四川信息职业技术学院教案教 学 过 程实训五 降压启动控制线路知识点部分课题引入：对于因直接启动冲击电流过大而无法承受的场合，通常采用减压起动，此时，启动转矩下降，启动电流也下降，只适合必须减小起动电流，又对启动转矩要求不高的场合。常见降压起动方法：定子串电阻降压启动、Y/ 启动控制线路、延边三角启动、自耦变压器降压启动。三相鼠笼式异步电动机的启动控制（1）一、全压启动控制线路1、全压启动的基本原理 启动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压。2、启动特点开关直接控制 熔断器 FU：短路保护 开关 QS：闸刀开关、铁壳开关等。 适用于不频繁起动的小容量电动机，不能远距离、自动控制。二、定子串电阻降压启动1、定子串电阻降压启动的基本原理四川信息职业技术学院教案三相笼形异步电动机启动时，在电动机定子电路串入电阻或电抗器，使加到电动机定子绕组端电压降低，减少了电动机上的启动电流。当电动机的转速接近额定值时，切除了电阻，电源电压直接加在电动机上，启动过程结束。2、定子串电阻减压起动控制电路：主电路(a)：在刚起动时，KM1 主触头闭合，串入电阻 R 降压起动，在正常运行时， KM2主触头闭合，切除电阻 R。控制电路(b)：按 SB2，线圈 KM1、KT 得电，KM1 主触头闭合，电动机串入电阻降压起动，KT 延时到，KM2 线圈得电，电阻被短路，电动机正常起动。起动后，KM1 与 KT 一直得电，浪费电能。四川信息职业技术学院教案三、Y/ 启动控制线路1、Y/ 启动的基本控制电路全压工作时为三角形接法的电动机，起动时将其定子绕组接成星形，降低电动机的绕组相电压，进而限制起动电流。当反映起动过程结束的定时器发出指令时再将电动机的定子绕组改接成三角形接法实现全压工作。2、分析主电路(a)：KM2 与 KM3 的主触点同时闭合，会造成电源短路，控制电路 必须能够避免这种情况发生。控制电路(b) ：按下 SB2，KM1、KM3 线圈得电，它们的主触点闭合，电动机在 Y 方式下降压起动；自锁触点 KM1 闭合，同时 KT 线圈得电，延时开始，松开 SB2， KM1、KM3 线圈继续得电，保证电动机工作，KT 延时时间到，KM3 线圈失电，KM2 线圈得电，电动机在方式下工作。时间继电器 KT 的延时动断触点和延时动合触点似乎不会使 KM3 和 KM2 的线圈同时得电，但是，接触器的吸合时间和释放时间的离散性使得电路的工作状态存在不确定性。控制电路(b)不确定性 ：存在电磁时间常数和机械时间常数，继电器和接触器从线圈得电或失电到触点完成动作需要时间，即吸合时间和释放时间（继电器：十几到几十 ms，接触器：几十到数百 ms） 。假设 KM2 吸合时间是 15ms，KM3 释放时间是 25ms，时间继电器 KT 的延时动断触点和延时动合触点同时动作，星-三角变换时，KM3 和 KM2 的主触点有约 10ms 的时间同时接通。控制电路(c) ：改进控制电路(b)，避免短路，节约电能将 KM3 的动断辅助触点串联在 KM2 的线圈控制电路中，只有当 KM3 的衔铁及触点释放完毕（动断辅助触点接通）后才允许 KM2 得电。将 KM2 的动断辅助触点串联在 KM3 的线圈控制电路中，只有当 KM2 的衔铁及触点释放完毕（动断辅助触点接通）后才允许 KM3 得电，保证电路工作可靠。3、星-三角降压起动控制电路工作流程：四川信息职业技术学院教案控制电路(b)控制电路(c)0：电动机的初始状态；1：电动机的第一种状态；2：电动机的第二种状态四、自耦变压器降压启动控制线路1、自耦变压器降压启动的基本控制线路2、控制线路分析按 SB2，KM1 线圈得电，主触点闭合，将自耦变压器接入，电动机降压起动，当 KT 延时时间到，起动结束，KM1 线圈断电，KM2 线圈得电，主触点闭合，将自耦变压器切除，电动机全压运行。评价：自耦变压器降压起动比较适合大容量电动机，由于变压器的 K 可以通过抽头调整，所以可适应不同需要，但是设备较贵。五、延边三角形降压启动1、延边三角形降压启动的基本原理启动时将电动机一部分定子绕组接成 Y 形，一部分接 形。2、控制线路分析三相鼠笼式异步电动机的启动控制（2）四川信息职业技术学院教案一、转子绕组串电阻降压启动1、线路构思：串接在三相转子回路的启动电阻，一般接成星形。在启动前，启动电阻全部接入电路，随启动过程可将电阻逐段切除。实现这一控制有两种方法，其一是按时间原则控制，即用时间继电器控制电阻自动切除；其二是按电流原则控制，即用电流继电器来检测转子电流大小的变化来控制电阻的切除，当电流大时，电阻不切除，当电流小到某一定值时，切除一段电阻，使电流重新增大，这样便可控制电流在一定范围内。上图是依靠时间继电器自动短接启动电阻的控制线路。 2、线路的工作情况： 转子回路三段启动电阻的短接是依靠 KT1、KT2、KT3 三只时间继电器及 KM1、KM2、KM3三只接触器的相互配合来实现。启动时，合上刀开关 QS，按下启动按钮 SB1，接触器 KM 通电，电动机串接全部电阻启动，同时时间继电器 KT1 线圈通电，经一定延时后 KT1 常开触头闭合，使 KM1 通电，KM1 主触头闭合，将 R1 短接，电机加速运行，同时 KM1 辅助常开触头闭合，使 KT2 通电。经延时后，KT2 常开触头闭合，使 KM2 通电，KM2 主触头闭合，将 R2 短接，电机继续加速运行，同时KM2 辅助常开触头闭合，使 KT3 通电。经延时后，其常开触头闭合，使 KM3 通电，R2 被短接，电机进入稳定运行。说明：线路中 KM1、KM2、KM3 的常闭接点的串联的作用是保证电动机在转子绕组中接入全部外加电阻的条件下才能启动。四川信息职业技术学院教案二、转子绕组串频敏变阻器启动1、线路构思：2、线路分析： 线路中利用转换开关 SA 实现受动和自动控制的变换。用中间继电器 KA 的常闭触头短接热继电器 FR 的热元件，以防启动时误动作。自动控制时，将 SA“Z”位置，合上刀开关 QS，按下启动按钮 SB1，KM1 和 KT 线圈通电，电动机串接频敏变阻器 UT 启动，待启动结束后，KT 的触头延时闭合，使中间继电器 KA 线圈通电，其常开触头闭合使接触器 KM2 通电，将 UT 短接，电动机进入稳定运行，同时 KA 的常闭触头打开，使热元件与电流互感器二次串接，起手动控制时，将将 SA“S”位置，按下启动按钮 SB1，KM1 通电，电动机串接频敏变阻器 UT 启动，当看到电流表中读数降到电机额定电流，按下手动按钮 SB2，KA 线圈通电，KM2 通电，将 UT 短接，电动机进入稳定运行。过载保护作用。本课小结：介绍了定子串电阻降压启动控制线路、延边三角启动控制线路、Y/ 启动控制线路、自耦变压器降压启动控制线路的分析方法。能力培养部分一、三相鼠笼式异步电动机的降压起动控制线路1、实训目的1）通过对三相异步电动机降压起动的接线，进一步掌握降压起动在机床控制中的应用。四川信息职业技术学院教案2）了解不同降压起动控制方式时电流和起动转矩的差别。3）掌握在各种不同场合下应用何种起动方式。2、选用部件 1）实训设备序 号 型 号 名 称 数 量1 DJ16 三相鼠笼异步电动机(/220V) 1 件2 DJ24 三相鼠笼异步电动机(/220V) 1 件3 D61 继电接触控制挂箱（一） 1 件4 D62 继电接触控制挂箱（二） 1 件5 D41 三相可调电阻箱 1 件6 D32 交流电流表 1 件2）屏上挂件排列顺序D41、D61、D62、D323、实训方法 1）手动接触器控制串电阻降压起动控制线路：把三相可调电压调至线电压 220V，按下屏上“关”按钮。按图 3-1 接线。图中FR1、SB1、SB2、SB3、KM1、KM2 选用 D61 挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1 选用 D62 挂件，R用 D41 上 180 电阻，安培表用 D32 上 2.5A 档，电机用 DJ24（/220V） 。图 3-1 手动接触器控制串电阻降压起动控制线路(1) 按下“开”按钮，合上 Q1 开关，接通 220V 交流电源。ABCKM1Q1L1 L2 L320VFR1KM2KM1KM2KM1M3ARRFU4FU3四川信息职业技术学院教案(2) 按下 SB1，观察并记录电动机串电阻起动运行情况、安培表读数。(3) 再按下 SB2，观察并记录电动机全压运行情况、安培表读数。(4)按下 SB3 使电机停转后，按住 SB2 不放，再同时按 SB1，观察并记录全压起动时电动机和接触器运行情况、安培表读数。(5)试比较 I 串电阻/I 直接= ，并分析差异原因。2）时间继电器控制串电阻降压起动控制线路：关断电源后，按图 3-2 接线。图中 FR1、SB1、SB2、KM1、KM2、KT1 选用 D61 挂件，FU1、FU2 、FU3、FU4、Q1 选用 D62 挂件，R 选用 D41 上 180 电阻，安培表选用 D32 上2.5A 档，电机用 DJ24（/220V） 。(1) 起动电源，合上 Q1，接通 220V 交流电源。(2) 按下 SB2，观察并记录电动机串电阻起动时各接触器吸合情况、电动机运行状态、安培表读数。(3) 隔一段时间，时间继电器 KT1 吸合后，电动机全压运行时各接触器吸合情况、电动机运行状态、安培表读数。图 3-2 时间继电器控制串电阻降压起动控制线路3）接触器控制 Y- 降压起动控制线路：A B CKM2FU1Q1L1 L2 L320VFU2KM1 KM2KM1M3AKT1KT1KM2FR1KM1R RRFU4FU3四川信息职业技术学院教案图 3-3 接触器控制 Y- 降压起动控制线路关断电源后，按图 3-3 接线。图中 SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、KM3、FR1 用 D61 挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1 选用 D62 挂件，安培表用 D32 上 2.5A 档，电机选用 DJ24（/220V） 。(1) 起动控制屏，合上 Q1，接通 220V 交流电源。(2) 按下 SB1，电动机作 Y 接法起动，注意观察起动时，电流表最大读数 IY 起动= A。(3) 按下 SB2，电机为 接法正常运行，观察 运行时，电流表电流为 I 运行= A。(4) 按 SB3 停止后，先按下 SB2，再同时按下起动按钮 SB1，观察电机在 接法直接起动时电流表最大读数 I 起动= 安。(5) 比较 IY 起动/I 起动= ，结果说明什么问题？ABCKM1FU1Q1L1 L2 L30VFR1FU2KM3KM1KM2KM1M3AKM2SB2SB2 KM3KM3 KM2KM3ZXYFU4FU3四川信息职业技术学院教案4）时间继电器控制 Y- 降压起动控制线路：图 3-4 时间继电器控制 Y- 降压起动控制线路关断电源后，按图 3-4 接线。图中 SB1、SB2、KM1、KM2、KM3、KT1、FR1 选用 D61 挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1 选用 D62 挂件，安培表用 D32 上 2.5A 档，电机用 DJ24（/220V） 。(1) 起动控制屏，合上 Q1，接通 220V 三相交流电源。(2) 按下 SB1，电动机作 Y 接法起动，观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。(3) 经过一定时间延时，电机按 接法正常运行后，观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。(4) 按下 SB2，电动机 M 停止运转。4、讨论题1) 画出图 3-1、3-2、3-3、3-4 的工作原理流程图。2) 时间继电器在图 3-2、3-4 中的作用是什么？3) 图 3-2 比图 3-1