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    液壓機三相異步電動機降壓啟動控制電路的工作原理

    作者: 來源: 日期:2018/12/18 15:06:35 人氣:0

    液壓機三相異步電動機采用全電壓啟動,控制電路簡單,但當電動機容量較大,不允許采用直接啟動時,應采用降壓啟動。有時為了減小或限制啟動時對機械設備的沖擊,即便是采用直接啟動的電動機,也往往采用降壓啟動。

      當液壓機三相異步電動機容量較大(10 kW)時,啟動時會產生較大的啟動電流,將引起電壓的下降,因此必須采取降壓啟動的方法,限制啟動電流。

      所謂降壓啟動是利用啟動設備將電壓適當降低后加到電動機的定子繞組上進行啟動電動機啟動運轉后,再使電壓恢復到額定值正常運行。由于電流隨電壓的降低而減小,限制了啟動電流。不過,由于電動機的轉矩與電壓平方成正比,故電動機啟動轉矩也會降低。

    因此,降壓啟動適用于空載或輕載下啟動。

      液壓機三相異步電動機降壓啟動方法有:定子串電阻或電抗器降壓啟動、自耦變壓器降壓啟星形一三角形降壓啟動、延邊三角形降壓啟動等。盡管方法各異,目的都是為了研究電啟動電流減小供電線路因電動機啟動引起的電壓降。但當電動機轉速上升到額定轉速時將電動機定子繞組電壓恢復到額定電壓,電動機進入正常運行。下面討論幾種常用的降動控制電路。


    (一)定子繞組串電阻降壓啟動的控制原理

      啟動電阻一般采用由電阻絲繞制的板式電阻或鑄鐵電阻,它的阻值小,功率大,允許通過較大的電流。

      液壓機三相異步電動機定子繞組串電阻啟動,在啟動時使繞組電壓降低,從而減小啟動電流。待電動機轉速接近額定轉速時,再將串接電阻短接,使電動機在額定電壓下運行。這種啟動方式由于不受電動機接線形式的限制,設備簡單、經濟,故獲得廣泛應用。對于作點動控制的電動機,也常用串電阻降壓方式來限制電動機啟動電流。


    (二)液壓機三相異步電動機定子繞組串電阻降壓啟動控制電路的工作原理

      如圖1.3.15(a)為定子繞組串電阻降壓啟動的控制電路。該電路是利用時間繼電制降壓電阻的切除。時間繼電器的延時時間按啟動過程所需時間整定。當合上刀開關按下啟動按鈕SB2時,KMl立即通電吸合,使電動機在串接定子電阻的情況下啟動,與學習情境一機床電氣控制基本環節時,時間繼電器KT通電開始計時,當達到時間繼電器的整定時,其延時閉合的常開觸點閉合,使KM2線圈通電,KM2的主觸點閉合,將啟動電阻短接,電動機在額定電壓下進入穩定的正常轉狀態。由圖可以看出,電路在啟動結束后,KMl、KT線圈一直通電,這不僅消耗電能,而且減少電器的使用壽命,這是不必要的。

      在控制線路圖上進行改進得到的控制方法是:在接觸器KMl和時間繼電器KT的線圈電路中串入KM2的常閉觸點,KM2有常閉觸點,這樣當KM2線圈觸點通電時,其常閉觸點斷開使KMl、KT線圈斷電。

      (a)主電路;(b)改進前的控制電路;(c)改進后的控制電路

      定子所串電阻一般采用由電阻絲繞制的板式電阻或鑄鐵電阻,它的阻值小、功率大,允許通過較大的電流。由于啟動電阻只在啟動時應用,而啟動時間又很短,所以實際選用的電阻功率可以為計算值的1/4~1/3。

      定子串電阻降壓啟動的方法雖然設備簡單,但能量損耗較大。為了節省能量可采用電抗器代替電阻,但其成本較高,它的控制電路與電動機定子串電阻的控制電路相同。

      對于正常運行時定子繞組接成三角形的液壓機三相異步電動機,可采用星形一三角形降壓啟動方法達到限制啟動電流的目的。

      Y系列的異步電動機4 kW以上的均為三角形連接,都可采用星形一三角形降壓啟動的方法。


    (一)星形三角形降壓啟動的控制原理

      在啟動時,先將電動機的定子繞組接成星形,使電動機每相繞組承受的電壓為電源電壓,是額定電壓的1/4,啟動電流是三角形直接啟動的1/3;當轉速上升到接近額定時,再將定子繞組的接線方式改接成三角形,電動機就進入全電壓正常運行狀態。

    (a)電動機定子繞組星接;(b)電動機定子繞組角接這樣,在啟動時,電動機繞組接成Y接,正常運行時再改成△接,達到了降壓啟動的目的.


    (二)三接觸器式星形一三角形降壓啟動控制電路的工作原理

      三接觸器式星形一三角形降壓啟動的控制電路電動機的三相繞組,當KM3的常開觸點閉合,KM2的常開觸點斷開時,相當于u2、V2、W2連接在一起,為星形連接;當KM3的常開觸點斷開,KM2的常開觸點閉合時,相當于U與v2、V與W2、W與U2連接在一起,三相繞組頭尾連接,為三角形連接。

      電路的工作原理分析:當合上電源開關QS以后,按下啟動按鈕SB2,接觸器KMl線圈、KM3線圈以及通電延時型時間繼電器KT線圈通,電動機接成星形啟動,同時通過KMl的常開輔助觸點自鎖。時間繼電器開始定時。當電動機接近于額定轉速,即時間繼電器KT延時時間已到,KT延時斷開的常閉觸點斷開。切斷KM3線圈電路,KM3斷電釋放,其主觸點閉點、輔助點復位;同時,KT延時閉合的常開觸點閉合,使KM2線圈通電自鎖,主觸點閉合,電動機連接成三角形運行。時間繼電器KT線圈也因KM2常閉觸點斷開而失電,時間繼電器的觸點復位,為下一次啟動作好準備。圖中的KM2、KM3常閉觸點是聯鎖控制,防止KM2、KM3線圈同時通電而造成電源短路。

      控制線路適用于電動機容量較大(一般為13 kW以上)的場合。當電動機的容量較/b(4~13 kW)時,通常采用兩個接觸器的星形一三角形降壓啟動控制線路。


    (三)兩接觸器式星形一三角形降壓啟動控制電路的工作原理

      兩接觸器式星形一三角形降壓啟動控電線路如圖1.3.19所示。

      電路的工作原理分析:當合上電源開關QS以后,按下啟動按鈕SB2,時間繼電器KT和接兩接觸器式的星形一三角形降壓啟動控制電路。

    (a)主電路;(b)控制電路

      觸器KMl線圈通電,利用K1H1的輔助常開觸點自鎖,主觸點接通主電路,時間繼電器開始時,而KM2線圈因SB2常閉觸點和KMl常閉觸點的相繼斷開而始終不通電,KM2的常閉點閉合,電動機接成星形啟動。當電動機的轉速接近于額定轉速,即時間繼電器延時時間到,其延時打開的常閉觸點斷開,KMl線圈斷電,電動機瞬時斷電。KMl的常閉觸點及KT延時常開觸點閉合,接通KM2的線圈電路,KM2通電動作并自鎖,主電路中的常閉輔助觸斷開,主觸點閉合,電動機定子繞組連接成三角形。同時KM2的常開輔助觸點閉合,再次通KMl線圈,KMl主觸點閉合接通三相電源,電動機進入正常運轉狀態。

      由于本線路的主電路中所用KM2常閉觸點為輔助觸點,因此只適用于功率較小的電機。

      液壓機三相異步電動機星形一三角形降壓啟動具有投資少、線路簡單的優點。但是,在限制動電流的同時,啟動轉矩也為三角形直接啟動時轉矩的1/3。因此,它只適用于空載或輕載動的場合,并且適用于電動機正常運行時定子繞組為三角形接的異步電動機。

     


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