三相异步电动机启动控制原理及接线图.docx

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三相异步电动机启动控制原理及接线图

作者：

败转头

作品编号44122544：

GL568877444633106633215458

时间：

2020.12.13

三相异步电动机启动控制原理图

1.三相异步电动机的点动控制

点动正转控制线路是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路。

所谓点动控制是指：

按下按钮，电动机就得电运转；松开按钮，电动机就失电停转。

典型的三相异步电动机的点动控制电气原理图如图3-1（a）所示。

点动正转控制线路是由转换开关QS、熔断器FU、启动按钮SB、接触器KM及电动机M组成。

其中以转换开关QS作电源隔离开关，熔断器FU作短路保护，按钮SB控制接触器KM的线圈得电、失电，接触器KM的主触头控制电动机M的启动与停止。

点动控制原理：

当电动机需要点动时，先合上转换开关QS，此时电动机M尚未接通电源。

按下启动按钮SB，接触器KM的线圈得电，带动接触器KM的三对主触头闭合，电动机M便接通电源启动运转。

当电动机需要停转时，只要松开启动按钮SB，使接触器KM的线圈失电，带动接触器KM的三对主触头恢复断开，电动机M失电停转。

在生产实际应用中，电动机的点动控制电路使用非常广泛，把启动按钮SB换成压力接点、限位节点、水位接点等，就可以实现各种各样的自动控制电路，控制小型电动机的自动运行。

2.三相异步电动机的自锁控制

三相异步电动机的自锁控制线路如图3-2所示，和点动控制的主电路大致相同，但在控制电路中又串接了一个停止按钮SB1，在启动按钮SB2的两端并接了接触器KM的一对常开辅助触头。

接触器自锁正转控制线路不但能使电动机连续运转，而且还有一个重要的特点，就是具有欠压和失压保护作用。

它主要由按钮开关SB（起停电动机使用）、交流接触器KM（用做接通和切断电动机的电源以及失压和欠压保护等）、热继电器（用做电动机的过载保护）等组成。

欠压保护：

“欠压”是指线路电压低于电动机应加的额定电压。

“欠压保护”是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源电压停转，避免电动机在欠压下运行的一种保护。

因为当线路电压下降时，电动机的转矩随之减小，电动机的转速也随之降低，从而使电动机的工作电流增大，影响电动机的正常运行，电压下降严重时还会引起“堵转”（即

电动机接通电源但不转动）的现象，以致损坏电动机。

采用接触器自锁正转控制线路就可避免电动机欠压运行，这是因为当线路电压下降到一定值（一般指低于额定电压85%以下）时，

接触器线圈两端的电压也同样下降到一定值，从而使接触器线圈磁通减弱，产生的电磁吸力减小。

当电磁吸力减小到小于反作用弹簧的拉力时，动铁心被迫释放，带动主触头、自锁触头同时断开，自动切断主电路和控制电路，电动机失电停转，达到欠压保护的目的。

失压保护：

失压保护是指电动机在正常运行中，由于外界某中原因引起突然断电时，能自动切断电动机电源。

当重新供电时，保证电动机不能自行启动，避免造成设备和人身伤亡事故。

采用接触器自锁控制线路，由于接触器自锁触头和主触头在电源断电时已经断开，使控制电路和主电路都不能接通。

所以在电源恢复供电时，电动机就不能自行启动运转，保证了人身和设备的安全。

控制原理：

当按下启动按钮SB2后，电源U1相通过热继电器FR动断接点、停止按钮SB1的动断接点、启动按钮SB2动合接点及交流接触器KM的线圈接通电源V1相，使交流接触器线圈带电而动作，其主触头闭合使电动机转动。

同时，交流接触器KM的常开辅助触头短接了启动按钮SB2的动合接点，保持交流接触器线圈始终处于带电状态，这就是所谓的自锁（自保）。

与启动按钮SB2并联起自锁作用的常开辅助触头称为自锁触头（或自保触头）。

3.三相异步电动机的正反转控制

三相异步电动机接触器联锁的正反转控制的电气原理图如图3-4所示。

线路中采用了两个接触器，即正转用的接触器KM1和反转用的接触器KM2，它们分别由正转按钮SB2和反转按钮SB3控制。

这两个接触器的主触头所接通的电源相序不同，KM1按L1—L2—L3相序接线，KM2则对调了两相的相序。

控制电路有两条，一条由按钮SB2和KM1线圈等组成的正转控制电路；另一条由按钮SB3和KM2线圈等组成的反转控制电路。

控制原理：

当按下正转启动按钮SB2后，电源相通过热继电器FR的动断接点、停止按钮SB1的动断接点、正转启动按钮SB2的动合接点、反转交流接触器KM2的常闭辅助触头、正转交流接触器线圈KM1，使正转接触器KM1带电而动作，其主触头闭合使电动机正向转动运行，并通过接触器KM1的常开辅助触头自保持运行。

反转启动过程与上面相似，只是接触器KM2动作后，调换了两根电源线U、W相（即改变电源相序），从而达到反转目的。

互锁原理：

接触器KM1和KM2的主触头决不允许同时闭合，否则造成两相电源短路事故。

为了保证一个接触器得电动作时，另一个接触器不能得电动作，以避免电源的相间短路，就在正转控制电路中串接了反转接触器KM2的常闭辅助触头，而在反转控制电路中串接了正转接触器KM1的常闭辅助触头。

当接触器KM1得电动作时，串在反转控制电路中的KM1的常闭触头分断，切断了反转控制电路，保证了KM1主触头闭合时，KM2的主触头不能闭合。

同样，当接触器KM2得电动作时，KM2的常闭触头分断，切断了正转控制电路，可靠地避免了两相电源短路事故的发生。

这种在一个接触器得电动作时，通过其常闭辅助触头使另一个接触器不能得电动作的作用叫联锁（或互锁）。

实现联锁作用的常闭触头称为联锁触头（或互锁触头）。

4、三相异步电动机的Y—Δ起动控制

（1）Y—Δ起动自动控制

图3-5三相异步电动机Y—Δ降压启动控制线路图

三相异步电动机的Y—Δ起动自动控制如图3-5所示。

主要元器件介绍：

a.起动按钮（SB2）。

手动按钮开关，可控制电动机的起动运行。

b.停止按钮（SB1）。

手动按钮开关，可控制电动机的停止运行。

c.主交流接触器（KM1）。

电动机主运行回路用接触器，起动时通过电动机起动电流，运行时通过正常运行的线电流。

d.Y形连接的交流接触器（KM3）。

用于电动机起动时作Y形连接的交流接触器，起动时通过Y形连接降压起动的线电流，起动结束后停止工作。

e.Δ形连接的交流接触器（KM2）。

用于电动机起动结束后恢复Δ形连接作正常运行的接触器，通过绕组正常运行的相电流。

f.时间继电器（KT）。

控制Y—Δ变换起动的起动过程时间（电机起动时间），即电动机从起动开始到额定转速及运行正常后所需的时间。

g.热继电器（或电机保护器FR）。

热继电器主要设置有三相电动机的过负荷保护；电机保护器主要设置有三相电动机的过负荷保护、断相保护、短路保护和平横保护等。

控制原理：

三相异步电动机Y—Δ转换启动的控制原理大致如下：

a.按下启动按钮SB2后，电源通过热继电器FR的动断接点、停止按钮SB1的动断接点、Δ形连接交流接触器KM2常闭辅助触头，接通时间继电器KT的线圈使其动作并延时开始。

此时时间继电器KT虽已动作，接点应断开，但其延时接点是瞬间闭合延时断开的（延时结束后断开），同时通过此KT延时接点去接通Y形连接的交流接触器KM3的线圈回路，则交流接触器KM3带电动作，其主触头去接通三相绕组，使电动机处于Y形连接的运行状态；KM3辅助常开触头闭合去接通主交流接触器KM1的线圈。

b.主交流接触器KM1带电启动后，其辅助触头进行自保持功能（自锁功能）；而KM1的主触头闭合去接通三相交流电源，此时电动机启动过程开始。

c.当时间继电器KT延时断开接点（动断接点）KT的时间达到（或延时到）电动机启动过程结束时间后，时间继电器KT接点随即断开。

d.时间继电器KT接点断开后，则交流接触器KM3失电。

KM3主触头切断电动机绕组的Y形连接回路；同时接触器KM3的常闭辅助触头闭合，去接通Δ形连接交流接触器KM2的线圈电源。

e.当交流接触器KM2动作后，其主触头闭合，使电动机正常运行于Δ形连接状态；而KM2的常闭辅助触头断开使时间继电器KT线圈失电，并对交流接触器KM3联锁。

电动机处于正常运行状态。

f.启动过程结束后，电动机按Δ形连接正常运行。

（2）Y—Δ起动手动控制

图3-6三相异步电动机Y—Δ降压启动接线图

Y—Δ起动手动控制接线如图3-6所示。

图中手动控制开关SA有两个位置，分别是电动机定子绕组星形和三角形连接。

线路动作原理为：

起动时，将开关SA置于“起动”位置，电动机定子绕组被接成星形降压起动，当电动机转速上升到一定值后，再将开关SA置于“运行”位置，使电动机定子绕组接成三角形，电动机全压运行。

5.三相异步电动机的自偶降压起动

（1）电动机自耦降压启动（自动控制接线图）

图3-7电动机自耦降压起动接线图

   图3-7是交流电动机自耦降压启动自动切换控制接线图，自动切换靠时间继电器完成，用时间继电器切换能可靠地完成由启动到运行的转换过程，不会造成启动时间的长短不一的情况，也不会因启动时间长造成烧毁自耦变压器事故

   控制过程如下：

   a、合上空气开关QF接通三相电源。

   b、按启动按钮SB2交流接触器KM1线圈通电吸合并自锁，其主触头闭合，将自耦变压器线圈接成星形，与此同时由于KM1辅助常开触点闭合，使得接触器KM2线圈通电吸合，KM2的主触头闭合由自耦变压器的低压低压抽头（例如65％）将三相电压的65％接入电动。

   c、KM1辅助常开触点闭合，使时间继电器KT线圈通电，并按已整定好的时间开始计时，当时间到达后，KT的延时常开触点闭合，使中间继电器KA线圈通电吸合并自锁。

   d、由于KA线圈通电，其常闭触点断开使KM1线圈断电，KM1常开触点全部释放，主触头断开，使自耦变压器线圈封星端打开；同时KM2线圈断电，其主触头断开，切断自耦变压器电源。

KA的常闭触点闭合，通过KM1已经复位的常闭触点，使KM3线圈得电吸合，KM3主触头接通电动机在全压下运行。

   e、KM1的常开触点断开也使时间继电器KT线圈断电，其延时闭合触点释放，也保证了在电动机启动任务完成后，使时间继电器KT可处于断电状态。

   f、欲停车时，可按SB1则控制回路全部断电，电动机切除电源而停转。

g、电动机的过载保护由热继电器FR完成。

（2）电动机自耦降压启动（手动控制接线）

图3-8电动机自耦降压起动接线图

自耦变压器降压起动手动控制接线如图3—8所示，图中操作手柄有三个位置：

“停止”、“起动”和“运行”。

操作机构中设有机械连锁机构，它使得操作手柄未经“起动”位置就不可能扳到“运行”位置，保证了电动机必须先经过起动阶段以后才能投入运行。

动作原理为：

当操作手柄置于“停止”位置时，所有的动、静触点都断开，电动机定子绕组断电，停止转动。

当操作手柄向上推至“起动”位置时，起动触点和中性触点同时闭合，电流经起动触点流入自耦变压器，再由自耦变压器的65%（或85%）抽头处输出到电动机的定子绕组，使定子绕组降压起动。

随着起动的进行，当转子转速升高到接近额定转速附近时，可将操作手柄扳到“运行”位置，此时起动工作结束，电动机定子绕组得到电网额定电压，电动机全压运行。

停止时须按下SB按钮，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触点断开，切断电源。

同时也使手柄自动跳回到“停止”位置，为下一次起动作准备。

自耦变压器备有65%和85%两挡电压抽头，出厂时接在65%抽头上，可根据电动机的负载情况选择不同的起动电压。

自耦变压器只在起动过程中短时工作，在起动完毕后应从电源中切除。

6.三相绕线式异步电动机转子串电阻起动

三相绕线式电动机转子串电阻启动接线如图3—9所示。

3—9三相绕线式电动机转子串电阻启动接线图

主要元器件介绍

一次部分从上到下依次

a、L1.L2.L3,电源;

b、Q,隔离开关，一般按电机额定电流的1.5—2倍选择;

c、FU1，主保险，般按电机额定电流的1.