课题十一 三相笼型异步电动机的减压启动控制0901.docx
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课题十一三相笼型异步电动机的减压启动控制0901
教学班级
教学日期
教学学时
理论6学时 实训10学时
实操§6.2
教学课题
三相笼型异步电动机的减压启动控制
教学目的
通过授课和实训使学生
1、了解交流电动机的减压起动原理
2、掌握电气图的图形符号、文字符号及接线端子标记，电气图的组成
3、掌握电动机的降压启动控制工作原理、线路的分析、电气线路安装接线方法
4、掌握控制线路的各种保护作用与控制方法
5、掌握电动机试车的方法和注意事项
6、通过演示、训练等教学方法，提高学生的学习兴趣和技能水平，让学生善于动脑，并养成安全文明生产的好习惯
教学重点
1、电动机的Y-△启动控制的工作原理和电压调整调整及测量方法
2、电动机的Y-△启动控制安装、线路检查及维修方法
教学难点
电动机的控制工作原理、线路的分析
教学方法：
讲授、举例、讨论法示范、训练。
教学过程
【组织教学】
1、准备好教案和挂图，示教板和演示所用的工具和仪表板书需提前内容。
2、准备好实习器材准备、元件清单领用所需元件和材料。
3、预先分好小组，安排好学生实习岗位。
4、检查实习场所的电气、消防、卫生等情况应符合实习安全要求。
5、检查学生出勤情况，学生穿戴用品、工具不得带有安全方面的缺陷。
【入门指导】
〖引入新课〗
减压起动是将设备电压适当减小后加到电动机的定子绕组限制启动电流，等电动机转速升高到稳定转速时，再使电动机定子绕组上的电压恢复到额定值。
由于电动机电磁转矩与电源电压平方成正比，所以减压起动时起动转矩将大为降低。
为此，减压起动方法仅适用于空载或轻载起动。
降压起动一般有下列四种方法。
板标题,举例讲解
5min
〖新课讲授〗
相关理论知识
一、交流电动机的减压起动原理
1.电动机定子串电阻（电抗器）减压起动
三相异步电动机定子串电抗器起动时，电抗器接入定子电路；进入正常运行后，切除电抗器。
三相异步电动机直接起动时，其每相等值电路如图a所示，电源电压U1直接加在短路阻抗上。
定子边串入电抗X起动时，每相等值电路如图（b）所示，
所至，一般说来
因此，串电抗起动时，可以近似把看成是电抗性质。
设串电抗时电动机定子电压与直接起动时电压比值为u，
则
显然，定子串电抗器起动，电抗器起到了分压的作用，降低了起动电流，但起动转矩降低得更多。
因此，定子串电抗器起动，只能用于空载和轻载。
在实际中，先给定线路允许电动机起动电流的大小，再计算电抗X的大小。
计算公式推导如下：
其中短路阻抗为：
2.电动机经自耦变压器减压起动控制
电动机降压起动电流为，与直接起动的起动电流之间关系是：
自耦变压器原边的起动电流为，与之间关系为：
因此降压起动与直接起动相比，供电变压器的起动电流的关系为：
起动时记起动转矩为，与直接起动时起动转矩之间的关系为：
采用自耦变压器降压起动时，与直接起动相比较，电压降低到倍，起动电流与起动转矩降低到倍
实际上起动用的自耦变压器，备有几个抽头供选用。
例如QJ2型有三种抽头，分别为55%、64%、73%。
QJ3型也有三种抽头，分别为40％、60%、80%。
这也是我们前面所讲的优点，但是，自耦变压器体积大，价格高，也不能带重负载起动。
自耦变压器降压起动在较大容量鼠笼异步电动机上广泛应用。
3.电动机延边三角形降压启动控制
4.电动机Y-△减压起动控制
Y-△降压启动是指电动机启动时，把定子绕组接成Y形，以降低启动电压，限制启动电流。
经几秒，当电动机启动后，再把定子绕组接成△形，使电动机全压运行。
凡是在正常运行时定子绕组作△形连接的异步电动机，均采用这种降压启动方法。
如起动为角接，相电压等于线电压
每相起动电流为线上的起动电流为。
如果起动为Y接，每根起动电压为：
每相起动电流，则
上式说明，Y一△起动时，尽管相电压和相电流与直接起动时相比降低到原来的1／，但是对供电变压器造成冲击的起动电流则降低到直接起动时的1／3。
直接起动时起动转矩为，Y一△起动时起动转矩为，
则：
Y一△起动可以用于拖动的轻负载。
到目前为止，前面所介绍的几种鼠笼式异步电动机降压起动方法，主要目的都是减小起动电流，但同时又都程度不同地降低了起动转矩，因此只适合空载或轻载起动。
对于重载起动，尤其要求起动过程很快的情况下，则需要起动转矩较大的异步电动机。
加大起动转矩的方法是增大转子电阻。
对于绕线式异步电动机，则可在转子回路内串电阻。
对于鼠笼式异步电动机，只有设法加大鼠笼本身的电阻值，这类电动机有高转差率鼠笼式异步电动机、双鼠笼式异步电动机和深槽式鼠笼异步电动机。
5.电动机手动控制Y-△降压启动控制线路
1）定子绕组Y形和△形接线图
电动机定子绕组△、Ｙ接法接线盒内部接线图
2）降压原理：
起动时，电动机定子绕组Y连接，每绕组电压220V。
运行时，电动机定子绕组△连接，每绕组电压380V
3）手动Y-△开关控制电动机启动控制线路
4）电动机手Y-△降压启动控制线路
1）电路组成
该线路有三个接触器、一个热继电器、一个时间继电器和三个按钮组成。
SB3按钮用作控制Y形降压启动时间和完成Y-△自动切换。
2）电动机Y-△降压起动控制原理图
3）主电路分析：
KM1、KM3——Y起动，KM1、KM2——△运行。
4）二次控制电路Y-△降压起动过程分析：
按下起动按钮SB2—>KM1线圈通电自锁
—>KM3线圈通电--M作Y接起动；
—>KT线圈通电延时—>KM3线圈断电－>KM2线圈通电自锁—>M作△接行。
5）讨论：
KM1、KM2、KM3容量关系。
6.电动机自动控制Y-△降压启动控制线路
1）电路组成
该线路有三个接触器、一个热继电器、一个时间继电器和二个按钮组成。
时间继电器KT用作控制Y形降压启动时间和完成Y-△自动切换。
2）电动机Y-△降压起动控制原理图
3）控制工作原理
停止
按下SB2。
该线路中，接触器KM3得电后，通过KM3的常开辅助触头使接触器KM1得电动作，这样KM3的主触头是在无负载的条件下进行闭合的，故可延长接触器KM3主触头的使用寿命。
相关工艺知识
一、
1.电动机控制线路的安装步骤和方法
（1）按电路设计要求配齐电器元件，并进行元件检验
（2）电器元件位置紧固安装要求
1）各元件的安装位置应整齐、均匀，电源开关装在右上方，主电路元件应按谅理图上的编号顺序安装，二次控制电器应装在右下方要整齐、匀称。
2）元件间距合理和便于更换元件。
一般距离地0.4～2m；电器之间距离250V以下小于15mm，250V～500V小于25mm。
3）紧固元件时应用力均匀，紧固程度适当。
（3）导线的选用要求
1）绝缘强度
2）导线截面积：
主电路控制应根据设计短路电流选用，板内二次控制BV－500V0.5mm2以上，板外BRV－500V1mm2以上。
3）导线的标志要求：
1颜色PE－黄绿双色，N和M－浅蓝色，交直动力线－黑色，交流控制－红色，直流控制－蓝色，以外边控制连接时，断电仍带电的应用桔或黄色，与PE连接的应用白色。
2线号标志主电路、二次控制电路
（4）导线布及连接工艺要求
1）明线布线：
先控制回路后主回路，主电路可以悬空，二次控制电路平底板，主电路按电流方向由上进下出，二次控制电路可以不分由里向外布线，布线要求横平竖直、整齐、分布均匀、不能交叉，严禁损伤线芯和导线绝缘，每根线套两个编码套管。
2）电器元件端子只能接两根导线，接线端子原则上只能接一根导线，导线不裸碌芯线、不压胶、不反卷，如两线时，上正卷、下反卷。
2.时间继电器的结构调整和时间整定
1）结构调整：
只要将固定电磁系统的螺丝松下，将电磁系统转动180度，结构形式就发生了改变。
2）时间整定：
调整固定电磁系统的螺丝前后的距离和调节时间调整选钮，注意箭头的方向。
3.固定安装元件（见图）
4.电动机控制线路的检查项目
1）检查各元件代号、标记正确，安装是否牢靠。
2）检查线路布线连接是否符合工艺，连接是否正确。
（1）主电路：
万用表打在R×1档
●按下KM1，表棒分别接在U11—U1；V11—V1；W11—W1，这时表针指在零。
●按下KM3，表棒接在W2—U2；U2—V2；V2—W2，这时表针也指在零。
●按下KM2，表棒分别接在U1—W2；V1—U2；W1—V2，这时表针指在零。
（2）控制电路：
万用表打在R×100或R×1K档，表棒接在1—0之间
●按下SB1，表针指为1KΩ左右，同时按下KT一段时间，指针指为2KΩ。
●按下KM1，指针指为2KΩ左右，同时按下SB2，指针为0。
●按下SB3，指针指为1KΩ左右，同时按下SB1或KM1，指针为0。
●按下KM2和KM3，指针指在1KΩ左右，同时按下SB1或KM1，指针指为0。
5.接线要点：
1）KT瞬时触头和延时触头的辨别（用万用表测量确认）和接线。
2）1KM1、KM2、KM3主触头的接线：
注意要分清进线端和出线端。
如接触器KM1的进线必须从三相定子绕组的末端引入，若误将其首端引入，则在KM1吸合时，回产生三相电源短路事故。
3）控制线路中KM1和KM3触头的选择和KT触头、线圈之间的接线。
4） 电动机的接线端与接线排上出线端的连接。
接线时要保证电动机△形接法的正确性，即接触器KM2主触头闭合时，应保证定子绕组的U1与W2、V1与U2、W1与V2相连接。
6.电动机空载试验
7.电动机负载试验
8.安全要求和注意事项
1）电动机必须安放平稳,其金属外壳与按钮盒的金属部分须可靠接地；
2）用Y-△降压启动控制的电动机，必须有6个出线端且定子绕组在△接法时的额定电压等于电源线电压。
3）接线时要保证电动机△形接法的正确性，即接触器KM2主触头闭合时，应保证定子绕组的U1与W2、V1与U2、W1与V2相连接。
4）接触器KM1的进线必须从三相定子绕组的末端引入，若误将其首端引入，则在KM1吸合时，回产生三相电源短路事故。
5）控制板外部配线，必须按要求一律装在导线通道内，使导线有适当的机械保护，以防止液体、铁屑和灰尘的侵入。
在训练时可适当降低标准，但必须能确保安全为条件，如采用多芯橡皮线或塑料护套软线。
6）通电效验前检查熔体规格及时间继电器、热继电器的各整定值是否符合要求。
7）通电效验必须有指导教师在现场监护，学生应根据电路图的控制要求独立进行校验，若出现故障也应自行排除。
8）安装训练应在规定定额时间内完成。
同时要做到安全操作和文明生产。
9.实习步骤：
1）按元件明细表将所需器材配齐并检验元件质量；
2）在控制板上合理布置固定安装所有电器元件，并贴上醒目的文字符号；
3）按接线图进行板内布线，并在线头上套数码管和冷压接线头；
4）自检控制板线路的正确性；
5）可靠连接电动机和电器元件金属外壳的保护接地线。
6）经指导教师初检后，通电校验，接电动机试运转；
7）拆去控制板外接线和评分。
二、生产实习实习内容：
1.按图装接控制线路；检查线路的正确性；通电空运转校验
2.控制电动机启动控制线路
（1）电动机的手动Y-△开关控制
（2）电动机Y-△减压起动控制线路
3.检修训练：
每两个同学为一组，在安装好的配电盘上互设两个故障，在监护下检修。
（1）
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