△起动电路优化为实现电机起动的△型开关电路

时间：2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：标准的/△起动电路如图4.2-4所示。图4.2-5所示的电路中，如时间继电器KT的触点出现熔焊或卡住，按下按钮S2，KM1、KM2将被接通，电动机将在△联结下直接起动。

1.原理

/△起动电路具有线路简单、动作可靠的优点，故在10kW以上空载、轻载起动的感应电动机上得到了广泛的应用。/△起动的电动机正常工作时为△联结，在3～380V电源供电时，每相绕组的额定电压应为AC380/400V，因此，它只能用于AC380/660V（或AC690/400V）、△/联结的电动机，这点需要注意。

/△起动是异步电动机减压起动方式的一种，其本质是通过降低起动时的电压，来降低电动机的起动电流，其原理如图4.2-3所示。

正常工作时为△联结的电动机，如果其额定电压为U_e（AC380/400V）、额定电流（线电流）为I_e，则工作时每相绕组上的相电压U=U_e、相电流。当电动机采用联结时，如输入电压仍为AC380/400V，则每相绕组上的相电压将降低至230V），由于绕组阻抗不变，其相电流也将降低至。联结时的电动机线电流就是相电流，因此，它将降低至△联结时I_e的1/3，从而达到了通过减压、减小起动电流的目的。由于异步电动机的输出转矩与相电压的二次方成正比，所以，采用联结起动时，电动机的起动转矩也将下降至原来的1/3，故只能用于空载或轻载起动。

图4.2-2 电动机正反转控制电路

a）主回路 b）完全手动 c）联合控制

图4.2-3 /△起动原理

a）△联结 b）联结

2.标准电路

标准的/△起动电路如图4.2-4所示。

对于200kW/360A以上的电动机起动，图中的KM2应通过单独的断路器或熔断器，直接连接到供电电源1L1/1L2/1L3上，电动机的主回路类似于图4.1-2所示的双速电动机，但2个电源支路所使用的断路器或熔断器的规格应相同，热继电器也只需要使用1只。

图4.2-4所示的电路中，当电动机通过S2起动时，首先将接通时间继电器KT，由于KT的常闭触点延时断开，故KM3接通，电动机切换到联结；KM3接通后，KM1接着接通、自锁，并使KT保持，电动机在联结下起动。当KT的延时到达，其常闭触点将断开KM3、常开触点将接通KM2，KM1仍保持，故电动机被切换到△联结，进入正常工作状态。

图4.2-4 标准的/△起动电路

a）使用断路器

图4.2-4 标准的/△起动电路（续）

b）使用熔断器、热继电器

标准/△起动电路中的接触器KM1、KM2、热继电器，在正常工作时只需要承担电动机的相电流，因此，其额定电流可按照电动机额定电流的选择，KM1、KM2规格统一；接触器KM3只承担联结时电流，故可按照I_e/3选择。

3.不合适的电路(www.xing528.com)

需要注意的是：国内相当一部分手册、教材提供了图4.2-5所示的/△起动电路，它与上述标准电路相比，至少存在以下不足，电气设计时原则上不应采用。

①成本高。图4.2-5所示的电路中，主接触器KM1需要承担电动机正常工作时的线电流，它必须按照电动机的额定电流I_e选择，其值是标准电路的3倍；且KM1、KM2规格不同，器件互换性差。此外，由于电路中的时间继电器KT常开、常闭触点分离，也不能使用具有公共连接端的时间继电器，而标准电路则不存在此问题。

②可靠性差。图4.2-5所示的电路中，如时间继电器KT的触点出现熔焊或卡住，按下按钮S2，KM1、KM2将被接通，电动机将在△联结下直接起动。而在标准电路中，由于KM1需要通过KM3接通，当KT触点出现熔焊或卡住时，KM3、KM1将无法接通，KM2的吸合即不会导致电源短路，也不会使得电动机起动。

③工艺性差。在标准电路上，KM2和KM1的电源进线直接并联，热继电器FR1和接触器KM1直接连接，故FR1可使用接触器组合安装的结构，器件安装、连接简单，工艺性好。但在图4.2-5所示的电路上，KM2的电源连接线在热继电器FR1和接触器KM1之间，因此，FR1不能使用接触器组合安装的结构形式，线路连接烦琐、工艺性差。

4.正反转电路

用于正反转运行的/△起动标准电路如图4.2-6所示，它可以直接通过按钮S2、S3选择转向，并在不同转向时进行/△起动。变换电动机转向时，需要先利用S1停止运行。

图4.2-5 不合适的/△起动电路

图4.2-6 正反转/△起动电路

5.不间断起动电路

以上线路存在的共同问题是：在联结切换到△联结时，需要先断开KM3、然后才接通KM2，期间将有50ms左右的间隔，电动机绕组将有短时的无电流状态，很容易引起转速的波动；此外，如果在接通KM2的瞬间，电源相位正好与电动机的感应电势相位相反，还将产生很大的冲击电流，对电网和控制器件都十分不利。为此，当电动机需要频繁起动、对电路的可靠性要求较高时，需要采用图4.2-7所示的不间断/△起动电路。

在图4.2-7所示的线路中，电动机起动时先按下S2，电路首先将接通KT和K1，接着通过K1，接通KM3、KM1，电动机利用联结进行起动。当KT的延时到达，首先将接通过渡△运行接触器KM4，利用串接的电阻，使电动机进入过渡的△运行状态；接着，由KM4断开KM3，然后，依次断开K1、接通K2、接通KM2、断开KM4，将电动机切换至正常的△运行状态。这样，过渡接触器KM4可获得50ms左右的延时，使得电动机能够实现从联结到△联结的平稳过渡。