電機(jī)拖動(dòng)課件 任務(wù)六 三相異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)

電機(jī)與拖動(dòng)MOTORANDDRIVECONTROL檢查是否帶好：人+書(shū)+筆+手機(jī)提前5分鐘簽到任務(wù)六籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)目錄CONTENTSPAGEPART01異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)概述OUTLINEPART02籠型異步電動(dòng)機(jī)定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制STRINGRESISTANCEPART03籠型異步電動(dòng)機(jī)自耦變壓器降壓起動(dòng)控制AUTOTRANSFOENERPART04籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)Y-△REDUCEDVOLTAGESTART導(dǎo)語(yǔ)三相異步電動(dòng)機(jī)有兩種起動(dòng)方法，分別為直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)。因直接起動(dòng)瞬間電流較大，對(duì)電網(wǎng)造成很大的沖擊，因此較多大功率的電動(dòng)機(jī)采用降壓起動(dòng)。PARTZERO5任務(wù)導(dǎo)入本任務(wù)通過(guò)籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生了解異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的意義，掌握籠型異步電動(dòng)機(jī)定子繞組串電阻降壓起動(dòng)的設(shè)計(jì)原理及特點(diǎn)；掌握籠型異步電動(dòng)機(jī)自耦變壓器降壓起動(dòng)的設(shè)計(jì)原理及特點(diǎn)；掌握籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)的設(shè)計(jì)原理及特點(diǎn)，并將三種降壓起動(dòng)方法進(jìn)行對(duì)比分析；同時(shí)，通過(guò)對(duì)籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)的接線、分析過(guò)程中，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)Y-△降壓起動(dòng)控制原理的理解，提高學(xué)生對(duì)電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的設(shè)計(jì)掌握能力。PARTZERO6任務(wù)目標(biāo)PARTZERO7重難點(diǎn)1.掌握降壓起動(dòng)的特點(diǎn)和控制原理；2.籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)控制的設(shè)計(jì)原理。重點(diǎn)1.掌握時(shí)間繼電器自動(dòng)控制的籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)設(shè)計(jì)原理；2.掌握時(shí)間繼電器自動(dòng)控制的籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)控制接線和調(diào)試方法。難點(diǎn)PARTZERO8立德樹(shù)人2015年，北京遇到了彌漫半月之久的嚴(yán)重霧霾，惡劣的環(huán)境給北京乃至全國(guó)人民帶了恐慌。霧霾使得人們出行不便，嚴(yán)重影響著人民的身心健康，也給國(guó)家敲響了警鐘。霧霾產(chǎn)生的原因是汽車尾氣、工業(yè)生產(chǎn)、建筑揚(yáng)塵等。因此，“節(jié)能減排”成為了國(guó)家能源發(fā)展的基本國(guó)策。工業(yè)生產(chǎn)需要消耗大量的能源，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的廢水廢氣。舉個(gè)例子，一個(gè)中型規(guī)模的造紙廠，每年的耗電量在5億度左右，需耗費(fèi)6萬(wàn)多噸標(biāo)準(zhǔn)煤；同時(shí)，造紙過(guò)程中需使用大量的水，平均1噸的紙需水300~500m3，在造紙廢水中含有大量化學(xué)藥品及其他雜質(zhì)，如果造紙廢水不經(jīng)處理任意排放，會(huì)對(duì)水體造成極大的危害。要是在生產(chǎn)中，采用先進(jìn)工藝，減少用電設(shè)備、簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程、提高設(shè)備的功率因素，即使每天每個(gè)企業(yè)節(jié)省一度電，減小排放1m3的污水，都將給環(huán)境帶來(lái)巨大的變化。PARTZERO8立德樹(shù)人本任務(wù)在降壓起動(dòng)的電路設(shè)計(jì)中，其中定子回路串電阻降壓起動(dòng)雖然設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單，但其相對(duì)于其他降壓電路存在能耗大的缺點(diǎn)，使得該電路應(yīng)用范圍十分有限。經(jīng)典合格的電氣原理圖不僅需要滿足客戶的性能需求，而且還可以在其他方面追求完善完美，如考慮質(zhì)量、價(jià)格、能耗等指標(biāo)。因此，同學(xué)們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦校瑧?yīng)牢固樹(shù)立“節(jié)能減排”理念，為中國(guó)的環(huán)境優(yōu)化貢獻(xiàn)一份力量。PARTONE異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)概述OUTLINEPARTONE10降壓起動(dòng)概述異步電動(dòng)機(jī)以其優(yōu)良的性能及無(wú)需維護(hù)的特點(diǎn)，在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。交流電動(dòng)機(jī)從接入電源開(kāi)始，轉(zhuǎn)速由零上升到某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為止的過(guò)程稱為起動(dòng)過(guò)程或起動(dòng)。然而由于其起動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生較大沖擊電流(一般為額定電流的4~7倍)，同時(shí)由于起動(dòng)電流較大，使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。因此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)電機(jī)頻繁起動(dòng)時(shí)，所造成的壓降不宜超過(guò)10%；不頻繁起動(dòng)時(shí)，壓降不超過(guò)20%；不頻繁起動(dòng)，且與照明或其他對(duì)電壓波動(dòng)敏感的負(fù)荷合用變壓器時(shí)，電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電網(wǎng)電壓降不能超過(guò)15%。目前解決辦法有兩個(gè)：一是增大配電容量；二是采用限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備或電路。PARTONE10降壓起動(dòng)概述10kW及其以下容量的三相異步電動(dòng)機(jī)，通常采用全壓起動(dòng)，即起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接在額定電壓的交流電源上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量超過(guò)10kW時(shí)，因起動(dòng)電流較大，線路壓降大，負(fù)載端電壓降低，影響起動(dòng)電動(dòng)機(jī)附近電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，所以一般采用降壓起動(dòng)，從而限制電機(jī)起動(dòng)電流。PARTONE10降壓起動(dòng)概述所謂降壓起動(dòng)，是指起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成后再將電壓恢復(fù)到額定值，使之運(yùn)行在額定電壓下。典型的降壓起動(dòng)方式有定子串電阻降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)、Y-?降壓起動(dòng)、軟起動(dòng)器降壓起動(dòng)、延邊三角形降壓起動(dòng)等。應(yīng)用最為廣泛的降壓起動(dòng)方法為星三角降壓起動(dòng)。PARTTWO籠型異步電動(dòng)機(jī)定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制STRINGRESISTANCEPARTTWO16串電阻降壓起動(dòng)定子繞組串電阻起動(dòng)是指在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，把電阻串接在電動(dòng)機(jī)定子繞組與電源之間，通過(guò)電阻的分壓作用來(lái)降低定子繞組上的起動(dòng)電壓。待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再將電阻短接，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。PARTTWO17串電阻降壓起動(dòng)對(duì)比（a）和（b）圖，雖均通過(guò)時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，但可得出（b）圖設(shè)計(jì)理念更好，最終全壓運(yùn)行只有交流接觸器KM2得電，KM1和KT全部失電，可降低電路能耗，延長(zhǎng)電器使用壽命。PARTTWO17“過(guò)河拆橋”定子繞組串電阻降壓起動(dòng)原理圖（a）中，在全壓運(yùn)行時(shí)，KM1和KT均在運(yùn)行，這給電路帶來(lái)?yè)p耗；在（b）中，在全壓運(yùn)行時(shí)不需要的器件全部斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)了“過(guò)河拆橋”的目的。雖然我們做人不能過(guò)河拆橋，但在設(shè)計(jì)電氣原理圖時(shí)，要想著必須“過(guò)河拆橋”，這是減少能耗，提高效率的必備策略。做人不能過(guò)河拆橋，但設(shè)計(jì)必須“過(guò)河拆橋”！PARTTHREE籠型異步電動(dòng)機(jī)自耦變壓器降壓起動(dòng)控制AUTOTRANSFOENER38自耦變壓器降壓起動(dòng)自耦變壓器的繞組是一次側(cè)和二次側(cè)在同一條繞組上的變壓器，原、副繞組直接串聯(lián)，自行耦合的變壓器，又稱單繞組變壓器。自耦變壓器為降壓變壓器，因其僅有一個(gè)繞組，所以體積相對(duì)于其他繞組較小，適合實(shí)驗(yàn)使用。電動(dòng)機(jī)自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)是將自耦變壓器一次側(cè)接在電網(wǎng)上，起動(dòng)時(shí)定子繞組接在自耦變壓器二次側(cè)上，啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)獲得的電壓為自耦變壓器的二次電壓，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將電動(dòng)機(jī)定子繞組接在電網(wǎng)上即電動(dòng)機(jī)額定電壓上進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這種降壓起動(dòng)適用于較大容量電動(dòng)機(jī)的空載或輕載起動(dòng)。自耦變壓器二次繞組一般有三個(gè)抽頭，用戶可根據(jù)電網(wǎng)允許的起動(dòng)電流和機(jī)械負(fù)載所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)距來(lái)選擇。PARTTHREE下圖為自耦變壓器降壓起動(dòng)電路圖，圖中KM1為降壓起動(dòng)接觸器，KM2為全壓運(yùn)行接觸器，KA為中間繼電器，KT為減壓起動(dòng)時(shí)間繼電器，HL1為電源指示燈，HL2為降壓起動(dòng)指示燈，HL3為正常運(yùn)行指示燈。38PARTTHREE自耦變壓器降壓起動(dòng)38PARTTHREE尋找規(guī)律，舉一反三在學(xué)習(xí)降壓起動(dòng)控制電路中，不管是串電阻降壓起動(dòng)還是自耦變壓器降壓起動(dòng)，都需遵循基本原則，即“降壓起動(dòng)，全壓運(yùn)行”。因此，設(shè)計(jì)電氣原理圖時(shí)，遵循這個(gè)規(guī)律，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這些控制幾乎都是順序控制，先降壓，隨后全壓。不管是在生活上，還是工作中，同學(xué)們應(yīng)積極去尋找規(guī)律，掌握舉一反三的能力，才能提高應(yīng)變能力。PARTFOUR籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)Y-△REDUCEDVOLTAGESTART49Y-△降壓起動(dòng)PARTFOUR

降壓起動(dòng)，全壓運(yùn)行50按鈕、接觸器控制Y-△降壓手動(dòng)起動(dòng)電路PARTFOUR主電路分析：先合上電源開(kāi)關(guān)QS，引入電源若KM和KMY主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)接成Y型，電動(dòng)機(jī)星形降壓起動(dòng)若KM和KM△主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)接成△型，實(shí)現(xiàn)全壓運(yùn)行KMY與KM△不可同時(shí)得電，否則電路發(fā)生電源短路故障控制電路分析：按下SB1→KM、KMY線圈得電→KM自鎖觸頭閉合自鎖、KMY常閉觸頭斷開(kāi)→KM主觸頭閉合，KMY主觸頭閉合→電動(dòng)機(jī)接成Y型降壓起動(dòng)→按下復(fù)合按鈕SB2，其觸頭常閉先開(kāi)常開(kāi)后閉→KMY線圈失電、常閉觸頭恢復(fù)常閉、主觸頭失電→KM△線圈得電、常開(kāi)觸頭閉合自鎖、常閉觸頭斷開(kāi)、主觸頭閉合→電動(dòng)機(jī)接成△型全壓運(yùn)行50時(shí)間繼電器自動(dòng)控制的Y-△降壓起動(dòng)電路PARTFOUR主電路分析：先合上電源開(kāi)關(guān)QS，引入電源若KM1和KM3主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)接成Y型，電動(dòng)機(jī)星形降壓起動(dòng)若KM1和KM2主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)接成△型，實(shí)現(xiàn)全壓運(yùn)行KM2與KM3不可同時(shí)得電，否則電路發(fā)生電源短路故障控制電路分析：按下SB2→KM1、KM3線圈得電→KM1自鎖觸頭閉合自鎖、KM3常閉觸頭斷開(kāi)、時(shí)間繼電器延時(shí)→KM主觸頭閉合，KM3主觸頭閉合→電動(dòng)機(jī)接成Y型降壓起動(dòng)→延時(shí)時(shí)間一到，KT常閉觸頭斷開(kāi)常開(kāi)觸頭閉合→KM3線圈失電、常閉觸頭恢復(fù)常閉、主觸頭失電→KM2線圈得電、常開(kāi)觸頭閉合自鎖、常閉觸頭斷開(kāi)、主觸頭閉合→電動(dòng)機(jī)接成△型全壓運(yùn)行課堂練習(xí)PARTFOUR課堂練習(xí)21一、填空題1、典型的降壓起動(dòng)方法有

、

和

三種。2、當(dāng)電動(dòng)機(jī)的功率小于

時(shí)，可采用直接起動(dòng)。3、直接起動(dòng)的起動(dòng)電流為

倍額定電