三相异步电动机启动控制原理图文档格式.docx
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只有再次按下起动按钮SB2时，电动机方能再次起动运转。
也可以用下述方式描述：
合上开关QS
起动→KM主触点闭点→电动机M得电起动、运行
按下SB2→KM线圈得电—→KM常开辅助触点闭合→实现自保
停车→KM主触点复位→电动机M断电停车
按下SB1→KM线圈失电—→
KM常开辅助触点复位→自保解除
3、线路保护环节
（1）短路保护
短路时通过熔断器FU的熔体熔断切开主电路。
（2）过载保护
通过热继电器FR实现。
由于热继电器的热惯性比较大，即使热元件上流过几倍额定电流的电流，热继电器也不会立即动作。
因此在电动机起动时间不太长的情况下，热继电器经得起电动机起动电流的冲击而不会动作。
只有在电动机长期过载下FR才动作，断开控制电路，接触器KM失电，切断电动机主电路，电动机停转，实现过载保护。
（3）欠压和失压保护
当电动机正在运行时，如果电源电压由于某种原因消失，那么在电源电压恢复时，电动机就将自行起动，这就可能造成生产设备的损坏，甚至造成人身事故。
对电网来说，同时有许多电动机及其他用电设备自行起动也会引起不允许的过电流及瞬间网络电压下降。
为了防止电压恢复时电动机自行起动的保护叫失压保护或零压保护。
当电动机正常运转时，电源电压过分地降低将引起一些电器释放，造成控制线路不正常工作，可能产生事故;
电源电压过分地降低也会引起电动机转速下降甚至停转。
因此需要在电源电压降到一定允许值以下时将电源切断，这就是欠电压保护。
欠压和失压保护是通过接触器KM的自锁触点来实现的。
在电动机正常运行中，由于某种原因使电网电压消失或降低，当电压低于接触器线圈的释放电压时，接触器释放，自锁触点断开，同时主触点断开，切断电动机电源，电动机停转。
如果电源电压恢复正常，由于自锁解除，电动机不会自行起动，避免了意外事故发生。
只有操作人员再次按下SB2后，电动机才能起动。
控制线路具备了欠压和失压的保护能力以后，有如下三个方面优点：
防止电压严重下降时电动机在重负载情况下的低压运行;
避免电动机同时起动而造成电压的严重下降;
防止电源电压恢复时，电动机突然起动运转，造成设备和人身事故。
二、三相鼠笼式异步电动机降压起动线路
鼠笼式异步电动机采用全压直接起动时，控制线路简单，维修工作量较少。
但是，并不是所有异步电动机在任何情况下都可以采用全压起动。
这是因为异步电动机的全压起动电流一般可达额定电流的4-7倍。
过大的起动电流会降低电动机寿命，致使变压器二次电压大幅度下降，减少电动机本身的起动转矩，甚至使电动机根本无法起动，还要影响同一供电网路中其它设备的正常工作。
如何判断一台电动机能否全压起动呢?
一般规定，电动机容量在10kW以下者，可直接起动。
10kW以上的异步电动机是否允许直接起动，要根据电动机容量和电源变压器容量的比值来确定。
对于给定容量的电动机，一般用下面的经验公式来估计。
Iq/Ie≤3/4+电源变压器容量（kVA）/[4×
电动机容量（kVA）]
式中
Iq—电动机全电压起动电流（A）;
Ie—电动机额定电流（A）。
若计算结果满足上述经验公式，一般可以全压起动，否则不予全压起动,应考虑采用降压起动。
有时，为了限制和减少起动转矩对机械设备的冲击作用，允许全压起动的电动机，也多采用降压起动方式。
鼠笼式异步电动机降压起动的方法有以下几种：
定子电路串电阻（或电抗）降压起动、自耦变压器降压起动、Y-△降压起动、△-△降压起动等.使用这些方法都是为了限制起动电流,（一般降低电压后的起动电流为电动机额定电流的2-3倍），减小供电干线的电压降落，保障各个用户的电气设备正常运行。
1、串电阻（或电抗）降压起动控制线路
在电动机起动过程中，常在三相定子电路中串接电阻（或电抗）来降低定子绕组上的电压，使电动机在降低了的电压下起动，以达到限制起动电流的目的。
一旦电动机转速接近额定值时，切除串联电阻（或电抗），使电动机进入全电压正常运行。
这种线路的设计思想，通常都是采用时间原则按时切除起动时串入的电阻（或电抗）以完成起动过程。
在具体线路中可采用人工手动控制或时间继电器自动控制来加以实现。
图2定子串电阻降压起动控制线路
图2是定子串电阻降压起动控制线路。
电动机起动时在三相定子电路中串接电阻，使电动机定子绕组电压降低，起动后再将电阻短路，电动机仍然在正常电压下运行。
这种起动方式由于不受电动机接线形式的限制，设备简单，因而在中小型机床中也有应用。
机床中也常用这种串接电阻的方法限制点动调整时的起动电流。
（信息来源：
）
图2（A）控制线路的工作过程如下：
按SB2
KM1得电（电动机串电阻启动）
KT
得电
（延时）
KM2得电（短接电阻，电动机正常运行）
按SB1，KM2断电，其主触点断开，电动机停车。
只要KM2得电就能使电动机正常运行。
但线路图（A）在电动机起动后KM1与KT一直得电动作，这是不必要的。
线路图（B）就解决了这个问题，接触器KM2得电后，其动断触点将KM1及KT断电，KM2自锁。
这样，在电动机起动后，只要KM2得电，电动机便能正常运行。
串电阻起动的优点是控制线路结构简单，成本低，动作可靠，提高了功率因数，有利于保证电网质量。
但是，由于定子串电阻降压起动，起动电流随定子电压成正比下降，而起动转矩则按电压下降比例的平方倍下降。
同时，每次起动都要消耗大量的电能。
因此，三相鼠笼式异步电动机采用电阻降压的起动方法，仅适用于要求起动平稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合。
大容量电动机多采用串电抗降压起动。
2、串自耦变压器降压起动控制线路
（1）线路设计思想
在自耦变压器降压起动的控制线路中，限制电动机起动电流是依靠自耦变压器的降压作用来实现的。
自耦变压器的初级和电源相接，自耦变压器的次级与电动机相联。
自耦变压器的次级一般有3个抽头，可得到3种数值不等的电压。
使用时，可根据起动电流和起动转矩的要求灵活选择。
电动机起动时，定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压，一旦起动完毕，自耦变压器便被切除，电动机直接接至电源，即得到自耦变压器的一次电压，电动机进入全电压运行。
通常称这种自耦变压器为起动补偿器。
这一线路的设计思想和串电阻起动线路基本相同，都是按时间原则来完成电动机起动过程的。
图3定子串自耦变压器降压起动控制线路
线路工作原理：
闭合开关QS。
起动
按下按钮SB2，KM1和时间继电器KT同时得电，KM1常开主触点闭合，电动机经星形连接的自耦变压器接至电源降压起动。
时间继电器KT经一定时间到达延时值，其常开延时触点闭合，中间继电器KA得电并自锁，KA的常闭触点断开，使接触器KM1线圈失电，KM1主触点断开，将自耦变压器从电网切除,KM1常开辅助触点断开，KT线圈失电，KM1常闭触点恢复闭合，在KM1失电后，使接触器KM2线圈得电，KM2的主触点闭合，将电动机直接接入电源，使之在全电压下正常运行。
停止
按下按钮SB1，KM2线圈失电，电动机停止转动。
在自耦变压器降压起动过程中，起动电流与起动转矩的比值按变比平方倍降低。
在获得同样起动转矩的情况下，采用自耦变压器降压起动从电网获取的电流，比采用电阻降压起动要小得多，对电网电流冲击小，功率损耗小。
所以自耦变压器被称之为起动补偿器。
换句话说，若从电网取得同样大小的起动电流，采用自耦变压器降压起动会产生较大的起动转矩。
这种起动方法常用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机。
其缺点是自耦变压器价格较贵，相对电阻结构复杂，体积庞大，且是按照非连续工作制设计制造的，故不允许频繁操作。
3、Y—△降压起动控制线路
（1）线路设计思想
Y—△降压起动也称为星形—三角形降压起动，简称星三角降压起动。
这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。
所不同的是，在起动时将电动机定子绕组接成星形，每相绕组承受的电压为电源的相电压（220V），减小了起动电流对电网的影响。
而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法，每相绕组承受的电压为电源的线电压（380V），电动机进入正常运行。
凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机，均可采用这种线路。
（2）典型线路介绍
定子绕组接成Y—△降压起动的自动控制线路如图4所示。
图4
Y—△降压起动控制线路
工作原理：
按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，电动机M接入电源。
同时，时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。
接触器KM2线圈得电，其常开主触点闭合，电动机M定子绕组在星形连接下运行。
KM2的常闭辅助触点断开，保证了接触器KM3不得电。
时间继电器KT的常开触点延时闭合;
常闭触点延时继开，切断KM2线圈电源，其主触点断开而常闭辅助触点闭合。
接触器KM3线圈得电，其主触点闭合，使电动机M由星形起动切换为三角形运行。
停车
按SB1
辅助电路断电
各接触器释放｀
电动机断电停车
线路在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁，防止它们同时动作造成短路;
此外，线路转入三角接运行后，KM3的常闭触点分断，切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能，并延长其寿命。
三相鼠笼式异步电动机采用Y—△降压起动的优点在于：
定子绕组星形接法时，起动电压为直接采用三角形接法时的1/3，起动电流为三角形接法时的1/3，因而起动电流特性好，线路较简单，投资少。
其缺点是起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3，转矩特性差。
所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。
另外应注意，Y—△联接时要注意其旋转方向的一致性。
4、△—△降压起动控制线路
（1）
线路设计思想
如前所述，Y—△降压起动有很多优点，但美中不足的是起动转矩太小。
能否设计一种新的降压起动方法，既具有星形接法起动电流小，又不需要专用起动设备，同时又具有三角形接法起动转矩大的优点，以期完成更为理想的起动过程呢?
△—△降压起动便能满足这种要求。
在起动时，将电动机定子绕组一部分接成星形，另一部分接成三角形。
待起动结束后，再转换成三角形接法，转换过程仍按照时间原则来控制。
从图5中的绕组接线看，就是一个三角形3条边的延长，故也称延边三角形。
图5为电动机定子绕组抽头连接方式。
其中图（a）是原始状态。
图（b）为起动时接成延边三角形的状态。
图（c）为正常运行时状态。
这种电动机共有9个抽线头，改变定子绕组抽头比（即N1与N2之比），就能改变起动时定子绕组上电压的大小，从而改变起动电流和起动转矩。
但一般来说，电动机的抽头比已经固定，所以，仅在这些抽头比的范围内作有限的变动。
例如，通过相量计算可知，若线电压为380V，当N1/N2=1/1时，相似于自耦变压器的抽头百分比71℅，则相电压为264V;
当N1/N2=1/2时，相似于自耦变压器的抽头百分比78℅，则相电压为290V;
当N1/N2=2/1时，相似于自耦变压器的抽头百分比66℅;
Y—△接法，相似于自耦变压器的抽头百分比58℅。
（2）
典型线路介绍
定子绕组呈△—△接法的线路如图6所示。
接触器联锁的正反转及星三角降压起动的原理图和接线图
三相异步电动机的日常检查重点
三相异步电动机的日常检查重点！
首先是电缆：
电缆是三相异步电动机的重要部件，一旦电缆出现问题，整台振动电机就将瘫痪！
特别是出线根部的电缆，比较容易振断或者磨破损伤，因为出现电缆承受了振动电机的激振力。
由于这个方便检查，可以放在最开始就查看。
其次是轴承：
对于振动电机来说，轴承的作用是非常大的，作为振动电机中不可缺少的一部分，对于轴承的检修需要注意的是拆卸时要记录好偏心快的位置，还有注意安装手法和步骤，一定要严格按照步骤进行安装，避免安装不到位给工作带来影响。
最后就是螺栓了。
必须经常检查三相异步电动机的所有螺栓拉近程度，特别注意固定绝缘部分与旋转部分的螺栓。
因为一旦螺栓出现松动，正在激振力的作用下，整台振动电机都会受到巨大的振动，甚至会被振散！
三相异步电动机的维护与检修可以根据需要制定检修周期表，每日检查以上的检修重点，每周严格按照说明书的要求逐项进行！
养成良好的维护习惯将大大延长三相异步电动机的使用寿命！
电机常见问题分析及对策
结合生产运行与检修实践对生产过程中电机常见的一些问题及解决方案检修工艺标准作初步探讨。
一.电机绕组局部烧毁的原因及对策
1．由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。
相应对策：
①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；
②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在接线盒等处涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩；
③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。
2．由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。
严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。
轴承损坏一般由下列原因造成：
①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。
无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。
但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。
②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。
例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。
③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。
④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。
⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。
⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。
⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。
⑧轴承运行时间过长未及时更换属超期服役出现疲劳损伤致轴承珠架、滚珠损坏⑨备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。
①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃~100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。
②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。
③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。
④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。
⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。
⑥禁止多种润滑油脂混用。
⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。
⑧建立电机运行台帐，对于超期服役的轴承应及时更换⑨对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。
3．由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。
电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。
检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。
动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。
电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。
4．由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。
①尽量避免电动机过载运行。
②保证电动机洁净并通风散热良好。
③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。
5．电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。
②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内
二.三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策
如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。
在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。
三相异步电动机绕组为△接法时:
当电机不论何种原因缺相后,电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中任意两相变为串联关系后与第三相并联，在负荷不变的情况下，第三相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。
三相异步电动机绕组为Y接法时:
电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时有一相绕组被开路，另外两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。
特别指出，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。
因此，电源缺相时电动机不能启动。
但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。
对策：
无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。
与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。
特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。
其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。
所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的主回路及控制回路元进行全面的检修和试验。
三相异步电动机的制动控制线路
某些生产机械，如车床等要求在工作时频繁的起动与停止；
有些工作机械，如起重机的吊勾需要准确定位，这些机械都要求电动机在断电后迅速停转，以提高生产效率和保护安全生产。
电动机断电后，能使电动机在很短的时间内就停转的方法，称作制动控制。
制动控制的方法常用的有二类，即机械制动与电力制动，下面将这两种制动方法介绍如下。
一、机械制动
机械制动是利用机械装置，使电动机迅速停转的方法，经常采用的机械制动设备是电磁抱闸，电闸抱闸的外形结构如图21801所示。
电磁抱闸主要由两部分构成：
制动电磁铁和闸瓦制动器。
制动电磁铁由铁芯和线圈组成；
线圈有的采用三相电源，有的采用单相电源；
闸瓦制动器包括：
闸瓦，闸轮，杠杆和弹簧等。
闸轮与电动机装在同一根转轴上.制动强度可通过调整弹簧力来改变。
一）电磁抱闸制动控制线路之一
电磁抱闸制动控制线路之一如图21802所示：
电磁抱闸制动控制线路的工作原理简述如下:
接通电源开关QS后，按起动按钮SB2，接触器KM线圈获电工作并自锁。
电磁抱闸YB线圈获电，吸引衔铁（动铁芯），使动、静铁芯吸合，动铁芯克服弹簧拉力，迫使制动杠杆向上移动，从而使制动器的闸瓦与闸轮分开，取消对电动机的制动；
与此同时，电动机获电起动至正常运转。
当需要停车时，按停止按钮SB1，接触器KM断电释放，电动机的电源被切断的同时，电磁抱闸的线圈也失电，衔铁被释放，在弹簧拉力的作用下，使闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动，迅速停止转动。
（版权所有）
电磁抱闸制动，在起重机械上被广泛应用。
当重物吊到一定高度，如果线路突然发生故障或停电时，电动机断电，电磁抱闸线圈也断电，闸瓦立即抱住闸轮使电动机迅速制动停转，从而防止了重物突然落下而发生事故。
二）电磁抱闸制动控制线路之二
采用图21802控制线路，有时会因制动电磁铁的延时释放，造成制动失灵。
造成制动电磁铁延时的主要原因：
制动电磁铁线圈并接在电动机引出线上（参见图2－71）。
电动机电源切断后，电动机不会立即停止转动，它要因惯性而继续转动。
由于转子剩磁的存在，使电动机处于发电运行状态，定子绕组的感应电势加在电磁抱闸YB线圈上。
所以当电动机主回路电源被切断后，YB线圈不会立即断电释放，而是在YB线圈的供电电流小到不能使动、静铁芯维持吸合时，才开始释放。
解决上述问题的简单方法是；
在线圈YB的供电回路中串入接触器KM的常开触头。
如果辅助常开触头容量不够时，可选用具有五个主触头的接触器。
或另外增加一个接触器，将后增加接触器的线圈与原接触器线圈并联。
将其主触头串入YB的线圈回路中。
这样可使电磁抱闸YB的线圈与电动机主回路同时断电，消除了YB的延时释放。
防止电磁抱闸延时的制动控制线路如图21803所示。
二、电力制动
常用的电力制动有电源反接制动和能耗制动两种。
一）电源反接制动
电源反接制动是依靠改变电动机定子绕组的电源相序，而迫使电动机迅
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