電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制過程詳解

1、三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制原理圖1、 三相異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制 點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制線路是用按鈕、接觸器來控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的最簡單的正轉(zhuǎn)控制線路。所謂點(diǎn)動(dòng)控制是指：按下按鈕，電動(dòng)機(jī)就得電運(yùn)轉(zhuǎn)；松開按鈕，電動(dòng)機(jī)就失電停轉(zhuǎn)。典型的三相異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制電氣原理圖如圖3-1(a)所示。點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制線路是由轉(zhuǎn)換開關(guān)QS、熔斷器FU、啟動(dòng)按鈕SB、接觸器KM及電動(dòng)機(jī)M組成。其中以轉(zhuǎn)換開關(guān)QS作電源隔離開關(guān)，熔斷器FU作短路保護(hù)，按鈕SB控制接觸器KM的線圈得電、失電，接觸器KM的主觸頭控制電動(dòng)機(jī)M的啟動(dòng)與停止。 點(diǎn)動(dòng)控制原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要點(diǎn)動(dòng)時(shí)，先合上轉(zhuǎn)換開關(guān)QS，此時(shí)電動(dòng)機(jī)M尚未接通電源。按下啟動(dòng)按鈕SB，接觸器

2、KM的線圈得電，帶動(dòng)接觸器KM的三對(duì)主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)M便接通電源啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要停轉(zhuǎn)時(shí)，只要松開啟動(dòng)按鈕SB，使接觸器KM的線圈失電，帶動(dòng)接觸器KM的三對(duì)主觸頭恢復(fù)斷開，電動(dòng)機(jī)M失電停轉(zhuǎn)。在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制電路使用非常廣泛，把啟動(dòng)按鈕SB換成壓力接點(diǎn)、限位節(jié)點(diǎn)、水位接點(diǎn)等，就可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的自動(dòng)控制電路，控制小型電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的自鎖控制三相異步電動(dòng)機(jī)的自鎖控制線路如圖3-2所示，和點(diǎn)動(dòng)控制的主電路大致相同，但在控制電路中又串接了一個(gè)停止按鈕SB1，在啟動(dòng)按鈕SB2的兩端并接了接觸器KM的一對(duì)常開輔助觸頭。接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路不但能使電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)

3、轉(zhuǎn)，而且還有一個(gè)重要的特點(diǎn)，就是具有欠壓和失壓保護(hù)作用。它主要由按鈕開關(guān)SB（起停電動(dòng)機(jī)使用）、交流接觸器KM（用做接通和切斷電動(dòng)機(jī)的電源以及失壓和欠壓保護(hù)等）、熱繼電器（用做電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)）等組成。欠壓保護(hù)：“欠壓”是指線路電壓低于電動(dòng)機(jī)應(yīng)加的額定電壓?！扒穳罕Ｗo(hù)”是指當(dāng)線路電壓下降到某一數(shù)值時(shí)，電動(dòng)機(jī)能自動(dòng)脫離電源電壓停轉(zhuǎn)，避免電動(dòng)機(jī)在欠壓下運(yùn)行的一種保護(hù)。因?yàn)楫?dāng)線路電壓下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨之減小，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也隨之降低，從而使電動(dòng)機(jī)的工作電流增大，影響電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，電壓下降嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起“堵轉(zhuǎn)”（即電動(dòng)機(jī)接通電源但不轉(zhuǎn)動(dòng)）的現(xiàn)象，以致?lián)p壞電動(dòng)機(jī)。采用接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路就可避免

4、電動(dòng)機(jī)欠壓運(yùn)行，這是因?yàn)楫?dāng)線路電壓下降到一定值（一般指低于額定電壓85%以下）時(shí)，接觸器線圈兩端的電壓也同樣下降到一定值，從而使接觸器線圈磁通減弱，產(chǎn)生的電磁吸力減小。當(dāng)電磁吸力減小到小于反作用彈簧的拉力時(shí)，動(dòng)鐵心被迫釋放，帶動(dòng)主觸頭、自鎖觸頭同時(shí)斷開，自動(dòng)切斷主電路和控制電路，電動(dòng)機(jī)失電停轉(zhuǎn)，達(dá)到欠壓保護(hù)的目的。失壓保護(hù)：失壓保護(hù)是指電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行中，由于外界某中原因引起突然斷電時(shí)，能自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)電源。當(dāng)重新供電時(shí)，保證電動(dòng)機(jī)不能自行啟動(dòng)，避免造成設(shè)備和人身傷亡事故。采用接觸器自鎖控制線路，由于接觸器自鎖觸頭和主觸頭在電源斷電時(shí)已經(jīng)斷開，使控制電路和主電路都不能接通。所以在電源恢復(fù)供電時(shí)

5、，電動(dòng)機(jī)就不能自行啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，保證了人身和設(shè)備的安全?？刂圃恚寒?dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB2后，電源U1相通過熱繼電器FR動(dòng)斷接點(diǎn)、停止按鈕SB1的動(dòng)斷接點(diǎn)、啟動(dòng)按鈕SB2動(dòng)合接點(diǎn)及交流接觸器KM的線圈接通電源V1相，使交流接觸器線圈帶電而動(dòng)作，其主觸頭閉合使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，交流接觸器KM的常開輔助觸頭短接了啟動(dòng)按鈕SB2的動(dòng)合接點(diǎn)，保持交流接觸器線圈始終處于帶電狀態(tài)，這就是所謂的自鎖（自保）。與啟動(dòng)按鈕SB2并聯(lián)起自鎖作用的常開輔助觸頭稱為自鎖觸頭（或自保觸頭）。3.三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 三相異步電動(dòng)機(jī)接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制的電氣原理圖如圖3-4所示。線路中采用了兩個(gè)接觸器，即正轉(zhuǎn)用

6、的接觸器KM1和反轉(zhuǎn)用的接觸器KM2，它們分別由正轉(zhuǎn)按鈕SB2和反轉(zhuǎn)按鈕SB3控制。這兩個(gè)接觸器的主觸頭所接通的電源相序不同，KM1按L1L2L3相序接線，KM2則對(duì)調(diào)了兩相的相序?？刂齐娐酚袃蓷l，一條由按鈕SB2和KM1線圈等組成的正轉(zhuǎn)控制電路；另一條由按鈕SB3和KM2線圈等組成的反轉(zhuǎn)控制電路?？刂圃恚寒?dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2后，電源相通過熱繼電器FR的動(dòng)斷接點(diǎn)、停止按鈕SB1的動(dòng)斷接點(diǎn)、正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2的動(dòng)合接點(diǎn)、反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2的常閉輔助觸頭、正轉(zhuǎn)交流接觸器線圈KM1，使正轉(zhuǎn)接觸器KM1帶電而動(dòng)作，其主觸頭閉合使電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行，并通過接觸器KM1的常開輔助觸頭自保持運(yùn)行。反

7、轉(zhuǎn)啟動(dòng)過程與上面相似，只是接觸器KM2動(dòng)作后，調(diào)換了兩根電源線U、W相（即改變電源相序），從而達(dá)到反轉(zhuǎn)目的?；ユi原理：接觸器KM1和KM2的主觸頭決不允許同時(shí)閉合，否則造成兩相電源短路事故。為了保證一個(gè)接觸器得電動(dòng)作時(shí)，另一個(gè)接觸器不能得電動(dòng)作，以避免電源的相間短路，就在正轉(zhuǎn)控制電路中串接了反轉(zhuǎn)接觸器KM2的常閉輔助觸頭，而在反轉(zhuǎn)控制電路中串接了正轉(zhuǎn)接觸器KM1的常閉輔助觸頭。當(dāng)接觸器KM1得電動(dòng)作時(shí)，串在反轉(zhuǎn)控制電路中的KM1的常閉觸頭分?jǐn)啵袛嗔朔崔D(zhuǎn)控制電路，保證了KM1主觸頭閉合時(shí)，KM2的主觸頭不能閉合。同樣，當(dāng)接觸器KM2得電動(dòng)作時(shí)， KM2的常閉觸頭分?jǐn)?，切斷了正轉(zhuǎn)控制電路，可靠地

8、避免了兩相電源短路事故的發(fā)生。這種在一個(gè)接觸器得電動(dòng)作時(shí)，通過其常閉輔助觸頭使另一個(gè)接觸器不能得電動(dòng)作的作用叫聯(lián)鎖（或互鎖）。實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖作用的常閉觸頭稱為聯(lián)鎖觸頭（或互鎖觸頭）。4、三相異步電動(dòng)機(jī)的Y起動(dòng)控制（1）Y起動(dòng)自動(dòng)控制   圖3-5 三相異步電動(dòng)機(jī)Y降壓啟動(dòng)控制線路圖三相異步電動(dòng)機(jī)的Y起動(dòng)自動(dòng)控制如圖3-5所示。主要元器件介紹：a.起動(dòng)按鈕（SB2）。手動(dòng)按鈕開關(guān)，可控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)運(yùn)行。b.停止按鈕（SB1）。手動(dòng)按鈕開關(guān)，可控制電動(dòng)機(jī)的停止運(yùn)行。c.主交流接觸器（KM1）。電動(dòng)機(jī)主運(yùn)行回路用接觸器，起動(dòng)時(shí)通過電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，運(yùn)行時(shí)通過正常運(yùn)行的線電流。d.Y形連

9、接的交流接觸器（KM3）。用于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)作Y形連接的交流接觸器，起動(dòng)時(shí)通過Y形連接降壓起動(dòng)的線電流，起動(dòng)結(jié)束后停止工作。e.形連接的交流接觸器（KM2）。用于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束后恢復(fù)形連接作正常運(yùn)行的接觸器，通過繞組正常運(yùn)行的相電流。f.時(shí)間繼電器（KT）?？刂芛變換起動(dòng)的起動(dòng)過程時(shí)間（電機(jī)起動(dòng)時(shí)間），即電動(dòng)機(jī)從起動(dòng)開始到額定轉(zhuǎn)速及運(yùn)行正常后所需的時(shí)間。g.熱繼電器（或電機(jī)保護(hù)器FR）。熱繼電器主要設(shè)置有三相電動(dòng)機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)；電機(jī)保護(hù)器主要設(shè)置有三相電動(dòng)機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)和平橫保護(hù)等?？刂圃恚喝喈惒诫妱?dòng)機(jī)Y轉(zhuǎn)換啟動(dòng)的控制原理大致如下：a.按下啟動(dòng)按鈕SB2后，電源通過熱繼電

10、器FR的動(dòng)斷接點(diǎn)、停止按鈕SB1的動(dòng)斷接點(diǎn)、形連接交流接觸器KM2常閉輔助觸頭，接通時(shí)間繼電器KT的線圈使其動(dòng)作并延時(shí)開始。此時(shí)時(shí)間繼電器KT雖已動(dòng)作，接點(diǎn)應(yīng)斷開，但其延時(shí)接點(diǎn)是瞬間閉合延時(shí)斷開的（延時(shí)結(jié)束后斷開），同時(shí)通過此KT延時(shí)接點(diǎn)去接通Y形連接的交流接觸器KM3的線圈回路，則交流接觸器KM3帶電動(dòng)作，其主觸頭去接通三相繞組，使電動(dòng)機(jī)處于Y形連接的運(yùn)行狀態(tài)；KM3輔助常開觸頭閉合去接通主交流接觸器KM1的線圈。b.主交流接觸器KM1帶電啟動(dòng)后，其輔助觸頭進(jìn)行自保持功能（自鎖功能）；而KM1的主觸頭閉合去接通三相交流電源，此時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程開始。c.當(dāng)時(shí)間繼電器KT延時(shí)斷開接點(diǎn)（動(dòng)斷接點(diǎn)）

11、KT的時(shí)間達(dá)到（或延時(shí)到）電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程結(jié)束時(shí)間后，時(shí)間繼電器KT接點(diǎn)隨即斷開。d.時(shí)間繼電器KT接點(diǎn)斷開后，則交流接觸器KM3失電。KM3主觸頭切斷電動(dòng)機(jī)繞組的Y形連接回路；同時(shí)接觸器KM3的常閉輔助觸頭閉合，去接通形連接交流接觸器KM2的線圈電源。e.當(dāng)交流接觸器KM2動(dòng)作后，其主觸頭閉合，使電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行于形連接狀態(tài)；而KM2的常閉輔助觸頭斷開使時(shí)間繼電器KT線圈失電，并對(duì)交流接觸器KM3聯(lián)鎖。電動(dòng)機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。f.啟動(dòng)過程結(jié)束后，電動(dòng)機(jī)按形連接正常運(yùn)行。（2）Y起動(dòng)手動(dòng)控制圖3-6 三相異步電動(dòng)機(jī)Y降壓啟動(dòng)接線圖Y起動(dòng)手動(dòng)控制接線如圖3-6所示。圖中手動(dòng)控制開關(guān)SA有兩個(gè)位置，分

12、別是電動(dòng)機(jī)定子繞組星形和三角形連接。線路動(dòng)作原理為：起動(dòng)時(shí)，將開關(guān)SA置于“起動(dòng)”位置，電動(dòng)機(jī)定子繞組被接成星形降壓起動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定值后，再將開關(guān)SA置于“運(yùn)行”位置，使電動(dòng)機(jī)定子繞組接成三角形，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。5. 三相異步電動(dòng)機(jī)的自偶降壓起動(dòng)（1）電動(dòng)機(jī)自耦降壓啟動(dòng)（自動(dòng)控制接線圖） 圖3-7 電動(dòng)機(jī)自耦降壓起動(dòng)接線圖    圖3-7 是交流電動(dòng)機(jī)自耦降壓啟動(dòng)自動(dòng)切換控制接線圖，自動(dòng)切換靠時(shí)間繼電器完成，用時(shí)間繼電器切換能可靠地完成由啟動(dòng)到運(yùn)行的轉(zhuǎn)換過程，不會(huì)造成啟動(dòng)時(shí)間的長短不一的情況，也不會(huì)因啟動(dòng)時(shí)間長造成燒毀自耦變壓器事故 

13、0;  控制過程如下：    a、合上空氣開關(guān)QF接通三相電源。    b、按啟動(dòng)按鈕SB2交流接觸器KM1線圈通電吸合并自鎖，其主觸頭閉合，將自耦變壓器線圈接成星形，與此同時(shí)由于KM1輔助常開觸點(diǎn)閉合，使得接觸器KM2線圈通電吸合，KM2的主觸頭閉合由自耦變壓器的低壓低壓抽頭（例如65）將三相電壓的65接入電動(dòng)。    c、KM1輔助常開觸點(diǎn)閉合，使時(shí)間繼電器KT線圈通電，并按已整定好的時(shí)間開始計(jì)時(shí)，當(dāng)時(shí)間到達(dá)后，KT的延時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，使中間繼電器KA線圈通電吸合并自鎖。 

14、0;  d、由于KA線圈通電，其常閉觸點(diǎn)斷開使KM1線圈斷電，KM1常開觸點(diǎn)全部釋放，主觸頭斷開，使自耦變壓器線圈封星端打開；同時(shí) KM2線圈斷電，其主觸頭斷開，切斷自耦變壓器電源。KA的常閉觸點(diǎn)閉合，通過KM1已經(jīng)復(fù)位的常閉觸點(diǎn)，使KM3線圈得電吸合，KM3主觸頭接通電動(dòng)機(jī)在全壓下運(yùn)行。    e、KM1的常開觸點(diǎn)斷開也使時(shí)間繼電器KT線圈斷電，其延時(shí)閉合觸點(diǎn)釋放，也保證了在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)任務(wù)完成后，使時(shí)間繼電器KT可處于斷電狀態(tài)。    f、欲停車時(shí)，可按SB1則控制回路全部斷電，電動(dòng)機(jī)切除電源而停轉(zhuǎn)。g、電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)由

15、熱繼電器FR完成。（2）電動(dòng)機(jī)自耦降壓啟動(dòng)（手動(dòng)控制接線） 圖3-8 電動(dòng)機(jī)自耦降壓起動(dòng)接線圖自耦變壓器降壓起動(dòng)手動(dòng)控制接線如圖38所示，圖中操作手柄有三個(gè)位置：“停止”、“起動(dòng)”和“運(yùn)行”。操作機(jī)構(gòu)中設(shè)有機(jī)械連鎖機(jī)構(gòu)，它使得操作手柄未經(jīng)“起動(dòng)”位置就不可能扳到“運(yùn)行”位置，保證了電動(dòng)機(jī)必須先經(jīng)過起動(dòng)階段以后才能投入運(yùn)行。動(dòng)作原理為：當(dāng)操作手柄置于“停止”位置時(shí)，所有的動(dòng)、靜觸點(diǎn)都斷開，電動(dòng)機(jī)定子繞組斷電，停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)操作手柄向上推至“起動(dòng)”位置時(shí)，起動(dòng)觸點(diǎn)和中性觸點(diǎn)同時(shí)閉合，電流經(jīng)起動(dòng)觸點(diǎn)流入自耦變壓器，再由自耦變壓器的65%（或85%）抽頭處輸出到電動(dòng)機(jī)的定子繞組，使定子繞組降壓起動(dòng)。隨著

16、起動(dòng)的進(jìn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到接近額定轉(zhuǎn)速附近時(shí)，可將操作手柄扳到“運(yùn)行”位置，此時(shí)起動(dòng)工作結(jié)束，電動(dòng)機(jī)定子繞組得到電網(wǎng)額定電壓，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。停止時(shí)須按下SB按鈕，使失壓脫扣器的線圈斷電而造成銜鐵釋放，通過機(jī)械脫扣裝置將運(yùn)行觸點(diǎn)斷開，切斷電源。同時(shí)也使手柄自動(dòng)跳回到“停止”位置，為下一次起動(dòng)作準(zhǔn)備。自耦變壓器備有65%和85%兩擋電壓抽頭，出廠時(shí)接在65%抽頭上，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況選擇不同的起動(dòng)電壓。自耦變壓器只在起動(dòng)過程中短時(shí)工作，在起動(dòng)完畢后應(yīng)從電源中切除。6. 三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)三相繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)接線如圖39所示。 39 三相繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)接

17、線圖主要元器件介紹一次部分從上到下依次a、L1.L2.L3,電源;b、Q,隔離開關(guān)，一般按電機(jī)額定電流的1.52倍選擇;c、FU1，主保險(xiǎn)，般按電機(jī)額定電流的1.5倍選擇，（當(dāng)Q采用空氣開關(guān)等有過載、短路保護(hù)的開關(guān)時(shí)，不用）;d、KM1,主接觸器，一般按電機(jī)額定電流的2倍選擇;e、熱繼電器，（當(dāng)Q采用空氣開關(guān)等有過載、短路保護(hù)的開關(guān)時(shí)，不用）;f、M、電動(dòng)機(jī)，一般是大容量的電動(dòng)機(jī)才采用轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)7、R1.R2.R3等，啟動(dòng)電阻，組成限流電阻箱;g、KM2、KM3、KM4等，啟動(dòng)接觸器常開觸點(diǎn).二次部分：從上到下依次a、FU2,二次保險(xiǎn)（510A）；b、SB1，停止按鈕；c、SB3,啟動(dòng)按扭

18、；d、KM1.KM2.KM3.KM4等，接觸器線圈、常開或常閉觸點(diǎn)；e、KT1.KT2.KT3等，時(shí)間繼電器的線圈、觸點(diǎn)。f、接線端子排。7、三相異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)器 圖310軟啟動(dòng)器外形圖 圖311 軟啟動(dòng)器主接線圖軟啟動(dòng)器的外型如圖310所示，主接線如圖311所示。軟啟動(dòng)器的工作原理：控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動(dòng)結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動(dòng)，在軟起動(dòng)過程中，電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟起動(dòng)結(jié)束，旁路接觸器閉合，使軟起動(dòng)器退出運(yùn)行，直至停車時(shí)，再次投入，這樣即延長了軟起動(dòng)器的壽命，又使電網(wǎng)避免了諧波污染，還可減少軟起動(dòng)器中的晶閘管發(fā)熱損耗。軟啟動(dòng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，但使用卻十分方便，用戶只需接入電源，接出輸出，操作按鈕即可。 用軟啟動(dòng)器運(yùn)行時(shí)不工作的特點(diǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)軟啟動(dòng)器啟動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)。軟啟動(dòng)器MM 圖312 軟啟動(dòng)器的一拖二示意圖工作原理(1) 啟動(dòng)過程：首先選擇一臺(tái)電動(dòng)