繞線式異步電動機調速控制線路

1、217  繞線式異步電動機起動和調速控制線路繞線式異步電動機的特點是：它的轉子上繞有繞組，并且通過轉子上的集電環(huán)（俗稱滑環(huán)）在轉子繞組中串接附加的電抗。當轉子回路中的電抗改變時，電動機的力矩特性將改變，適當?shù)卣{節(jié)轉子回路中的電阻，可以得到理想的起動狀態(tài)。用繞線式異步電動機可以得到很大的起動轉距，同時起動時的電流也減少很多。所以在對起動轉距，調速特性要求較高的機械中（如卷揚機、橋式起動機等），常常使用繞線式異步電動機。繞線式異步電動機的缺點是：電動機比較復雜、造價也高、耐用性能較差、效率也稍低。繞線式異步電動機的起動方法有如下三種：一、轉子繞組串接電阻；二、轉子繞組串接頻敏變阻器；三、

2、用凸輪控制器。下面分別具體介紹繞線式電動機的三種起動方法：一、轉子繞組串接電阻起動控制線路轉子繞組串接電阻控制繞線式異步電動機的線路又分為:用按鈕開關、用時間繼電器、用電流繼電器三種不同的控制線路，下面依次介紹如下：1、用按鈕開關控制繞線式異步電動機的控制線路。用按鈕開關控制繞線式電動機的控制線路如圖21701所示：圖21701的工作原理簡述如下：圖中：KM1、KM2、KM3、KM4、四個接觸器除KM1作接通電源用外，其余三個均是短路轉子回路中的起動電阻用的。SB1為停止按鈕；SB2為起動按鈕，SB3、SB4、SB5均為切除電阻用的按鈕開關。起動電動機時，按下SB2，KM1獲電吸合并自鎖，電動

3、機轉子繞組內(nèi)串入R1、R2、R3全部電阻起動。按下SB3，KM2獲電吸合并自鎖，其主觸頭KM1閉合，短路R1，電動機加速運轉；同理，按SB4、SB5分別短路R2及R3，電動機一級、一級加速運轉。并且當KM3閉合時，其常閉觸頭KM3切斷KM2的線圈回路；KM4閉合時，其常閉觸頭KM4切斷KM3、（包括KM2）的線圈回路。當電動機全速運轉時，只有KM1、KM4兩個接觸器獲電工作，其余均斷開。接觸器，KM2、KM3、KM4的常閉觸頭串聯(lián)在KM1線圈回路中的作用是，保證電動機在轉子回路中電阻全部加入的條件下才能起動。當KM2、KM3、KM4的任一個常閉觸頭因熔焊或其它原因沒有恢復閉合時，KM1線圈因無

4、通路而不能獲電，這樣電動機也就不能獲電起動。2、用時間繼電器控制繞線式異步電動機的控制線路。用時間繼電器控制繞線式電動機的控制線路如圖21702所示：  該控制線路的工作原理如下：圖21702控制線路是由三個通電延時型時間繼電器，KT1、KT2、KT3和三只接觸器，KM2、KM3、KM4相互配合來實現(xiàn)轉子回路的三段起動電阻R1、R2、R3的短接，在此三個延時閉合的常開觸頭的作用相當于圖21701電路中的三個按鈕開關SB3、SB4、SB5。工作時，按起動按鈕SB2，接觸器KM1獲電吸合并自鎖，KM1主觸頭閉合，電動機定子繞組接通電源，轉子繞組串接全部電阻起動。KM1獲電的同時

5、，時間繼電器KT1也獲電，經(jīng)過預先整定的時間后，時間繼電器的延時常開觸頭KT1閉合，接通接觸器KM2線圈回路，使接觸器KM2獲電吸合，轉子回路中的兩副主觸頭KM1閉合，短接第一級起動電阻R1，接觸器KM2吸合后，其常開觸頭KM2又接通時間繼電器KT2的線圈回路，使KT2獲電；經(jīng)過KT2預先整定的時間后，時間繼電器KT2的延時常開觸頭閉合，接通線圈KM3回路，使接觸器KM3在轉子回路中的主觸頭閉合，短接第二級起動電阻R2。同時接觸器KM3的常開觸頭KM3閉合，使時間繼電器KT3線圈獲電；經(jīng)過KT3的預先整定時間后，時間繼電器KT3延時常開觸頭閉合，使KM4線圈獲電，其兩副在轉子回路中的主觸頭閉合

6、，短接第三級起動電阻R3；同時KM4的自鎖觸頭閉合自鎖；KM4常閉觸頭斷開，使KT1失電釋放，KT1的常開觸頭瞬間斷開，使KM2、KT2、KM3、KT3依次斷電釋放，恢復原位。只有KM1與KM4因它們具有自鎖功能，所以保持在工作狀態(tài)。電動機的起動過程結束，進行正常運轉。接觸器KM2、KM3、KM4常閉觸頭的作用與圖21701中的相同，此處不再重復。3、用電流繼電器自動控制繞線式異步電動機控制線路用電流繼電器自動控制繞線式異步電動機的控制線路如圖21703所示：該控制線路中，轉子回路的原理圖如圖21703a）所示，主回路的其余部分與圖21701中的主回路完全相同。圖21703控制線路是根據(jù)電動機

7、轉子回路電流的變化，利用電流繼電器FA來控制起動電阻的短接。FA1、FA2、FA3是電流繼電器，它們的線圈，都串連在轉子回路中。電流繼電器觸頭的動作取決于通過線圈的電流的大小。這三個電流繼電器的吸合電流都相同，但是它們的釋放電流不同。其中FA1的釋放電流最大；FA2次之，F(xiàn)A3最小。電動機剛起動時因電流很大，它們接在控制電路中的常閉觸頭斷開，這時接觸器KM4、KM2、KM3、的線圈回路都被切斷，不工作，它們接在轉子電路中的主觸頭都處于斷開狀態(tài)，使轉子回路的電阻R1、R2、R3都接入。隨著電動機轉速的升高，轉子電流逐漸減少，電流繼電器FA1首先釋放，它的常閉觸頭恢復閉合，使接觸器KM2獲電吸合，

8、其主觸頭閉合，把第一級電阻R1短接切除；當R1被切除后，轉子電流因電阻的減少而重新增大，但當電動機轉速繼續(xù)上升時，轉子電流又會減少，使電流繼電器FA2釋放，其常閉觸頭FA2也恢復閉合，使KM3獲電吸合，其主觸頭KM3閉合，把第二級電阻R2短接切除，如此繼續(xù)下去，直至全部電阻都短接切除。電動機起動完畢，正常運轉。中間繼電器KA的作用是為KM2、KM3、KM4線圈提供通路，而且保證起動開始時，全部電阻都接入轉子電路。因為只有中間繼電器KA獲電，且KA的常開觸頭閉合后，才能為電流繼電器FA1、FA2、FA3的常閉觸頭提供通路，然后才能逐級短路切除電阻，這樣就保證了電動機在串入全部電阻條件下起動。二、

9、轉子繞組串接頻敏變阻器的起動控制線路。上述的繞線式電動機在轉子繞組中串接電阻的起動方法，在電動機起動過程中，由于逐級減少電阻，使電阻的變化較大，致使電動機的電流及轉距有突變的過程，產(chǎn)生一定的機械沖擊力，同時串接電阻的控制線路復雜，使用的電器元件多，且起動電阻的體積也很大。從60年代開始，我國開始應用和推廣自己獨創(chuàng)的頻敏變阻器。頻敏變阻器實質上是一個鐵芯損耗非常大三相電抗器。它由數(shù)片E性鋼板迭成，具有鐵心和線圈兩部分，并制成開啟式，星形接法。將頻敏變阻器串接在轉子回路中，相當于轉子繞組接入一個鐵損很大的電器。由于頻敏變阻器的阻抗能夠隨著轉子電流頻率的下降而自動減小，所以它是繞線式異步電動機較為理

10、想的一種起動裝置。目前較大容量的繞線式異步電動機常采用這種裝置。如在空氣壓縮機與橋式起動機等設備上已獲得了廣泛的應用。1、頻敏變阻器在轉子電路中的接法頻敏變阻器在轉子電路中的接法有四種，如圖21704所示：在圖21704中，這四種接法以單組接法最為常見，主要用在較小功率的電動機上，其余三種接法則用于功率較大的電動機。 2、用頻敏變阻器起動繞線式電動機的控制線路繞線式異步電動機頻敏變阻器起動控制線路如圖21705所示：  圖中，轉換開關SA用來進行手動控制與自動控制的選擇；接觸器KM1為定子繞組電源通斷開關；KM2用于起動過程結束后短接切除頻敏變阻器UT；中間繼電器

11、KA的常閉觸頭短接熱元件FR，是為了熱繼電器FR躲開起動期間的大電流；通電延時型時間繼電器KT在此，起自動短接切除頻敏變阻器的控制作用。采用自動控制方式時，將轉換開關SA撥至自動位置（既Z位置），然后按起動按鈕SB2，接觸器KM1線圈獲電吸合并自鎖，其主觸頭閉合，使電動機接通電源起動。此時轉子回路中的頻敏變阻器阻抗最大，所以起動電流最小。與此同時，時間繼電器KT線圈獲電，經(jīng)過整定時間后，KT的延時常開觸頭閉合，中間繼電器KA線圈獲電吸合并自鎖，其常開觸頭閉合，使KM2獲電吸合，KM2主觸頭閉合，將轉子上的三個滑環(huán)短接，起動過程結束。起動過程中，中間繼電器KA未獲電，其常閉觸頭將熱繼電器FR熱元

12、件短路，以免起動時的大電流通過熱繼電器FR的熱元件，而使其誤動作。起動結束后，中間繼電器KA獲電，其常閉觸頭斷開，使熱元件串入電流互感器的二次回路中，以使熱繼電器正常工作。3、頻敏變阻器的調整頻敏變阻器上備有四個抽頭，其中一個抽頭在繞組的背面，標號為N，另外三個抽頭在繞組的正面，抽頭1N之間為100匝數(shù)；2N之間為85匝數(shù)；3N之間為71匝數(shù)，出廠時一般接在2N抽頭上，即：85匝數(shù)。電阻器上下鐵芯由兩面四個拉緊螺栓固定，擰開拉緊螺栓上的螺母，可以在上、下鐵心之間增減非磁性墊片，即可調整空氣隙。出廠時，上、下鐵芯間氣隙為零 如在使用中遇到下列情況，應調整頻敏變阻器的匝數(shù)和氣隙。1）當起動電流過大

13、，起動過快時應增加匝數(shù)，換接抽頭。匝數(shù)增加，使起動電流減少，但起動轉距也同時減少。2）當起動電流過小，起動轉距過小，起動太慢時，應減少匝數(shù)，使起動電流增大，起動轉距也同時增大。3）如果剛起動時，起動轉距過大，有沖擊現(xiàn)象；起動完畢后，穩(wěn)定轉速又偏低，這時可在上、下鐵芯間增加氣隙，使起動電流有所增加，起動轉距稍有減小，但起動完畢時，轉距有所增加，可以提高穩(wěn)定轉速。三、用凸輪控制器控制繞線式異步電動機繞線式異步電動機的起動、調速及正反轉控制線路，除以上介紹的電路外，還經(jīng)常采用凸輪控制器來實現(xiàn)。尤其對一些容量不太大的繞線式異步電動機，用得更多，因為它運行可靠，維修方便。一些小型卷揚機及橋式起重機上大部

14、分都采用這種控制線路。1、凸輪控制器的結構和工作原理凸輪控制器的外形如圖21706所示。 凸輪控制器的結構如圖21707所示。  凸輪控制器是由手輪、轉軸、凸輪、觸頭等部分組成。通過手輪轉動轉軸2時，固定在軸上的凸輪就轉動。在凸輪 3壓在滾輪4上時，使杠桿5繞軸0軸轉動，把墊片8壓縮，使觸頭6與7斷開。這種觸頭有多對，每對觸頭相應有一凸輪。由于凸輪的形狀及其安裝的角度不同，因此當手輪轉到不同位置時，將有不同的觸頭閉合或斷開，以控制電動機有不同的工作狀態(tài)。滾輪4在換接時為滾動接觸，摩損小，轉動輕。它允許接通次數(shù)多達每小時800次?？刂齐妱訖C的容量達11千瓦。國產(chǎn)常用

15、凸輪控制器的型號有，KTJ15型、KT1225J/2等型號。欲正確使用凸輪控制器，必須首先看懂凸輪控制器的觸頭分合表。凸輪控制器觸頭分合表 如圖21708所示：  凸輪控制器的手輪共有11個位置，中間為“0”位，電動機不轉動。其左右各有五個位置，表示正，、反轉時，觸頭的分合狀態(tài)。凸輪控制器共有12副觸頭?？刂破髯钌厦娴乃母庇|頭SA1SA4，是控制電動機正反轉用的，4個觸頭上都裝有滅弧罩；中間的五副觸頭XZZX5做切換電阻用；最下面的三副觸頭SA5SA7都用于控制電路中。表中帶“· ”標記的表示觸頭閉合，無此標記則表示斷開。2、繞線式步電動機用凸輪控制器的控制線路.

16、繞線式異電動機用凸輪控制器的控制線路如圖21709所示:  圖中M是小容量繞線式異步電動機，R是起動用電阻器，QS是轉換開關，F(xiàn)U1、FU2分別是保護主電路和控制電路的短路保護熔斷器；FA是過流繼電器，作為電動機過載保護用；行程開關SQ1、SQ2分別是正轉和反轉的限位保護開關；SA為凸輪控制器。電動機欲工作時，閉合QS，將手柄轉至“0”位置，這時最下邊的三副觸頭AS5SA7閉合，為控制電路接通作好準備。按動起動按鈕SB2，接觸器KM線圈獲電工作，其主觸頭閉合， 接通電源，為電動機起動作好準備，其常開觸頭KM閉合自鎖。然后將手柄扳至正轉“1”位置，這時觸頭SA1、SA3、SA

17、5閉合，控制電路接通，電動機與三相電源接通，電動機正轉起動。此時電動機轉子繞組接入了全部電阻R，所以起動電流較小，起動轉矩也較小，此時，如果電動機的負載很重，則不能起動，但可以起到消除傳動齒輪間隙的作用。當手柄板至正轉“2”位置時，SA1、SA3、SA5和XZ1閉合，使電阻器R上的第一級電阻被短接，電動機轉速加快。同樣道理，當手柄扳至“3”，“4”位置時，觸頭XZ2和XZ3先后閉合，使電阻器R的兩級電阻相繼不對稱短接，電動機繼續(xù)加速，當手柄扳至“5”位置時，XZ1XZ5五副觸頭全部閉合，電阻器R全部電阻被短接切除，電動機起動完畢，全速運轉。當手柄扳到反轉的“15”位置時，SA2和SA4觸頭閉合，三相電源的相