三相异步电动机起动和控制电路优化方案

1.直接起动

直接起动也称为全电压起动，起动时，电动机定子绕组直接承受额定电压。电动机的起动电流是额定电流的4～7倍。

在一般情况下，只有小功率（7.5kW以下）的三相异步电动机才允许采用直接起动的方法；或者是电动机功率比电力变压器容量要小得多。如果变压器是一个单位专用，允许电动机直接起动的功率为变压器容量的30％；如果变压器为某一台电动机专用，允许电动机直接起动的功率为变压器容量的70％。如果电动机频繁起动或变压器带有照明负载时，则允许直接起动的电动机功率应小于变压器容量的70％。

电动机直接起动控制电路主要有：刀开关直接起动控制电路、单向直接起动控制电路、点动控制和多点控制等电路。其中单向直接起动控制电路如图5-11所示。

图5-11 三相笼型异步电动机单向直接起动控制电路

图5-11是用按钮操作、接触器控制三相笼型异步电动机起动和停止的电路。电动机只能做单方向转动。当按下起动按钮SB₁，接触器线圈KM通电而吸合，使接在主电路中的主触头KM闭合，电动机直接起动运转。接在控制电路中的辅助触头KM（3－5）闭合，当松开按钮SB₁时，KM线圈仍能继续保持通电。凡是接触器（或继电器）利用它自己的辅助触头来保持线圈通电的，称它为自锁，这个触头叫做自锁触头。如要使电动机停止运转，只需按下停止按钮SB₂，KM线圈即断电，KM主触头断开，电动机停止运转。当SB₂恢复到原来位置时，因为自锁触头已断开，接触器KM不会动作，只有再操作起动按钮时，电动机才能再起动。在图5-11中，如果将自锁触头去掉，则变成点动控制电路。

2.减压（降压）起动

减压起动也称降压起动，减压起动的目的是限制起动电流。电动机起动时，通过起动设备使定子绕组所承受的电压小于额定电压，待电动机转速达到某一数值时，再使定子绕组承受额定电压，从而使电动机在额定电压下稳定工作。(www.xing528.com)

异步笼型电动机减压起动方法有多种，常用的主要有自耦变压器减压起动和星－三角（Y－△）减压起动。

（1）自耦变压器减压起动。自耦变压器减压起动是利用自耦变压器来降低起动电压，从而限制起动电流，其电路原理如图5-12所示。起动时，将开关SA2掷向“起动”位置，电动机由三相自耦变压器TA二次侧的抽头引入低电压而起动；待电流表指针下跌到稳定值时，再将开关掷向上方“运转”位置，电动机在全电压下运行。起动过程分3步，即减压→延时→全电压。

图5-12 三相笼型异步电动机自耦变压器减压起动控制电路

自耦变压器绕组一般有65％、80％等抽头，用以选择接线。若接用65％的抽头，电动机的起动电流可减小到直接起动时的65％，此起动电流也就是自耦变压器二次侧的电流。由于自耦变压器一、二次侧的电压与电流成反比，即一次侧电流是二次侧的65％，由此可知，一次侧线路上的起动电流可减少到直接起动时的42.5％，这就是所谓补偿，故又称补偿起动。

图5-13 三相笼型异步电动机Y－△减压起动控制电路

（2）星－三角（Y－△）减压起动。正常运行时定子绕组接成三角形的三相异步电动机，可采用Y－△减压起动。电动机起动时，将其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1/3，起动电流为三角形直接起动时的1/3，减小了起动电流。经一段时间延时，待电动机转速上升到接近额定转速时再接成三角形，使电动机在额定电压下运行。图5-13所示为三相笼型异步电动机Y－△减压起动控制电路。利用时间继电器KT来完成Y－△的自动转换。热继电器FR在电动机Y起动时不通过电流，避免了起动电流造成的误动作。热继电器的热元件串接于电动机的相绕组回路中，因而用普通三相热继电器也能有效地起到断相保护的作用。