三相鼠笼式异步电动机降压启动控制电路优化方案

容量小的电动机才允许直接启动，容量大的电动机由于启动电流较大，一般都采用降压启动方式。即启动时降低加在电动机定子绕组上的电压，启动后再恢复到额定电压下运行。降压启动的方法有定子串电阻（或电抗）降压启动、Y/△启动、自耦变压器启动、延边三角形启动和使用软启动器等。常用的降压启动方法是定子串电阻（或电抗）降压启动、Y/△降压启动和自耦变压器降压启动。

图4.46　采用时间继电器的三相异步电动机顺序启动控制电路

1.定子串电阻降压启动控制电路

图4.47所示为三相鼠笼式异步电动机定子串电阻降压启动控制电路。启动时，在三相定子绕组中串入电阻，使电动机定子绕组的电压降低，启动后再将电阻短接，电动机便在额定电压下正常运行。这种启动方式不受电动机定子绕组接线形式的限制，较为方便。由于串入电阻，启动时在电阻上的电能损耗较大，适用于不频繁启动场合。

图4.47　三相异步电动机定子串电阻降压启动控制电路

图4.47中KM1 为启动接触器，KM2 为运行接触器，KT 为时间继电器。合上电源开关QS，按下启动按钮SB2，KM1 线圈得电并自锁，KM1 吸合，KT 线圈通电吸合并自锁，此时电动机定子串接电阻R 进行降压启动。当电动机转速接近额定转速时，时间继电器KT 通电延时闭合触头闭合，KM2 线圈通电并自锁，KM2 常闭触头断开并切断KM1、KT 线圈电路，使KM1、KT 线圈断电释放。这就构成先由KM2 主触头短接定子串联电阻，再由KM1 主触头断开定子电阻，电动机经KM2 主触头在额定电压下正常运转的主电路。

2.Y/△降压启动控制电路

对于正常运行时定子绕组连成△形的三相鼠笼式异步电动机，均可采用Y/△换接降压启动。启动时，定子绕组先连接成Y 形，待电动机转速上升到接近额定转速时，将定子绕组换接成△形，电动机便进入全压下正常运转。

1）手动控制电路

手动控制Y/△降压启动控制电路如图4.48所示。图中手动控制开关SA 有“Y 启动”、“△运行”和“停机”3个位置，“Y启动”对应的是电动机定子绕组被接成Y 连接，“△运行”对应的是电动机定子绕组被接成△连接。电路的工作原理为：将开关SA 置于“Y 启动”，电动机定子绕组被接成Y 形降压启动；当电动机转速上升到一定值时，再将开关SA 置于“△运行”，使电动机定子绕组接成△形，电动机全压运行。

图4.48　手动控制Y/△降压启动控制电路

2）接触器控制Y/△降压启动电路

接触器控制Y/△降压启动电路如图4.49所示。该电路使用按钮控制，SB2 为Y 形降压启动按钮，SB3 为△形全压运行按钮，SB1 为停止按钮。

图4.49　接触器控制Y/△降压启动控制电路

该控制电路的工作原理为：按下SB2→KM2 线圈得电→KM2 辅助动合触点闭合（自锁）→KM2 主触点闭合（接通电源）；KM1 线圈得电→KM1 主触点闭合→电动机Y 形连接启动。

经过一定时间后，按下SB3→KM1 线圈断电→KM1 主触点断开；KM3 线圈得电→KM3辅助动合触点闭合（自锁）→KM3 主触点闭合→电动机△形连接运行。

如果KM1 和KM3 的主触头同时闭合，就会发生短路。为了避免这种事故发生，就要求保证两个接触器不能同时工作。这种在同一时间两个接触器只允许一个工作的控制作用称为互锁或连锁。图4.49所示为带互锁的控制电路。

在这个控制电路中，KM1、KM3 两个接触器互串了一个对方的动断触点，这对动断触点称为互锁触点或连锁触点。当按下SB2 时，KM1 线圈通电，KM1 主触点闭合，电动机被接成Y形降压启动。与此同时，由于KM1 的动断辅助触点断开而切断了KM3 的线圈电路。同理，在KM3 动作后，也保证了KM1 的线圈不能再工作。

3）自动Y/△降压启动电路(www.xing528.com)

自动Y/△启动器电路如图4.50所示。该电路由交流接触器、热继电器、时间继电器和按钮等元件组成，具有短路保护、过载保护和失电压保护等功能，适用于容量在125kW 及以下的三相鼠笼式异步电动机Y/△降压启动的控制。

图4.50　自动Y/△降压启动控制电路

该控制电路工作原理如下：合上三相电源开关QS，按下启动按钮SB2，KM1、KT、KM3 线圈同时得电，KM1 和KM3 的主触头吸合，KM1 的辅助常开触头吸合实现自锁，实现KM2 与KM3 的电气互锁，电动机三相定子绕组接成Y 形接入三相交流电源进行降压启动；当电动机转速接近额定转速时，通电延时时间继电器KT 动作，KT 常闭触头断开，使KM3 线圈断电，KM3 主触头释放，KM3 辅助常闭触头恢复吸合状态，KT 常开触头闭合，使KM2 线圈经KM3辅助常闭触头得电，KM2 主触头吸合，电动机由Y 形改接成△形进入正常运转。而KM2 辅助常闭触头断开，使KT 在电动机Y/△降压启动完成后断电释放，并实现与KM3 的互锁。

3.自耦变压器降压启动控制电路

电动机自耦变压器降压启动是将自耦变压器原绕组接在电网上，启动时定子绕组接在自耦变压器副绕组上。这样，电动机启动时获得的电压为自耦变压器的副绕组电压。待电动机转速接近电动机额定转速时，再将电动机定子绕组接在电网上即电动机额定电压上进入正常运转。此种启动方式适用于较大容量电动机的空载或轻载启动，在自耦变压器副绕组上有多组抽头（匝数比例一般为65%、73%和85%），供不同启动场合选用。

一般自耦变压器降压启动是由自耦降压启动器来完成的。这种自耦降压启动器有手动和自动两种。

1）自耦变压器降压启动手动控制电路

图4.51所示为QJ10系列手动自耦降压启动器的控制电路，启动器操作手柄有“启动”、“停止”和“运行”3个位置，并设有连锁机构，使手柄未经过“停止”位置不能扳到“运行”位置。自耦变压器副绕组有65%和85%两挡电压抽头，可根据电动机的负载情况选择启动电压。

图4.51　手动自耦降压启动器控制电路

手动自耦降压启动器的电路工作原理为：当手柄置于“停止”位置时，启动器所有触点都断开，电动机断电。开始启动时，将手柄向上扳到“启动”位置，启动触点和中性触点闭合，电动机三相定子绕组接入自耦变压器降压启动。转速接近额定转速时，可将手柄向下扳至“运行”位置，启动触点和中性触点断开，将自耦变压器从三相电路中切降，运行触点闭合，电动机全压运行。要停机时，只要按下停止按钮SB，使失压脱扣器的线圈断电而造成衔铁释放，通过机械脱扣装置将运行一组触点断开，同时手柄会自动跳回“停止”位置，为下次启动作准备。

2）自耦变压器降压启动自动控制电路

自耦变压器降压启动自动控制电路如图4.52所示。工作原理为：合上三相电源开关QS，按下启动按钮SB2→KM2、KM3 线圈得电并通过KM2、KM3 辅助常开触点闭合实现自锁→电动机接入自耦变压器降压启动，同时时间继电器KT 通电并自锁，延时开始→当KT 延时结束，延时触点动作后→KM2、KM3 线圈断电，KM1 线圈通电并自锁→电动机转入正常运行，同时KM1 的常闭触点断开，KT 线圈失电。

4.软启动控制电路

软启动是随着电子技术的发展而出现的新技术。软启动器是一种晶闸管调压装置，采用微机控制技术，实现三相交流异步电动机的软启动、软停车及轻载节能，同时也具有过载、缺相、过电压和欠压等多种保护功能。

图4.52　自耦变压器降压启动器自动控制电路

图4.53所示是采用西诺克Sinoco-ss2系列软启动器控制电动机启动、停止的控制电路原理图。其中FU2 是保护软启动器的快速熔断器，S1 和S2 是启停信号输入端子，S3 和S4 是旁路信号输出端子。电动机启动时通过软启动器使电压从某一较低值逐渐上升到额定值，启动后再用旁路接触器使电动机全压运行。

图4.53　电动机软启动控制电路原理图

电动机软启动控制电路的工作原理如下。合上空气开关QF，按下启动按钮SB2，中间继电器KA 线圈通电吸合并自锁，同时其动合触点（1-5）、（2-3）、（6-7）闭合，启停信号输入端子S1 和S2 给软启动器输入信号，电动机按设定的过程启动，当启动完成后，软启动器输出旁路信号，使S3 和S4 端子闭合，接触器KM 线圈通电吸合并自锁，旁路电路启动，电动机在全压下运行。停止时，按下停止按钮SB1，中间继电器KA 线圈断电并解除自锁，同时已闭合的动合触点（1-5）、（2-3）、（6-7）复位断开，启停信号输入端子S1 和S2 给软启动器输入该信号，使软启动器旁路信号输出端子S3 和S4 断开，接触器KM 线圈断电并解除自锁，软启动器接入电路，电动机按预定的过程实现软停车。