电动机直接起动时, 定子起动电流 约为额定电流的 4 ~ 7 倍。过大的起动电流将将影响接在同一电网上的其他用电设备的正常工作,甚至使它们停转或无法起动。因此往往采用降压起动。
鼠笼式异步电动机常用的降压起动方法主要有:定子串电阻(或电抗)降压起动、自耦变压器降压起动、 y-△ 降压起动等。
1、定子串电阻降压起动控制电路
这种起动方法是:起动时在电动机的定子绕组中串接电阻,通过电阻的分压作用,使电动机定子绕组上的电压减小;待起动完毕后,将电阻切除,使电动机在额定电压(全压)下正常运转。其控制电路如下图所示。
定子串电阻降压起动控制电路动画演示
电路工作原理如下:
首先合上电源开关 qs 。
2、自耦变压器降压起动控制电路
自耦变压器降压起动是指电动机起动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的起动电压。待起动一定时间,转速升高到预定值后,将自耦变压器切除,电动机定子绕组直接接上电源电压,进入全压运行。
其控制电路如下图所示。
图 自耦补偿起动器控制电路
首先合上电源开关 qs 。
3、y- △降压起动控制电路
y- △降压起动是指电动机起动时,把定子绕组接成星形,以降低起动电压,限制起动电流,待电动机起动后,再把定子绕组改接为三角形,使其全压运行。
下图为 y- △降压起动器的控制电路。控制电路按照时间控制原则实现自动切换。
y- △起动控制电路动画演示
电路工作过程如下:
首先合上电源开关 qs 。
4、绕线式异步电动机转子串电阻降压起动控制电路
绕线式三相异步电动机降压起动方法:转子电路串入起动电阻或频敏变阻器。
起动过程的控制原则有电流控制原则和时间控制原则两种。
1. 电流控制原则
下图为电流控制原则的转子串三级电阻起动控制电路,转子电阻采用平衡短接法。三个过电流继电器 ka1 、 ka2 、 ka3 根据电动机转子电流的变化,控制接触器 km1 、 km2 、 km3 依次得电动作,来逐级切除外加电阻 r1 、 r2 、 r3 。
图 按电流原则控制的转子串电阻起动控制电路
电路的起动过程分析如下:
合上电源开关 qs 。
由于电动机刚起动时转子电流很大,三个电流继电器 ka1 、 ka2 、 ka3 都吸合,它们的动断触点全部断开,转子绕组串全电阻起动。随着电动机转速的升高,转子电流逐渐减小,当减小至 ka1 的释放电流时, ka1 首先释放, ka1 的动断触点恢复闭合,接触器 km1 线圈得电,主触点闭合,切除第一级电阻 r1 。 r1 被切除后,转子电流重新增大,但随着电动机转速的继续升高,转子 电流又会 减小 , 当减小至 ka2 的释放电流时, ka2 释放, ka2 的动断触点恢复闭合,接触器 km2 线圈得电,主触点闭合,切除第二级电阻 r2 。如此继续下去,直到全部电阻被切除,电动机起动完毕,进入正常运行状态。
2. 时间控制原则
下图为按时间原则控制的转子串电阻起动电路。图中 km 为电源接触器, km1~km3 用来短接转子电阻,时间继电器 kt1~kt3 控制起动过程。
图 按时间原则控制的转子串电阻起动控制电路
在上图中,按起动按钮 sb2 ,接触器 km 线圈得电并自锁,主触点闭合,电动机串全电阻起动,与此同时,时间继电器 kt1 线圈得电, 经一段时间延时以后,时间继电器 kt1 的延时动合触点闭合, 接触器 km1 线圈得电,其主触点闭合,切除转子电阻 r1 ,同时其辅助动合触点闭合,时间继电器 kt2 线圈得电。这样,通过时间继电器线圈依次通电,接触器 km1~km3 线圈依次得电,主触点依次闭合,转子电阻将被逐级短接,直到转子电阻全部切除,电动机起动完毕,进入全压运行工作状态。此时 km3 的动断触点断开, kt1 线圈失电,其延时动合触点马上断开, km1 线圈失电,此后, kt2 、 km2 、 kt3 依次失电。
上图所示,在 km 线圈支路中串联 km1 、 km2 、 km3 的动断触点,主要是为了保证电动机在起动瞬间串接了所有电阻。