三相绕线转子异步电动机的起动控制

第三节 三相绕线转子异步电动机的起动控制

转子回路通过滑环在外串电阻以减小起动电流、提高转子电路的功率因数和起动转矩。

（请注意主电路中电动机的画法）

1）转子回路串接电阻起动控制线路

串接在三相转子回路中的起动电阻，一般接成Y形。起动前，起动电阻全部接入电路， 随着起动过程的结束，起动电阻被逐段短接。

短接方式：三相电阻不平衡短接法——每相的起动电阻轮流被短接 三相电阻平衡短接法——三相的起动电阻同时被短接

1）依靠时间继电器自动短接起动电阻的控制线路：教材P38 Fig 2-10（平衡短接法） 控制过程：SB2合上→KM1线圈得电→ 主触头闭合→电机串电阻起动

常开触点闭合→KT1线圈得电→KT1整定时间到→ KT1常开闭合→KM2得电→ 主触头闭合→切除第一段起动电阻1R

常开触点闭合→KT2线圈得电→KT2整定时间到→ KT2常开闭合→KM3得电→ 主触头闭合→切除第二段起动电阻2R

常开触点闭合→KT3线圈得电→KT3整定时间到→ KT3常开闭合→KM4得电→ 主触头闭合→切除第三段起动电阻3R→起动电阻全部切除 常开触点闭合→自锁

优点：线路中只有KM1、KM4长期通电，而所有的时间继电器和KM2、KM3的通电时间均被压 缩到最低限度。节省电能，延长了器件寿命。

缺点：1. 万一时间继电器损坏，线路即无法实现电动机的正常起动和运行。

2. 电动机起动过程中逐段减小电阻时，电流及转矩突然增大，会产生不必要的机械冲 击。

2）利用电动机转子电流大小的变化来控制电阻切除的控制线路：教材P39～P40 Fig 2-11 （同样有上述的缺点2）请同学们自学该线路。

二、转子回路串频敏变阻器起动控制线路：控制线路：教材P40 Fig 2-13 （略）

*第四节 三相异步电动机的调速控制

三相异步电动机的调速方法 变更定子绕组极对数 改变转子电路的电阻

1

变频调速 串级调速

电磁（滑差）调速

教材P41～P42 Fig2-14（a）、（b）介绍了双速电动机三相定子绕组接线方式及其控制线路。

第五节 三相异步电动机的制动控制

三相异步电动机从切除电源到完全停止旋转，由于惯性的原因，总需要一段时间。但实际工业生产中，很多生产机械在运行过程中都要求安全和准确定位、以及为了提高劳动生产率，都需要电动机能迅速停车，所以要求对电动机进行制动控制。

制动方法：机械制动

电气制动—— 反接制动 能耗制动

·机械制动——利用机械装置使电动机在切断电源后迅速停转 普遍方法——电磁抱闸 电磁铁

闸瓦制动器

弹簧抱闸示意图：

当电磁铁1得电时，制动瓦2被吸起与制动 轮4脱离，与制动轮相连的电动机可自由转动。

当电磁铁失电时，在弹簧3的作用下，制动瓦压 紧制动轮使电动机无法转动。

电磁制动器常用于防止起重机械失电时重物 下跌和需要准确定位的场合。

QSL1L2L3FU1KM1FR1M1M3～34弹簧抱闸示意图1-电磁铁；2-制动瓦；3-弹簧；4制动轮2

△2

·电气制动

2）

反接制动：改变电动机电源的相序→定子绕组产生相反方向的旋转磁场→产生制动转矩 特点：定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压起动时电流的两反接制动控制线路倍

制动迅速、效果好、冲击大，适用于10kW以下的小容量电动机 为减小冲击电流，通常在电动机主电路中串接电阻以限制反接制动电流 1）单向反接制动控制线路

要求：电动机电源相序的改变；转速下降接近于零，及时自动切断电源，防止反向起动 措施：采用速度继电器检测电动机的速度变化 控制线路：教材P42 Fig 2-15 控制回路：

（1）SB2按下→KM1线圈得电并自锁→主触头吸合→电动机起动正常运转→速度继电器 KS常开触头闭合→为反接制动作好准备 （2）停车时：

SB1按下→ 复合触头的常闭触点断开→KM1失电→电动机脱离电源 →

复合触头的常开触点闭合（KM1的辅助常闭复位） 电动机因惯性在脱电后仍保持较高转速→KS的常开仍闭合 → KM2得电并自锁→主触头吸合→ 接入反接制动电阻R 电动机获得相反相序的三相电源 进入反接制动→转速迅速下降接近于零→KS常开触点复原（断开）→KM2失电→ 电动机电源切断→反接制动结束 2）电动机可逆运行的反接制动控制线路

该电路具有反接制动电阻R，并可利用该R进行降压起动。 控制线路：教材P43～P44 Fig 2-16（请同学自行分析其控制过程）。

二、能耗制动控制线路——适用电动机容量较大和起、制动频繁的场合

能耗制动：电动机脱离三相交流电源后，定子绕组加一直流电压，即定子绕组通以直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用达到制动目的。

能耗制动 时间原则控制——利用时间继电器控制

3

速度原则控制——利用速度继电器控制 （1）单向能耗制动控制线路 ·时间原则控制

控制线路： 教材P45 Fig 2-18 控制过程：

主回路：合上QS→主电路和控制线路接通电源

变压器需经KM2的主触头接入电源（原边）和定子线圈（副边） 控制回路：按下SB2→KM1得电→电动机正常运行 按下SB1→ KM1失电→ 电动机脱离三相电源

常闭触头复原→KM2得电并自锁（KT常闭延时断开） （通电延时）时间继电器KT得电，KT瞬动常开触点闭合 →KM2主触头吸合→电动机进入能耗制动状态→电动机转速接近于零→KT整定 时间到→ KT延时断开常闭触点断→KM2失电→能耗制动结束 KT瞬动常开触点自动断开

注：KT瞬动常开触点的作用：如果KT线圈断线或机械卡住故障时，在按下SB1后电动机

能迅速制动，两相的定子绕组不致长期接入能耗制动的直流电流。 ·速度原则控制

控制线路：教材P45 Fig 2-19 控制过程：

主回路：与时间原则控制基本相同，同时在电动机轴伸端安装速度继电器KS

控制回路：

按下SB2→KM1得电并自锁→电动机正常运行→ KM1常闭断开（互锁KM2） KS常开吸合（为制动作好准备） 按下SB1→ KM1失电→电动机脱离三相电源

因惯性，电动机速度仍使KS常开闭合→KM2得电并自锁→电动机进入能耗制 动状态。

当电动机的转子速度→0时，KS常开复原（断开）→KM2失电→能耗制动结束。 （2）电动机可逆运行能耗制动控制线路 ·时间原则控制

4

控制线路：教材P46 Fig 2-20

（3）无变压器单管能耗制动控制线路 控制线路： 教材P47 Fig 2-21

第六节 电动机控制的保护环节

电气控制系统中常用的保护环节：

3）短路保护——熔断器、自动开关 二、过载保护——热继电器

三、过电流保护——过电流继电器

四、零电压和欠电压保护——零电压继电器、欠电压继电器；按钮的自动恢复功能和接触器

的自锁功能亦能起零压保护作用。

电气控制图常用符号表：教材P49～P56。

作业：写出下列控制线路的控制过程 P31 Fig 2-2 c、d P44 Fig 2-17 P45 Fig 2-19 充：电气原理图的规定画法

4）绘制电气原理图的规则

1. 电气原理图 主电路

控制电路 照明电路 辅助电路 信号电路 保护电路

2. 电气原理图中所有的电器元件均应按GB表示 3. 布局——便于阅读的原则：主电路——左面

辅助电路——右面

4. 同一器件的不同部件在不同位置时，应标注统一的图符号

5. 所有电器的可动部件按未通电或无外力作用时的状态（原始状态）画出

5

6. 尽量减少线条和避免线条交叉

二、图面区域的划分

见图上方：1、2、??13——图区号 图区号下方：对应的元件或电路功能 图下方：

KM KA “X”表示未使用的触点

4 6 X 9 X 9区中KA触点下面的“8”表示继电器 4 X X 13 X KA的线圈在图区8 4 X X X X KM： 左栏 中栏 右栏 主触点所在 辅助常开 辅助常闭 图区号 所在图区号 所在图区号

三、符号位置的索引

· 图号 页次 图区号

KA： 左栏 右栏 常开触点 常闭触点 所在图区号 所在图区号 6

12345678910111213电源开关及保护主电机启停控制电路变压器照明及信号QSFU2TCL150HzL2380V6V380VL3FU2SQSQKA24VFU12A△△825AFU3FU4SB12A1AKM7KMSB2SB27SAKAFR8MFRM43～ELHL1HL2KMKAPEKMKA46X9X4XX13X4XXXX某机床电气原理图7

图例：

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