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2.直接起动控制线路
中、小容量三相异步电动机的直接起动控制线路,其中用了组合QC、交流接触器KM、按钮SB、热继电器KR及熔断器FU等几种电器。
先将组合开关QC闭合,为电动机起动作好准备。当按下起动按钮SB1时,交流接触器KM的线圈通电,动铁芯被吸合,使三个主触头闭合,电动机M起动。当松开SB1时,交流接触器本应在弹簧作用下恢复其断开位置,但由于与起动按钮并联的辅助触头和主触头同时闭合,因此接触器线圈的电路仍然接通而使接触器触头保持在闭合位置。这个辅助触头称为自锁触头。
如将停止按钮SB2按下,则将线圈的电路切断,动铁芯和触头恢复到断开的位置。
断开状态
闭合状态
在以上电器中,原来就接通的触头称之为常闭触头;原来就断开的触头称之为常开触头。
上述控制电路可实现短路保护作用、过载保护作用和零电压保护等多重保护。熔断器FU起短路保护作用。一旦发生短路事故,熔丝立即熔断,电动机立即停车。热继电器KR起过载保护作用。过载时,它的热元件发热,常闭触头断开,使接触器线圈断电,主触头断开,电动机也就停下来。为了可靠地保护电动机,应至少用两个热元件,分别串接在任意两相中。这样不仅在电动机过载时起保护作用,而且当任意一相的熔丝熔断后作单相运行时,仍有一个或两个热元件中通有电流而使电动机得到保护。过零保护作用就是当电源暂时停电时,电动机即自动从电源切除。因为这时接触器线圈中的电流消失,动铁芯释放而使主触头和辅助触头同时断开。当电源电压恢复后,若不重新按起动按钮,则电动机不能自行起动,因为自锁触头已经断开。如果不是采用继电接触器控制,而是直接用刀开关或组合开关进行手动控制,那么停电时未及时拉开开关,当电源电压恢复时,电动机即自行起动而可能造成事故。
以上的控制电路分为主电路和控制电路两部分。
主电路是:
三相电源
—— QC(组合开关)
—— FU(熔断器)
—— KM(交流接触器主触头)
—— KR(热继电器)
—— 电动机
控制电路是:
电源线1 —— SB1
―― KM(交流接触器辅助触头)
—— KM(线圈)
—— KR(热继电器常闭触头)
—— 电源线2
必须学会由直接启动的控制线路图绘制相应的原理图。在绘制原理图时需要注意:
将控制线路和主电路分开。各种电器使用统一的符号。同一电器的各个部件是分散的,但使用同一文字符号表示;而且它们的动作是关联的。
所有电器的触头均以起始位置表示。所谓起始位置即在没有通电或没有发生机械动作时的位置,如对于按钮是在未按下时的位置。在起始情况下,如果触头是断开的,则称为常开触头或动合触头(因为一动就合);如果触头是闭合的,则称为常闭触头或动断触头(因为一动就断)。
(二)鼠笼式异步电动机的降压起动
当鼠笼式异步电动机容量较大,而电源容量不够大时,为了限制起动电流,避免电网电压显著下降,一般采用降压起动。降压起动是利用起动设备,在起动时降低加在定子绕组上的电压,待起动过程结束,再给定子绕组加上全电压(正常工作的额定电压)。
由于电磁转矩正比于定子绕组电压的平方,所以电动机在起动时,起动转矩也大大降低了。
因此,降压起动只适合于空载或轻载起动,负载不大的情况。选择起动方法时,要同时校核起动电流和起动转矩是否满足要求。
鼠笼式降压起动方式中经常采用的两种方式,即星形—三角形(Y—△)起动和自耦变压器降压起动。
1.星形—三角形(Y—△)起动。如果电动机在工作时其定子绕组是联接成三角形的,那么在起动时可把它联成星形,等到转速接近额定值时再换接成三角形。
这就是Y—△起动。
在Y—△起动过程中,Y联接需要持续一定时间才能换接成Δ联接,这就得用时间继电器来控制。
在交流电路中,常采用的空气式时间继电器,它是利用空气阻尼作用来实现动作延时的。延时时间即为自电磁铁吸引线圈通电时刻起至微动开关动作时为止的这段时间。通过调节螺钉10,调节进气孔的大小就可调节延时时间。
空气式时间继电器结构简单,但准确度较低。延时范围有0.4~60秒和0.4~180秒两种。
除空气式时间继电器外,常用晶体管时间继电器利用电容器充放电和脉冲计数的原理。特点体积小、耗电少、延时范围较宽(0.1~15秒)。
图3-21鼠笼式异步电动机Y—△起动控制电路。KM1、KM2、KM3是三个交流触器,KT是延时继电器。起动时KM3工作(KM2不工作),电动机接成Y形;运行时KM2工作(KM3不工作),电动机接成△形。
线路的动作次序如下:
本线路的特点是在接触器KM1断电,也就是电动机主电路断开的情况下进行Y—△换接,这样就可以避免当KM3的常开触头还未断开时KM2已吸合而造成电源短路;另外,接触器KM3的常开触头在无电情况下断开,这就避免电弧的发生,延长其使用寿命。
由于起动转矩减小到正常运转转矩的1/3。所以,Y—△起动方法只适用于空载或轻载情况下起动;而且Y—△启动只能用于正常运行时定子绕组接成△的情况。
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