三相交流异步电动机星三角降压启动控制

                                 三相异步电动机启动、调速

一、三相笼形异步电动机的启动

1．三相笼形异步电动机的直接启动

直接启动的优点是所需设备少，启动方法简单，成本低，是小型三相笼形异步电动机主要采用的启动方法，如图所示。

2．三相笼形异步电动机的降压启动

如图所示为三相笼形异步电动机定子绕组串电阻降压启动的原理图，其工作过程为：合上刀开关Q，在开始启动时，KM1主触点闭合，KM2主触点断开，电动机经电阻R接入电源，电动机在低压状态下开始启动。当电动机的转速接近额定值时，使KM1断开、KM2接通，切除了电阻R，电源电压直接加在电动机上，启动过程结束。这种启动方法不受电动机定子绕组连接形式（Y或△）的限制，但由于启动电阻的存在，使设备体积增大，电能损耗大，目前已较少采用。

图5-9所示为Y/△降压启动的原理图，其工作情况为：合上开关QF后，若要启动电动机，则交流接触器KM1和KM2的主触点同时闭合，KM1将电动机的定子绕组接成Y形，KM2将电源引到电动机定子绕组端，电动机降压启动。当电动机的转速接近于稳定值时，KM1先断开而后KM3立即闭合，将电动机定子绕组的Y形联结解除转换为△形联结，进入额定运行状态。三相笼形异步电动机的Y/△降压启动简单，运行可靠，应用较广泛。但它只适用于正常运转时定子绕组为△形联结的电动机。

定子串自耦变压器降压启动法是利用自耦变压器将电源电压降低后，再加到电动机定子绕组上，达到减小启动电流的目的，如图所示。图中所示的控制原理为：合上开关Q后，令KM1触点先将自耦变压器做星形联结，再由KM2接通电源，电动机定子绕组经自耦变压器实现降压启动。当电动机的转速接近于额定转速时，令KM1，KM2断开而KM3闭合，直接将全电压加在电动机上，启动过程结束，进入全压运行状态。自耦变压器降压启动的启动性能好，但线路相对较复杂，设备体积大，目前是三相笼形异步电动机常用的一种降压启动方法。

 晶闸管降压软启动的工作原理如下：

在软启动器中，三相交流电源与被控电动机之间串有三相反并联晶闸管及电子控制电路，如图所示。利用晶闸管的电子开关特性，通过软启动器中的单片机控制其触发脉冲、触发角的大小来改变晶闸管的导通程度，从而改变加到定子绕组上的三相电压。

 具有变频调速装置的三相笼形异步电动机采用降压变频启动的方法。启动时，给三相异步电动机定子绕组加低压低频的交流电，随着转速的增大，逐渐提高电源的电压和频率，直到额定电压和频率。整个启动过程可自动控制在最佳的运行状态，电动机可以按照设定的启动电流、启动转矩、启动时间及启动加速度自动运行，是三相异步电动机最理想的启动方法，适合于各种场合。但前提条件是必须有一个专门配套的变频电源。随着电力电子技术的发展，这种启动方法会使用得越来越多。

二、三相绕线形异步电动机的启动  

1．转子串电阻启动

三相绕线形异步电动机转子串电阻启动的接线图及机械特性如图所示。

（a）接线图                           （b）机械特性

2．转子串频敏变阻器启动

 频敏变阻器是由厚钢板叠成铁芯并在铁芯柱上绕有线圈的电抗器，其结构示意如图所示。

它是一个铁损耗很大的三相电抗器，如果忽略绕组的电阻和漏抗时，其一相的等效电路如图所示。

一、变极调速

  在电源频率不变的条件下，改变电动机的磁极对数p，电动机的同步转速n1就会发生变化，从而改变电动机的转速。若磁极对数减少一半，同步转速就提高一倍，电动机转速也几乎升高一倍。通常用改变定子绕组的接法来改变磁极对数，这种电动机称为多速电动机。其转子均采用笼形转子，因为其感应的磁极对数能自动与定子相适应。下面以一相绕组来说明变极原理。若将其两半相绕组a1x1与a2x2采用顺向串联，则             ，如图所示。

二、变频调速

  随着晶闸管整流和变频技术的迅速发展，三相异步电动机的变频调速应用日益广泛，有逐步取代直流调速的趋势。它主要用于拖动泵类负载，如通风机、水泵等。变频调速的主要优点是能平滑调速、调速范围广、效率高；主要缺点是系统较复杂、成本较高。

三、改变定子电压调速 

改变定子电压调速法用于三相笼形异步电动机，靠改变转差率s调速，又称为调压调速。对于转子电阻大、机械特性曲线较“软”的笼形异步电动机而言，若加在定子绕组上的电压发生改变，则负载TL对应于不同的电源电压U1，U2，U3，可获得不同的工作点a1，a2，a3，如图所示，显然电动机的调速范围很宽。

四、转子串电阻调速

 三相绕线形异步电动机转子串电阻调速的机械特性如图所示。转子串电阻时最大转矩不变，临界转差率加大。所串电阻越大，运行段特性斜率越大。若带恒转矩负载，原来运行在固有特性上的点a，转子串电阻R1后，就运行于点b，转速由na变为nb，依此类推。

转速越低，转差率s越大，转子损耗越大，低速时效率不高。转子串电阻调速的优点是方法简单，主要用于中、小容量的三相绕线形异步电动机，如桥式启动机等。

  五、串级调速 

T1为转子电动势产生的转矩，而T2为附加电动势所引起的转矩。若拖动恒转矩负载，因T2总是负值，可见串入      后，转速降低了，串入附加电动势越大，转速降得越多。引入    后，使电动机转速降低，称低同步串级调速。

  2．超同步串级调速  

若Ead  与 E2s  同相位，则T2总是正值。当拖动恒转矩负载时，若引入     后，导致转速升高了，则称为超同步串级调速。串级调速性能比较好，过去由于附加电动势         的获得比较难，长期以来没能得到推广。近年来，随着可控硅技术的发展，串级调速有了广阔的发展前景，现已广泛用于水泵和风机的节能调速，以及不可逆轧钢机、压缩机等很多生产机械。