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Y-△（星三角）降壓啟動控制線路-接觸器應用接線圖

Y-△降壓啟動適用于正常工作時定子繞組作三角形連接的電動機。由于方法簡便且經(jīng)濟，所以使用較普遍，但啟動轉(zhuǎn)矩只有全壓啟動的三分之…，故只適用于空載或輕載啟動。

Y-△啟動器有OX3-13、Qx3—30、、Qx3—55、QX3—125型等。OX3后麗的數(shù)字系指額定電壓為380V時，啟動器可控制電動機的最大功率值(以kW計)。

OX3—13型Y-△自動啟動器的控制線路如圖11—11所示。

合上電源開關(guān)Qs后，按下啟動按鈕SB2，接觸器KM和KMl線圈同時獲電吸合，KM和KMl主觸頭閉合，電動機接成Y降壓啟動，與此同時，時間繼電器KT的線圈同時獲電。

星形——三角形降壓起動控制線路

　　星形——三角形（ Y —△）降壓起動是指電動機起動時，把定子繞組接成星形，以降低起動電壓，減小起動電流；待電動機起動后，再把定子繞組改接成三角形，使電動機全壓運行。 Y —△起動只能用于正常運行時為△形接法的電動機。

１．按鈕、接觸器控制 Y —△降壓起動控制線路

圖 2.19 （ a ）為按鈕、接觸器控制 Y —△降壓起動控制線路。線路的工作原理為：按下起動按鈕 SB1 ， KM1 、 KM2 得電吸合， KM1 自鎖，電動機星形起動，待電動機轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，按下 SB2 ， KM2 斷電、 KM3 得電并自鎖，電動機轉(zhuǎn)換成三角形全壓運行。

２．時間繼電器控制 Y —△降壓起動控制線路

圖 2.19 （ b ）為時間繼電器自動控制 Y —△降壓起動控制線路，電路的工作原理為：按下起動按鈕 SB1 ， KM1 、 KM2 得電吸合，電動機星形起動，同時 KT 也得電，經(jīng)延時后時間繼電器 KT 常閉觸頭打開，使得 KM2 斷電，常開觸頭閉合，使得 KM3 得電閉合并自鎖，電動機由星形切換成三角形正常運行。

圖1 定子串電阻降壓起動控制線路

圖1是定子串電阻降壓起動控制線路。電動機起動時在三相定子電路中串接電阻，使電動機定子繞組電壓降低，起動后再將電阻短路，電動機仍然在正常電壓下運行。這種起動方式由于不受電動機接線形式的限制，設(shè)備簡單，因而在中小型機床中也有應用。機床中也常用這種串接電阻的方法限制點動調(diào)整時的起動電流。

圖1（A）控制線路的工作過程如下：

串電阻起動的優(yōu)點是控制線路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，動作可靠，提高了功率因數(shù)，有利于保證電網(wǎng)質(zhì)量。但是控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，由于定子串電阻降壓起動，起動電流隨定子電壓成正比下降，而起動轉(zhuǎn)矩則按電壓下降比例的平方倍下降。同時，每次起動都要消耗大量的電能。因此，三相鼠籠式異步電動機采用電阻降壓的起動方法，僅適用于要求起動平穩(wěn)的中小容量電動機以及起動不頻繁的場合。大容量電動機多采用串電抗降壓起動。

鼠籠式異步電動機全壓啟動控制線路

在許多工礦企業(yè)中，鼠籠式異步電動機的數(shù)量占電力拖動設(shè)備總數(shù)的85%左右。在變壓器容量允許的情況下，鼠籠式異步電動機應該盡可能采用全電壓直接起動，既可以提高控制線路的可靠性，又可以減少電器的維修工作量。

電動機單向起動控制線路常用于只需要單方向運轉(zhuǎn)的小功率電動機的控制。例如小型通風機、水泵以及皮帶運輸機等機械設(shè)備。圖1是電動機單向起動控制線路的電氣原理圖。這是一種最常用、最簡單的控制線路，能實現(xiàn)對電動機的起動、停止的自動控制、遠距離控制、頻繁操作等。

圖2 單向運行電氣控制線路

在圖2中，主電路由隔離開關(guān)QS、熔斷器FU、接觸器KM的常開主觸點，熱繼電器FR的熱元件和電動機M組成?？刂齐娐酚善饎影粹oSB2、停止按鈕SB1、接觸器KM線圈和常開輔助觸點、熱繼電器FR的常閉觸頭構(gòu)成。

控制線路工作原理為：

1、起動電動機合上三相隔離開關(guān)QS，按起動按鈕SB2，按觸 器KM的吸引線圈得電，3對常開主觸點閉合，將電動機M接入電源，電動機開始起動。同時，與SB2并聯(lián)的KM的常開輔助觸點閉合，即使松手斷開SB2，吸引線圈KM通過其輔助觸點可以繼續(xù)保持通電，維持吸合狀態(tài)。凡是接觸器（或繼電器）利用自己的輔助觸點來保持其線圈帶電的，稱之為自鎖（自保）。這個觸點稱為自鎖（自保）觸點。由于KM的自鎖作用，當松開SB2后，電動機M仍能繼續(xù)起動，最后達到穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

2、停止電動機 按停止按鈕SB1控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，接觸器KM的線圈失電，其主觸點和輔助觸點均斷開，電動機脫離電源，停止運轉(zhuǎn)。這時即使松開停止按鈕，由于自鎖觸點斷開，接觸器KM線圈不會再通電，電動機不會自行起動。只有再次按下起動按鈕SB2時，電動機方能再次起動運轉(zhuǎn)。

也可以用下述方式描述：

串自耦變壓器降壓起動控制線路

在自耦變壓器降壓起動的控制線路中，限制電動機起動電流是依靠自耦變壓器的降壓作用來實現(xiàn)的。自耦變壓器的初級和電源相接，自耦變壓器的次級與電動機相聯(lián)。自耦變壓器的次級一般有3個抽頭，可得到3種數(shù)值不等的電壓。使用時，可根據(jù)起動電流和起動轉(zhuǎn)矩的要求靈活選擇。電動機起動時，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次電壓，一旦起動完畢，自耦變壓器便被切除，電動機直接接至電源，即得到自耦變壓器的一次電壓，電動機進入全電壓運行。通常稱這種自耦變壓器為起動補償器。這一線路的設(shè)計思想和串電阻起動線路基本相同，都是按時間原則來完成電動機起動過程的。

圖4  Y—△降壓起動控制線路

工作原理：

線路在KM2與KM3之間設(shè)有輔助觸點聯(lián)鎖，防止它們同時動作造成短路；此外，線路轉(zhuǎn)入三角接運行后，KM3的常閉觸點分斷，切除時間繼電器KT、接觸器KM2,避免KT、KM2線圈長時間運行而空耗電能，并延長其壽命。

三相鼠籠式異步電動機采用Y—△降壓起動的優(yōu)點在于：定子繞組星形接法時，起動電壓為直接采用三角形接法時的1/3，起動電流為三角形接法時的1/3，因而起動電流特性好，線路較簡單，投資少。其缺點是起動轉(zhuǎn)矩也相應下降為三角形接法的1/3，轉(zhuǎn)矩特性差。所以該線路適用于輕載或空載起動的場合。另外應注意，Y—△聯(lián)接時要注意其旋轉(zhuǎn)方向的一致性。

△—△降壓起動控制線路

線路設(shè)計思想:

如前所述，Y—△降壓起動有很多優(yōu)點，但美中不足的是起動轉(zhuǎn)矩太小。能否設(shè)計一種新的降壓起動方法，既具有星形接法起動電流小，又不需要專用起動設(shè)備，同時又具有三角形接法起動轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點，以期完成更為理想的起動過程呢？△—△降壓起動便能滿足這種要求。在起動時，將電動機定子繞組一部分接成星形，另一部分接成三角形。待起動結(jié)束后，再轉(zhuǎn)換成三角形接法，轉(zhuǎn)換過程仍按照時間原則來控制。從圖5中的繞組接線看，就是一個三角形3條邊的延長，故也稱延邊三角形。

圖5為電動機定子繞組抽頭連接方式。其中圖（a）是原始狀態(tài)。圖（b）為起動時接成延邊三角形的狀態(tài)。圖（c）為正常運行時狀態(tài)。這種電動機共有9個抽線頭控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，改變定子繞組抽頭比（即N1與N2之比），就能改變起動時定子繞組上電壓的大小，從而改變起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。但一般來說，電動機的抽頭比已經(jīng)固定，所以，僅在這些抽頭比的范圍內(nèi)作有限的變動。例如，通過相量計算可知，若線電壓為380V，當N1/N2=1/1時，相似于自耦變壓器的抽頭百分比71℅，則相電壓為264V；當N1/N2=1/2時，相似于自耦變壓器的抽頭百分比78℅，則相電壓為290V；當N1/N2=2/1時，相似于自耦變壓器的抽頭百分比66℅；Y—△接法，相似于自耦變壓器的抽頭百分比58℅。

定子繞組呈△—△接法的線路如圖6所示。

線路工作原理：

三相異步電動機的制動控制線路

某些生產(chǎn)機械，如車床等要求在工作時頻繁的起動與停止；有些工作機械，如起重機的吊勾需要準確定位，這些機械都要求電動機在斷電后迅速停轉(zhuǎn)，以提高生產(chǎn)效率和保護安全生產(chǎn)。

電動機斷電后，能使電動機在很短的時間內(nèi)就停轉(zhuǎn)的方法，稱作制動控制。制動控制的方法常用的有二類，即機械制動與電力制動，下面將這兩種制動方法介紹如下。

機械制動是利用機械裝置，使電動機迅速停轉(zhuǎn)的方法，經(jīng)常采用的機械制動設(shè)備是電磁抱閘，電閘抱閘的外形結(jié)構(gòu)如圖21801所示。

電磁抱閘主要由兩部分構(gòu)成：制動電磁鐵和閘瓦制動器。 制動電磁鐵由鐵芯和線圈組成；線圈有的采用三相電源，有的采用單相電源；閘瓦制動器包括：閘瓦，閘輪，杠桿和彈簧等。閘輪與電動機裝在同一根轉(zhuǎn)軸上. 制動強度可通過調(diào)整彈簧力來改變。

1.電磁抱閘制動控制線路之一

如圖21802所示,電磁抱閘制動控制線路的工作原理簡述如下:

接通電源開關(guān)QS后，按起動按鈕SB2，接觸器KM線圈獲電工作并自鎖。電磁抱閘YB線圈獲電，吸引銜鐵（動鐵芯），使動、靜鐵芯吸合，動鐵芯克服彈簧拉力，迫使制動杠桿向上移動，從而使制動器的閘瓦與閘輪分開，取消對電動機的制動；與此同時，電動機獲電起動至正常運轉(zhuǎn)。當需要停車時，按停止按鈕SB1，接觸器KM斷電釋放，電動機的電源被切斷的同時，電磁抱閘的線圈也失電， 銜鐵被釋放，在彈簧拉力的作用下，使閘瓦緊緊抱住閘輪，電動機被制動，迅速停止轉(zhuǎn)動。

電磁抱閘制動，在起重機械上被廣泛應用。當重物吊到一定高度， 如果線路突然發(fā)生故障或停電時，電動機斷電，電磁抱閘線圈也斷電， 閘瓦立即抱住閘輪使電動機迅速制動停轉(zhuǎn)，從而防止了重物突然落下而發(fā)生事故。

2.電磁抱閘制動控制線路之二

采用圖21802控制線路，有時會因制動電磁鐵的延時釋放，造成制動失靈。

造成制動電磁鐵延時的主要原因：制動電磁鐵線圈并接在電動機引出線上(參見圖2－71)。電動機電源切斷后，電動機不會立即停止轉(zhuǎn)動，它要因慣性而繼續(xù)轉(zhuǎn)動。由于轉(zhuǎn)子剩磁的存在，使電動機處于發(fā)電運行狀態(tài)，定子繞組的感應電勢加在電磁抱閘YB線圈上。所以當電動機主回路電源被切斷后，YB線圈不會立即斷電釋放，而是在YB線圈的供電電流小到不能使動、靜鐵芯維持吸合時，才開始釋放。

解決上述問題的簡單方法是；在線圈YB的供電回路中串入接觸器KM的常開觸頭。如果輔助常開觸頭容量不夠時， 可選用具有五個主觸頭的接觸器?；蛄硗庠黾右粋€接觸器，將后增加接觸器的線圈與原接觸器線圈并聯(lián)。將其主觸頭串入YB的線圈回路中。這樣可使電磁抱閘YB的線圈與電動機主回路同時斷電，消除了YB的延時釋放。

3.防止電磁抱閘延時的制動控制線路

如圖21803所示：

常用的電力制動有電源反接制動和能耗制動兩種。

電源反接制動是依靠改變電動機定子繞組的電源相序，而迫使電動機迅速停轉(zhuǎn)的一種方法。

1.單向運轉(zhuǎn)反接制動控制線路

如圖21804所示：

2.可逆起反接制動控制線路之一

如圖21805所示：

圖中KS—1和KS—2分別為速度繼電器正反兩個方向的兩副常開觸頭，當按下SB2時，電動機正轉(zhuǎn)，速度繼電器的常開觸頭KS—2閉合，為反接制動作準備，當按下SB3時，電動機反轉(zhuǎn)，速度繼電器KS—1閉合，為反接制動作準備。中間繼電器KA的作用是：為了防止當操作人員因工作需要而用手轉(zhuǎn)動工件和主軸時，電動機帶動速度繼電器KS也旋轉(zhuǎn)；當轉(zhuǎn)速達到一定值時，速度繼電器的常開觸頭閉合，電動機獲得反向電源而反向沖動，造成工傷事故。

圖21805控制線路的工作原理，簡述如下：

閉合電源開關(guān)QS后按SB2，接觸器KM1獲電閉合并通過其自鎖觸頭自鎖，電動機M正轉(zhuǎn)起動，當電動機轉(zhuǎn)速高于120轉(zhuǎn)/每分鐘 時，KS—2閉合，為反接制動作準備。

當需要正轉(zhuǎn)停止時，按SB1，接觸器KM1斷電釋放而中間繼電器KA獲電吸合并自鎖；KA的常開觸頭斷開，切斷KM2自鎖觸頭的供電回路，使其不能自鎖；KA的常開觸頭接通KM2的線圈回路，使KM2獲電吸合，此時反接制動開始，當電動機的轉(zhuǎn)速降至約100轉(zhuǎn)/每分鐘時，速度繼電器KS—2斷開，使 KM2斷電釋放，在中間繼電器自鎖回路中的常開觸頭KM2斷開，使中間繼電器KA也失電釋放。（反轉(zhuǎn)的起動及反接制動的工作原理與上述相似，不再贅述。）

可逆起動反接制動的控制線路之一的參考接線步驟如下：

(1)首先接好電源FU2及熱繼電器FR常閉觸頭，引出控制電源“1”與“2。

(2)將電源“1”接至三個線圈的一端。接觸器KM1與KM2的線圈空閑端分別接至對方的常閉觸頭；從KM1、KM2的兩個空常閉觸頭各引出一長一短兩根線，其中兩根短線接至對方的常開觸頭，兩根長線為兩個接觸器各自的線圈線，其中從KM2常閉引出的長線為“KM1的線圈線”，接至SB2左側(cè)常開接點；從KM2常閉引出的長線為“KM2的線圈線”，接至SB3左側(cè)常開接點。

(3) 將KM1、KM2剛接過線的常開觸頭的空接點，與KA的常閉觸頭用導線連接，并引出一根長線作為“KM1與KM2的共自鎖線”接到SB2（或SB3），右側(cè)常開接點；從KA常閉接點的空閑端點引出一根長線，接至SB1右側(cè)常閉接點；從KA 線圈的空接點引出兩短一長共三根線，短線分別接KM1、KM2未接過線的常開接點，長線作為“KA的線圈線”接至SB1左側(cè)常開接點，將剛接過線的KM1、KM2的兩個空常開接點與KA 的常開接點連接，將剛接過線的KA常開空觸頭與另一個KA常開觸頭連接，并從此點引出一長一短兩根導線，其中短線與電源“2”連接，長線作為“電源線”接至SB1右側(cè)常開（或左側(cè)常閉）接點上。

(4)從剛接過線的KA常開空接點引出一根長線接至速度繼電器KS 的兩個常開觸頭，將KS-1，KS-2的空接點與KM1、KM2的線圈線連接。此處注意KS-1與KM1線圈線連接，KS-2與KM2線圈線連接。如果KS與按鈕開關(guān)較近，則將KS 的引出線接至按鈕開關(guān)SB2、SB3的左側(cè)常開接點；如果KS與接觸器KM1、KM2較近，則將KS的引出線接至KM1、KM2的常開自鎖觸頭上（與常閉觸頭交叉相連的一端）。

(5)將SB1左側(cè)常閉與右側(cè)常開兩接點相連接；將SB2與SB3右側(cè)常開的兩接點相連接。

(6)檢查所有的接線，確認無錯漏后，送電試機。

3.可逆起動反接制動控制線路之二

如圖21806所示:

圖21813所示的控制線路適用于正常運行為三角形接法的電動機。在電動機三相定子繞組中每相串接一個整流二極管。電動機正常運行時，接觸器KM1、KM2都獲電吸合，KM2觸頭短接二極管。當需要停車時，按停止按鈕SB1，KM1和KM2均斷電釋放，二極管串入繞組工作。電動機轉(zhuǎn)子有剩磁，且在慣性作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子剩磁磁場切割定子繞組，產(chǎn)生定向的感應電流。定子感應電流與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生制動力矩，迫使電動機停轉(zhuǎn)。

圖21812及圖21813中，請讀者自補接線圖。這兩個圖非常簡單，也可以不畫接線圖，按照原理圖直接連接。

短接制動的優(yōu)點是簡單易行，無需特殊的控制設(shè)備。制動時，定子的感應電流比電動機空載起動時的電流要小。

短接制動的缺點是：制動作用不強，定位不準確，且僅適用于小容量的高速電動機。

電容制動是將工作著的異步電動機在切斷電源后，立即在定子繞組的端線上，接入電容器而實現(xiàn)制動的一種方法。

電容制動控制線路如圖21814所示：

三組電容器可以接成星形或三角形，與電動機定子出線端形成閉合回路。當運行的電動機斷開電源時，轉(zhuǎn)子內(nèi)的剩磁切割定子繞組產(chǎn)生感應電動勢，并向電容充電，其充電電流在定子繞組中形成勵磁電流，建立一個磁場，這個磁場與轉(zhuǎn)子剩磁相互作用，產(chǎn)生一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的制動力矩，使電動機迅速停轉(zhuǎn)，完成制動。

電容制動控制線路的工作原理如下：

起動過程，閉合電源開關(guān)QS并按下起動按鈕SB2，接觸器KM1獲電吸合并經(jīng)KM1-1常開觸頭自鎖，KM1-2常閉觸頭斷開，閉鎖了KM2；接觸器KM1的主觸頭閉合，電動機獲電運轉(zhuǎn)；KM1-3閉合使時間繼電器KT獲電吸合，KT的延時斷開常開觸頭瞬間閉合，為KM2獲電作準備。需要停車時，按下停止按鈕SB1使接觸器KM1斷電釋放，KM1主觸頭、常開觸頭KM1-1 KM1-3、常閉觸頭KM1-2、均恢復至原始狀態(tài)。其中KM1-2聯(lián)鎖觸頭恢復閉合時，接觸器KM2獲電吸合，KM2主觸頭閉合，將三相制動電容器及電阻R1、R2接入定子繞組，電動機被制動，直至停轉(zhuǎn)；同時，KM1-3的斷開使時間繼電器KT失電釋放，其延時斷開常開觸頭延時至電動機停止后，自動斷開，切斷接觸器KM2線圈回路，使接觸器KM2失電釋放。至此，全部電器均恢復至原始狀態(tài)。

控制線路中的電阻R1是調(diào)節(jié)電阻，用以調(diào)節(jié)制動力矩的大小，電阻R2為放電電阻。對于380伏、50赫茲的鼠籠式異步電動機，根據(jù)經(jīng)驗，每千瓦每相大約需150微法的制動電容，電容的工作電壓應不小于電動機的額定電壓。

電容制動的方法對高速、低速運轉(zhuǎn)的電動機均能迅速制動，能量損耗小，設(shè)備簡單，一般用于10千瓦以下的小容量電動機，并且可用于制動較頻繁的場所。

發(fā)電制動又稱為再生制動或回饋制動。在電動機工作過程中，由于外力的作用，如起重機在高處下降重物時，可使電動機的旋轉(zhuǎn)速度n2超過定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1。現(xiàn)假定旋轉(zhuǎn)磁場不動，則轉(zhuǎn)子導體將以n2減n1的轉(zhuǎn)速切割磁力線，使電動機轉(zhuǎn)變成發(fā)電機運行。將重物的位能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伣o電網(wǎng)，所以這種制動方法稱為發(fā)電制動。

發(fā)電制動的經(jīng)濟效益好，可將負載的機械能量變換成電能反送到電網(wǎng)上，發(fā)電制動的不足之處是應用范圍窄，僅當電動機實際轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時才能實現(xiàn)制動。發(fā)電制動常用于起重機械和多速異步電動機。如使電動機轉(zhuǎn)速由二級變?yōu)樗募墪r，定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速由每分鐘3000轉(zhuǎn)，變?yōu)槊糠昼?500轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)子由于慣性，仍以原來的大約每分鐘2900轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，此時 n 大于 n1 ，電動機產(chǎn)生發(fā)電制動作用。

有關(guān)電動機的制動，我們已介紹了兩大類，十多種控制線路。讀者在今后的實際工作中，應根據(jù)工作現(xiàn)場的實際情況以及經(jīng)濟條件等因素，靈活地選用這些制動控制線路。