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液压机三相异步电动机降压启动控制电路的工作原理

作者: 来源: 日期:2018/12/18 15:06:35 人气:0

液压机三相异步电动机采用全电压启动,控制电路简单,但当电动机容量较大,不允许采用直接启动时,应采用降压启动。有时为了减小或限制启动时对机械设备的冲击,即便是采用直接启动的电动机,也往往采用降压启动。

  当液压机三相异步电动机容量较大(10 kW)时,启动时会产生较大的启动电流,将引起电压的下降,因此必须采取降压启动的方法,限制启动电流。

  所谓降压启动是利用启动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行启动电动机启动运转后,再使电压恢复到额定值正常运行。由于电流随电压的降低而减小,限制了启动电流。不过,由于电动机的转矩与电压平方成正比,故电动机启动转矩也会降低。

因此,降压启动适用于空载或轻载下启动。

  液压机三相异步电动机降压启动方法有:定子串电阻或电抗器降压启动、自耦变压器降压启星形一三角形降压启动、延边三角形降压启动等。尽管方法各异,目的都是为了研究电启动电流减小供电线路因电动机启动引起的电压降。但当电动机转速上升到额定转速时将电动机定子绕组电压恢复到额定电压,电动机进入正常运行。下面讨论几种常用的降动控制电路。


(一)定子绕组串电阻降压启动的控制原理

  启动电阻一般采用由电阻丝绕制的板式电阻或铸铁电阻,它的阻值小,功率大,允许通过较大的电流。

  液压机三相异步电动机定子绕组串电阻启动,在启动时使绕组电压降低,从而减小启动电流。待电动机转速接近额定转速时,再将串接电阻短接,使电动机在额定电压下运行。这种启动方式由于不受电动机接线形式的限制,设备简单、经济,故获得广泛应用。对于作点动控制的电动机,也常用串电阻降压方式来限制电动机启动电流。


(二)液压机三相异步电动机定子绕组串电阻降压启动控制电路的工作原理

  如图1.3.15(a)为定子绕组串电阻降压启动的控制电路。该电路是利用时间继电制降压电阻的切除。时间继电器的延时时间按启动过程所需时间整定。当合上刀开关按下启动按钮SB2时,KMl立即通电吸合,使电动机在串接定子电阻的情况下启动,与学习情境一机床电气控制基本环节时,时间继电器KT通电开始计时,当达到时间继电器的整定时,其延时闭合的常开触点闭合,使KM2线圈通电,KM2的主触点闭合,将启动电阻短接,电动机在额定电压下进入稳定的正常转状态。由图可以看出,电路在启动结束后,KMl、KT线圈一直通电,这不仅消耗电能,而且减少电器的使用寿命,这是不必要的。

  在控制线路图上进行改进得到的控制方法是:在接触器KMl和时间继电器KT的线圈电路中串入KM2的常闭触点,KM2有常闭触点,这样当KM2线圈触点通电时,其常闭触点断开使KMl、KT线圈断电。

  (a)主电路;(b)改进前的控制电路;(c)改进后的控制电路

  定子所串电阻一般采用由电阻丝绕制的板式电阻或铸铁电阻,它的阻值小、功率大,允许通过较大的电流。由于启动电阻只在启动时应用,而启动时间又很短,所以实际选用的电阻功率可以为计算值的1/4~1/3。

  定子串电阻降压启动的方法虽然设备简单,但能量损耗较大。为了节省能量可采用电抗器代替电阻,但其成本较高,它的控制电路与电动机定子串电阻的控制电路相同。

  对于正常运行时定子绕组接成三角形的液压机三相异步电动机,可采用星形一三角形降压启动方法达到限制启动电流的目的。

  Y系列的异步电动机4 kW以上的均为三角形连接,都可采用星形一三角形降压启动的方法。


(一)星形三角形降压启动的控制原理

  在启动时,先将电动机的定子绕组接成星形,使电动机每相绕组承受的电压为电源电压,是额定电压的1/4,启动电流是三角形直接启动的1/3;当转速上升到接近额定时,再将定子绕组的接线方式改接成三角形,电动机就进入全电压正常运行状态。

(a)电动机定子绕组星接;(b)电动机定子绕组角接这样,在启动时,电动机绕组接成Y接,正常运行时再改成△接,达到了降压启动的目的.


(二)三接触器式星形一三角形降压启动控制电路的工作原理

  三接触器式星形一三角形降压启动的控制电路电动机的三相绕组,当KM3的常开触点闭合,KM2的常开触点断开时,相当于u2、V2、W2连接在一起,为星形连接;当KM3的常开触点断开,KM2的常开触点闭合时,相当于U与v2、V与W2、W与U2连接在一起,三相绕组头尾连接,为三角形连接。

  电路的工作原理分析:当合上电源开关QS以后,按下启动按钮SB2,接触器KMl线圈、KM3线圈以及通电延时型时间继电器KT线圈通,电动机接成星形启动,同时通过KMl的常开辅助触点自锁。时间继电器开始定时。当电动机接近于额定转速,即时间继电器KT延时时间已到,KT延时断开的常闭触点断开。切断KM3线圈电路,KM3断电释放,其主触点闭点、辅助点复位;同时,KT延时闭合的常开触点闭合,使KM2线圈通电自锁,主触点闭合,电动机连接成三角形运行。时间继电器KT线圈也因KM2常闭触点断开而失电,时间继电器的触点复位,为下一次启动作好准备。图中的KM2、KM3常闭触点是联锁控制,防止KM2、KM3线圈同时通电而造成电源短路。

  控制线路适用于电动机容量较大(一般为13 kW以上)的场合。当电动机的容量较/b(4~13 kW)时,通常采用两个接触器的星形一三角形降压启动控制线路。


(三)两接触器式星形一三角形降压启动控制电路的工作原理

  两接触器式星形一三角形降压启动控电线路如图1.3.19所示。

  电路的工作原理分析:当合上电源开关QS以后,按下启动按钮SB2,时间继电器KT和接两接触器式的星形一三角形降压启动控制电路。

(a)主电路;(b)控制电路

  触器KMl线圈通电,利用K1H1的辅助常开触点自锁,主触点接通主电路,时间继电器开始时,而KM2线圈因SB2常闭触点和KMl常闭触点的相继断开而始终不通电,KM2的常闭点闭合,电动机接成星形启动。当电动机的转速接近于额定转速,即时间继电器延时时间到,其延时打开的常闭触点断开,KMl线圈断电,电动机瞬时断电。KMl的常闭触点及KT延时常开触点闭合,接通KM2的线圈电路,KM2通电动作并自锁,主电路中的常闭辅助触断开,主触点闭合,电动机定子绕组连接成三角形。同时KM2的常开辅助触点闭合,再次通KMl线圈,KMl主触点闭合接通三相电源,电动机进入正常运转状态。

  由于本线路的主电路中所用KM2常闭触点为辅助触点,因此只适用于功率较小的电机。

  液压机三相异步电动机星形一三角形降压启动具有投资少、线路简单的优点。但是,在限制动电流的同时,启动转矩也为三角形直接启动时转矩的1/3。因此,它只适用于空载或轻载动的场合,并且适用于电动机正常运行时定子绕组为三角形接的异步电动机。

 


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