该电压经中间继电器KA常闭触头和KM1常闭辅助触头送到HL1两端，HL1亮，显示电路处于通电状态。

2）减压起动。按下减压起动按钮SB1→接触器KM1线圈KM1和时间继电器KT线圈均得电→KM1线圈KM1通电使KM1主触头闭合、KM1两个常开辅助触头（1、3和15、19）闭合、KM1两个常闭辅助触头（9、11和15、17）断开→KM1主触头闭合，三相电源送给自耦变压器TM，经减压后送到电动机，电动机被减压起动；KM1常开辅助触头（1、3）闭合，使KM1线圈在SB1断开时能继续得电，KM1常开辅助触头（15、19）闭合使HL2得电，显示电路为减压起动状态；KM1常闭辅助触头（9、11）断开使KM2线圈无法得电，KM1常闭辅助触头（15、17）断开使HL1失电熄灭。

3）全压运行。电动机减压起动运转一段时间后，时间继电器KT线圈也通电一段时间→KT延时闭合常开触头闭合→中间继电器线圈KA得电→KA两个常开触头（1、7和1、9）闭合、KA两个常闭辅助触头（3、5和13、15）断开→KA常开触头（1、7）闭合，使KA线圈在SB1断开时能继续得电（自锁）；KA常闭辅助触头（3、5）断开使KM1线圈失电；KA常闭辅助触头（13、15）断开使HL2供电切断→KM1线圈失电使主触头断开、两个常开辅助触头（1、3和15、19）断开、两个常闭辅助触头（9、11和15、17）闭合→KM1主触头断开使自耦变压器失电；常开辅助触头（1、3）断开使时间继电器KT线圈失电；常闭辅助触头（9、11）闭合使KM2线圈得电→KM2线圈得电使KM2主触头闭合、常开辅助触头（13、21）闭合、两个常闭触头断开→KM2主触头闭合，使三相电源直接送给电动机，电动机全压运行；常开辅助触头（13、21）闭合，使HL3得电指示状态为全压运行；两个常闭触头断开，使自耦变压器三组线圈中性点连接切断。

4）停止控制。按下停止按钮SB2→线圈KM1、KM2、KT、KA均失电→KM1、KM2主触头均断开，KA常闭触头（13、15）闭合、KM1常闭辅助触头（15、17）闭合→电动机供电被切断而停转，同时HL1得电指示电路为通电未工作状态（待机状态）。

5）断开电源开关QS。

时间继电器自动控制起动器减压电路操作简单，减压大小可通过自耦变压器调节，减压起动时间可通过时间继电器调节，另外还有工作状态指示功能，适用于交流50Hz、电压为380V、功率在14～300kW的三相笼形异步电动机减压起动。由于这种减压控制电路优点突出，所以一些厂家将它制成减压起动自动控制设备，如XJ01系列自动控制起动器就采用这种电路制作而成。