三相异步电机Y换接起动自动控制及单向能耗制动控制解读.docx
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三相异步电机Y换接起动自动控制及单向能耗制动控制解读
沖八丿■象实验报告
课程名称：
电器原理与应用指导老师：
成绩：
实验名称：
三相异步电机Y-△换接起动控制实验类型：
冋组学生姓名：
专业:
姓名:
学号:
日期:
地点:
一、实验目的
1.了解时间继电器的使用方法及在控制系统中的应用；
2.熟悉异步电动机Y-△降压起动控制的运行情况和操作方法；
3.学会设计常用继电接触控制方法。
二、原理说明
按时间原则控制电路的特点是各个动作之间有一定的时间间隔，使用的元件
主要是时间继电器。
时间继电器是一种延时动作的继电器，它从接受信号（如线圈带电）到执行动作（如触点动作）具有一定的时间间隔。
此时间间隔可按需要预先整定，以协调和控制生产机械的各种动作。
时间继电器的种类通常有电磁式、电动式、空气式和电子式等。
其基本功能可分为两类，即通电延时式和断电延时式，有的还带有瞬时动作式的触头。
时间继电器的延时时间通常可在0.4s〜80s
范围内调节。
三、实验设备
序号
名称
数量
1
三相交流电源
1
2
二相鼠笼式异步电动机（D21）
1
3
交流接触器
2
4
时间继电器
1
5
按钮
1
6
热继电器
1
7
万用电表
1
8
切换开关
1
四、实验内容
1•三相异步电机带延时正反转控制
按图1接线，实验操作步骤如下:
220V
（L1賞小
SB1片r~L
ER
图1三相异步电机带延时正反转控制线路
（1）开启控制屏电源总开关；
（2）设置好时间继电器计数值，按下正向起动按钮SB1，观察并记录电动机
的转向和接触器的运行情况;
⑶等待时间到，观察电机的转向，各触电点的吸合情况;
（4）按停止按钮SB3，观察电动机的转向和接触器运行情况；（5）实验完毕，按控制屏停止按钮，切断三相交流电源。
实验现象：
按下启动按钮SB1,接触器KM1动作，电动机正转，定时继电器开始计时；
5s（设定时间）后，接触器KM1断电，KM2通电动作，电动机有正转转换为反转。
按停止按钮SB3电动机自由停车，各个触点复位。
2.设计时间继电器控制鼠笼式电动机Y-△降压自动换接起动的控制线路具体要求如下：
（1）实验用时间继电器为通电延时式时间继电器，所设计的控制线路若能先使KM1和KM2导电闭合，后经一定时间的延时，使KM2失电断开，而后使KM3导电闭合，则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转。
（2）接触器KM3与KM2通过动断触头实现电气互锁，保证KM3与KM2不会同时得电，以防止三相电源的短路事故发生。
（3）保证在按下按钮后，使KM2先得电，依靠时间继电器KT延时动合触头和延时动断作用，再保证KM2先断，而后再自动接通KM3避免换接时电源可能发生的短路事故。
（4）线路正常运行（△接）时，接触器KM2及时间继电器KT均处断电状态
图2实验控制线路图
（1）启动控制屏，合上Q1,接通220V交流电源。
（2）按起动按钮SB2,观察电动机的整个起动过程及各继电器的动作情况。
电动机作丫接法起动，注意观察起动时，电流表最大读数1丫起动=0.086A。
电机为△接法正常运行，注意观察△运行时，电流表电流为I△运行二0.335A。
（3）按停止按钮SB1,观察电机及各继电器的动作情况。
（4）调整时间继电器的整定时间，观察接触器KM2KM3的动作时间是否相应地改变。
（5）实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路电源。
实验现象：
按SB2后，电机丫形启动，定时时间到后转换到△运行方式。
比较Iy起动和I
△运行可知，Y形启动可以降低启动电流，从而实现保护电机的目的。
五、实验注意事项
1.注意安全，严禁带电操作。
2.只有在断电的情况下，方可用万用电表Q档来检查线路的接线正确与否。
六、思考题
1.采用Y-△降压起动对鼠笼电动机有何要求及适用的场合。
试分析Y-A降压起动的优缺点。
Y-△降压启动器适用何种电动机；仅适用于△运行380V的三相鼠笼式电动机作空载或轻载启动。
采用降压启动器目的；降低启动电流，减少电网电压的波动。
因为电动机直接启动时起动电流可达额定电流的4~7倍。
Y-△降压启动器的特点；起动电压是原电压的1/V3倍，起动电流是原起动电流的1/3，起动力矩是原力矩的1/3。
所以仅适用于电动机作空载或轻载启动。
2.控制回路中的一对互锁触头有何作用？
若取消这对触头对Y-△降压换接起动有何影响，可能会出现什么后果？
互锁触头具有保护主线路短路故障的作用；若是在星三角转换时，另一个触头误动作，则主电路电机被短路，产生很大的短路电流，对系统造成巨大危害。
4.降压起动自动控制线路与手动控制线路相比较有哪些优点？
自动控制线路相对于手动控制线路操作上更加简单，由于避免了人为地对主线路直接操作，增加了系统的安全稳定性。
实验四三相异步电机单向能耗制动控制
一、实验目的
1.通过实验进一步理解三相鼠笼式异步电动机能耗制动原理。
2.增强实际连接控制电路的能力和操作能力。
二、原理说明
1.三相鼠笼电动机实现能耗制动的方法是：
在三相定子绕组断开三相交流电源后，在两相定子绕组中通入直流电，以建立一个恒定的磁场，转子的惯性转动切割这个恒定磁场而感应电流，此电流与恒定磁场作用，产生制动转矩使电动机迅速停车。
2.在自动控制系统中，通常采用时间继电器按时间原则进行制动过程的控制。
可根据所需的制动停车时间来调整时间继电器的延时，以使电动机刚一制动停车，就使接触器释放，切断直流电源。
3.能耗制动过程的强弱与进程，与通入直流电流大小和电动机转速有关，在同样的转速下，电流越大，制动作用就越强烈，一般直流电流取为空载电流的35倍为宜。
三、实验设备
序号
名称
数量
1
三相交流电源
1
2
二相鼠笼式异步电动机（D21）
1
3
交流接触器
2
4
时间继电器
1
5
变压器
1
6
整流桥堆
1
7
制动电阻
3
8
按钮
2
9
万用电表
1
四、实验内容
1.鼠笼机接成△接法，实验线路电源接三相电压输出端（U、V、W）。
初步整定时间继电器的延时，可先设置得大一些（约5〜10秒）。
本实验中，能耗制动电阻Rr为100Q。
2.按图3接线，并用万用电表检查线路连接是否正确。
3.自由停车操作先断开整流电源（如拔去接在V相上的整流电源线），按SB1,使电动机起动运转，待电动机运转稳定后，按SB2用秒表记录电动机自由停车时间。
4.制动停车操作接上整流电源（即接通V相的整流电源线）。
a.按SB1,使电动机起动运转，待运转稳定后，按SB2观察并记录电动机从按下SB2起至电动机停止运转的能耗制动时间tz及时间继电器延时释放时间tF,一般应使tF>tZo
b.重新整定时间继电器的延时，以使tF=tz，即电动机一旦停转便自动切断
直流电源
实验现象：
自由停车时间约为8s;制动停车时间约为1s;可见当电机采用制动停车时能够有效快速地从额定转速停车，提高了电机控制性能。
五、实验注意事项
接好线路必须经过严格检查，绝不允许同时接通交流和直流两组电源，即不允许KM1KM同时得电。
六、思考题
电机制动停车需在两相定子绕组通入直流电，若通入单相交流电，能否起到
制动作用，为什么？
答：
通入直流电可以建立稳定的磁场，转子转动切割此磁力线就能感应电势，产生电流，产生制动力矩；要是通入交流电，产生的是交变磁场，转子旋转切割此磁力线产生的是交变电势和交变电流，它就不能产生稳定的制动电流，也就不能起到制动作用。
七、实验心得
本次实验采用电动机Y-△启动控制电路的目的是，首先所选的电动机接线类型可以是丫或△连接，考虑到电动机瞬时起动电流大，对电网、电路造成较大影响严重的威胁到人生安全所以电动机通过Y-△启动控制电路方法来达到限制启动电流的目的。
本次鼠笼式异步电动机Y-△启动控制电路实现自动切换的时间为五秒，前五秒钟交流接触器KMKMy吸合，电动机处于Y形运转状态。
丫形接法的电动机每相绕组电压是△接法的电动机每相绕组的电压的根号1/3，丫接法时供
电线路的电流是△接法直接启动时的1/3，其启动转矩也是△接法直接启动时的1/3。
因此，只能用在电动机轻载或空载启动。
五秒之后电动机自动切换至△运行，加载在电动机定子绕组间的电压为380V,此时交流接触器KMKM△吸合。
实现自动切换的装置是时间继电器。
由于设备的电动机容量和负载的性质是不同的，Y-△转换所需要的时间也是不同的，所以一般以启动过程的电流依据，即电动机由丫转换成△接法时，其加速电流不大于丫接法时的初始启动电流，又接近于初始启动电流时的时间为最佳（最短）延时时间。
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