三相異步電機(jī)Y-△換接起動自動控制及單向能耗制動控制

1、專業(yè)： 姓名： 學(xué)號： 日期： 地點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 電器原理與應(yīng)用 指導(dǎo)老師： 成績：_實(shí)驗(yàn)名稱： 三相異步電機(jī)Y換接起動控制 實(shí)驗(yàn)類型：_同組學(xué)生姓名：_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解時(shí)間繼電器的使用方法及在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；2.熟悉異步電動機(jī)Y降壓起動控制的運(yùn)行情況和操作方法；3學(xué)會設(shè)計(jì)常用繼電接觸控制方法。二、原理說明按時(shí)間原則控制電路的特點(diǎn)是各個(gè)動作之間有一定的時(shí)間間隔，使用的元件主要是時(shí)間繼電器。時(shí)間繼電器是一種延時(shí)動作的繼電器，它從接受信號（如線圈帶電）到執(zhí)行動作（如觸點(diǎn)動作）具有一定的時(shí)間間隔。此時(shí)間間隔可按需要預(yù)先整定，以協(xié)調(diào)和控制生產(chǎn)機(jī)械的各種動作。時(shí)間繼電器的種類通常有電磁式

2、、電動式、空氣式和電子式等。其基本功能可分為兩類，即通電延時(shí)式和斷電延時(shí)式，有的還帶有瞬時(shí)動作式的觸頭。時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間通?？稍?.4s80s范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名 稱數(shù)量1三相交流電源12三相鼠籠式異步電動機(jī)（D21）13交流接觸器24時(shí)間繼電器15按鈕16熱繼電器17萬用電表18切換開關(guān)1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.三相異步電機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)控制按圖1接線，實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：圖1 三相異步電機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)控制線路 (1) 開啟控制屏電源總開關(guān)；(2) 設(shè)置好時(shí)間繼電器計(jì)數(shù)值，按下正向起動按鈕SB1，觀察并記錄電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和接觸器的運(yùn)行情況； (3) 等待時(shí)間到，觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)向，各觸電點(diǎn)的吸

3、合情況； (4) 按停止按鈕SB3，觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和接觸器運(yùn)行情況； (5) 實(shí)驗(yàn)完畢，按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 按下啟動按鈕SB1，接觸器KM1動作，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，定時(shí)繼電器開始計(jì)時(shí)；5s（設(shè)定時(shí)間）后，接觸器KM1斷電，KM2通電動作，電動機(jī)有正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為反轉(zhuǎn)。按停止按鈕SB3電動機(jī)自由停車，各個(gè)觸點(diǎn)復(fù)位。2. 設(shè)計(jì)時(shí)間繼電器控制鼠籠式電動機(jī)Y降壓自動換接起動的控制線路具體要求如下： （1）實(shí)驗(yàn)用時(shí)間繼電器為通電延時(shí)式時(shí)間繼電器，所設(shè)計(jì)的控制線路若能先使KM1和KM2得電閉合，后經(jīng)一定時(shí)間的延時(shí)，使KM2失電斷開，而后使KM3得電閉合，則電動機(jī)就能實(shí)現(xiàn)降壓起動后自動轉(zhuǎn)換

4、到正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)。 (2)接觸器KM3與KM2通過動斷觸頭實(shí)現(xiàn)電氣互鎖，保證KM3與KM2不會同時(shí)得電，以防止三相電源的短路事故發(fā)生。 (3)保證在按下按鈕后，使KM2先得電，依靠時(shí)間繼電器KT延時(shí)動合觸頭和延時(shí)動斷作用，再保證KM2先斷，而后再自動接通KM3，避免換接時(shí)電源可能發(fā)生的短路事故。 (4)線路正常運(yùn)行（接）時(shí)，接觸器KM2及時(shí)間繼電器KT均處斷電狀態(tài)。圖2 實(shí)驗(yàn)控制線路圖(1) 啟動控制屏，合上Q1，接通220V交流電源。 (2) 按起動按鈕SB2，觀察電動機(jī)的整個(gè)起動過程及各繼電器的動作情況。電動機(jī)作Y接法起動，注意觀察起動時(shí)，電流表最大讀數(shù)IY起動= 0.086 A。電機(jī)為接法

5、正常運(yùn)行，注意觀察運(yùn)行時(shí)，電流表電流為I運(yùn)行= 0.335 A。 (3) 按停止按鈕SB1，觀察電機(jī)及各繼電器的動作情況。 (4) 調(diào)整時(shí)間繼電器的整定時(shí)間，觀察接觸器KM2、KM3的動作時(shí)間是否相應(yīng)地改變。 (5) 實(shí)驗(yàn)完畢，按控制屏停止按鈕，切斷實(shí)驗(yàn)線路電源。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 按SB2后，電機(jī)Y形啟動，定時(shí)時(shí)間到后轉(zhuǎn)換到運(yùn)行方式。比較IY起動和I運(yùn)行可知，Y形啟動可以降低啟動電流，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)電機(jī)的目的。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1. 注意安全，嚴(yán)禁帶電操作。 2. 只有在斷電的情況下，方可用萬用電表檔來檢查線路的接線正確與否。六、思考題 1. 采用Y降壓起動對鼠籠電動機(jī)有何要求及適用的場合。試分析Y

6、降壓起動的優(yōu)缺點(diǎn)。 Y-降壓啟動器適用何種電動機(jī)；僅適用于運(yùn)行380V的三相鼠籠式電動機(jī)作空載或輕載啟動。采用降壓啟動器目的；降低啟動電流，減少電網(wǎng)電壓的波動。因?yàn)殡妱訖C(jī)直接啟動時(shí)起動電流可達(dá)額定電流的47倍。Y-降壓啟動器的特點(diǎn)；起動電壓是原電壓的1/3倍，起動電流是原起動電流的1/3，起動力矩是原力矩的1/3。所以僅適用于電動機(jī)作空載或輕載啟動。 2. 控制回路中的一對互鎖觸頭有何作用？若取消這對觸頭對Y降壓換接起動有何影響，可能會出現(xiàn)什么后果？互鎖觸頭具有保護(hù)主線路短路故障的作用；若是在星三角轉(zhuǎn)換時(shí)，另一個(gè)觸頭誤動作，則主電路電機(jī)被短路，產(chǎn)生很大的短路電流，對系統(tǒng)造成巨大危害。4.降壓起

7、動自動控制線路與手動控制線路相比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？自動控制線路相對于手動控制線路操作上更加簡單，由于避免了人為地對主線路直接操作，增加了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)四 三相異步電機(jī)單向能耗制動控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解三相鼠籠式異步電動機(jī)能耗制動原理。 2增強(qiáng)實(shí)際連接控制電路的能力和操作能力。二、原理說明 1三相鼠籠電動機(jī)實(shí)現(xiàn)能耗制動的方法是：在三相定子繞組斷開三相交流電源后，在兩相定子繞組中通入直流電，以建立一個(gè)恒定的磁場，轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)動切割這個(gè)恒定磁場而感應(yīng)電流，此電流與恒定磁場作用，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩使電動機(jī)迅速停車。 2在自動控制系統(tǒng)中，通常采用時(shí)間繼電器按時(shí)間原則進(jìn)行制動過程的控制?？筛?/p>

8、據(jù)所需的制動停車時(shí)間來調(diào)整時(shí)間繼電器的延時(shí)，以使電動機(jī)剛一制動停車，就使接觸器釋放，切斷直流電源。3. 能耗制動過程的強(qiáng)弱與進(jìn)程，與通入直流電流大小和電動機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，在同樣的轉(zhuǎn)速下，電流越大，制動作用就越強(qiáng)烈，一般直流電流取為空載電流的35倍為宜。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名 稱數(shù)量1三相交流電源12三相鼠籠式異步電動機(jī)（D21）13交流接觸器24時(shí)間繼電器15變壓器16整流橋堆17制動電阻38按鈕29萬用電表1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1鼠籠機(jī)接成接法，實(shí)驗(yàn)線路電源接三相電壓輸出端(U、V、W)。初步整定時(shí)間繼電器的延時(shí)，可先設(shè)置得大一些(約510秒)。本實(shí)驗(yàn)中，能耗制動電阻RT為100。2按圖3接線，并用萬用電

9、表檢查線路連接是否正確。3自由停車操作 先斷開整流電源（如拔去接在V相上的整流電源線），按SB1，使電動機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn)，待電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，按SB2，用秒表記錄電動機(jī)自由停車時(shí)間。 4制動停車操作 接上整流電源（即接通V相的整流電源線）。 a按SB1，使電動機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn)，待運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，按SB2，觀察并記錄電動機(jī)從按下SB2起至電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的能耗制動時(shí)間tZ及時(shí)間繼電器延時(shí)釋放時(shí)間tF，一般應(yīng)使tF tZ。 b重新整定時(shí)間繼電器的延時(shí)，以使tF=tZ，即電動機(jī)一旦停轉(zhuǎn)便自動切斷直流電源。圖3 三相異步電機(jī)單向能耗制動控制線路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：自由停車時(shí)間約為8s；制動停車時(shí)間約為1s；可見當(dāng)電機(jī)采用制動停車

10、時(shí)能夠有效快速地從額定轉(zhuǎn)速停車，提高了電機(jī)控制性能。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 接好線路必須經(jīng)過嚴(yán)格檢查，絕不允許同時(shí)接通交流和直流兩組電源，即不允許KM1、KM2同時(shí)得電。六、思考題 電機(jī)制動停車需在兩相定子繞組通入直流電，若通入單相交流電，能否起到制動作用，為什么？答：通入直流電可以建立穩(wěn)定的磁場，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動切割此磁力線就能感應(yīng)電勢，產(chǎn)生電流，產(chǎn)生制動力矩；要是通入交流電，產(chǎn)生的是交變磁場，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)切割此磁力線產(chǎn)生的是交變電勢和交變電流，它就不能產(chǎn)生穩(wěn)定的制動電流，也就不能起到制動作用。七、實(shí)驗(yàn)心得本次實(shí)驗(yàn)采用電動機(jī)Y-啟動控制電路的目的是，首先所選的電動機(jī)接線類型可以是Y或連接，考慮到電動機(jī)瞬時(shí)起動電流大，對電網(wǎng)、電路造成較大影響嚴(yán)重的威脅到人生安全所以電動機(jī)通過Y-啟動控制電路方法來達(dá)到限制啟動電流的目的。本次鼠籠式異步電動機(jī)Y-啟動控制電路實(shí)現(xiàn)自動切換的時(shí)間為五秒，前五秒鐘交流接觸器KM、KMy吸合，電動機(jī)處于Y形運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。Y形接法的電動機(jī)每相繞組電壓是接法的電動機(jī)每相繞組的電壓的根號1/3，Y接法時(shí)供電線路的電流是接法直接啟動時(shí)的1/3，其啟動轉(zhuǎn)矩也是接法直接啟動時(shí)的1/3。因此，只能用在電動機(jī)輕載或空載啟動。五秒之后電動機(jī)自