電機(jī)控制與實(shí)踐-徐鋒課件 第二章：(2.6)

電機(jī)控制與實(shí)踐課題組§2.6電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)與控制

籠式電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成Y形，起動(dòng)結(jié)束后再將定子繞組接成正常運(yùn)行時(shí)的△形。Y-△起動(dòng)無(wú)需任何輔助起動(dòng)設(shè)備，線路簡(jiǎn)單、可靠，是我們首選的降壓起動(dòng)方法。老師！什么是Y-△啊?異步電動(dòng)機(jī)定子繞組有兩種接法，即Y形接法和△接法，只有正常運(yùn)行時(shí)定子繞組要求接成△接法的三相異步電動(dòng)機(jī)才能采用這種起動(dòng)方法。這一點(diǎn)請(qǐng)您務(wù)必牢記！電機(jī)控制與實(shí)踐課題組一、為什么要采用Y-△降壓起動(dòng)

降壓起動(dòng)的目的是為了降低起動(dòng)時(shí)的電流。前面我們已經(jīng)知道，當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)，若適用直接起動(dòng)，起動(dòng)電流過(guò)大會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，從而影響到電網(wǎng)上其它電器的正常工作。下面公式是判斷是否允許直接起動(dòng)的依據(jù)：老師！那么為什么要采用Y-△降壓起動(dòng)啊?滿足條件則可采用直接起動(dòng)，否則就需要采用降壓起動(dòng)電機(jī)控制與實(shí)踐課題組一、什么是電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)可見(jiàn)，當(dāng)電壓不變的情況下，電動(dòng)機(jī)接成Y和接成△時(shí)施加在電動(dòng)機(jī)每相繞組上的電壓是不相同的。因此所謂降壓實(shí)際上是降低了每相繞相上的電壓。老師！為什么Y-△是降壓起動(dòng)呢?電機(jī)控制與實(shí)踐課題組二、電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)的特點(diǎn)主要通過(guò)起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小來(lái)反映起動(dòng)性能。我們需要借助等效電路分析！老師！那么降壓后電動(dòng)要機(jī)有什么特點(diǎn)是呢?電機(jī)控制與實(shí)踐課題組二、電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)的特點(diǎn)當(dāng)電動(dòng)機(jī)Y形接法時(shí)，其起動(dòng)電流分析如下：定子每相電流（相電流）：電動(dòng)機(jī)Y起動(dòng)電流（線電流）：電機(jī)控制與實(shí)踐課題組二、電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)的特點(diǎn)當(dāng)電動(dòng)機(jī)△形接法時(shí)，其起動(dòng)電流分析如下：定子每相電流（相電流）：電動(dòng)機(jī)△起動(dòng)電流（線電流）：電機(jī)控制與實(shí)踐課題組二、電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)的特點(diǎn)電動(dòng)機(jī)Y形接法與△接法時(shí)的起動(dòng)電流比較電動(dòng)機(jī)Y起動(dòng)電流（線電流）：電動(dòng)機(jī)△起動(dòng)電流（線電流）：比較結(jié)果，得出重要結(jié)論：起動(dòng)時(shí)把電動(dòng)機(jī)接成Y形，則起動(dòng)電流僅為△形接法時(shí)的1/3電機(jī)控制與實(shí)踐課題組二、電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)的特點(diǎn)當(dāng)電動(dòng)機(jī)Y形接法時(shí)，其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩分析如下：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式：Y形起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：電機(jī)控制與實(shí)踐課題組二、電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)的特點(diǎn)當(dāng)電動(dòng)機(jī)△形接法時(shí)，其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩分析如下：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式：△形起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：電機(jī)控制與實(shí)踐課題組二、電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)的特點(diǎn)電動(dòng)機(jī)Y形接法與△接法時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比較電動(dòng)機(jī)Y起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)△轉(zhuǎn)矩比較結(jié)果，得出重要結(jié)論：起動(dòng)時(shí)把電動(dòng)機(jī)接成Y形，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩僅為△形接法時(shí)的1/3電機(jī)控制與實(shí)踐課題組二、電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)適用場(chǎng)合電動(dòng)機(jī)Y形接法與△接法時(shí)的起動(dòng)性能總結(jié)：

1.起動(dòng)時(shí)把電動(dòng)機(jī)接成Y形，則每相繞組僅承受額定電壓的。

2.起動(dòng)時(shí)把電動(dòng)機(jī)接成Y形，則起動(dòng)電流僅為△形接法時(shí)的1/3。

3.起動(dòng)時(shí)把電動(dòng)機(jī)接成Y形，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩僅為△形接法時(shí)的1/3。通過(guò)以上分析:Y-△降壓起動(dòng)在降低了起動(dòng)電流的同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也將下降，這是我們不希望看到的。這也決定了Y-△降壓起動(dòng)只能適用輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。三相異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)應(yīng)用十分廣泛，其中原因之一就是不需要專門的起動(dòng)設(shè)備，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。因此多數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，定子繞組都要求接成△接法，原因之一就是便于實(shí)現(xiàn)Y-△降壓起動(dòng)電機(jī)控制與實(shí)踐課題組三、電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)手動(dòng)控制所謂手動(dòng)控制是指在起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)定子繞組接成Y形，起動(dòng)結(jié)束后通過(guò)操作者人為地切換成△形正常運(yùn)行，從起動(dòng)到切換的起動(dòng)時(shí)間由操作者自己掌握。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)負(fù)載經(jīng)常變化，起動(dòng)時(shí)間不固定時(shí)，可考慮采用這種手動(dòng)控制的方法。老師！什么是手動(dòng)控制啊?電機(jī)控制與實(shí)踐課題組三、電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)手動(dòng)控制圖2-50為Y-△降壓起動(dòng)手動(dòng)控制電路原理圖電機(jī)控制與實(shí)踐課題組三、熱繼電器電路中使用一種新的低壓電器——熱繼電器

電機(jī)控制與實(shí)踐課題組三、熱繼電器的作用所謂過(guò)載是指電動(dòng)機(jī)工作時(shí)電流超過(guò)額定值的情況。若電動(dòng)機(jī)過(guò)載不嚴(yán)重、時(shí)間短，繞組不會(huì)超過(guò)允許的溫度，這種過(guò)載是允許的。但如果過(guò)載情況嚴(yán)重、時(shí)間長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)的溫度就會(huì)超過(guò)允許值。這樣，輕則縮短電動(dòng)機(jī)使用壽命，重則燒毀電動(dòng)機(jī)，因此通常情況下必須對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。老師！什么電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)啊?熱繼電器用于電路的過(guò)載保護(hù)！過(guò)載保護(hù)是電動(dòng)機(jī)的重要保護(hù)之一！電機(jī)控制與實(shí)踐課題組三、熱繼電器的結(jié)構(gòu)老師！熱繼電器的結(jié)構(gòu)如何啊?

核心部件是雙金屬片！電機(jī)控制與實(shí)踐課題組三、熱繼電器的工作原理雙金屬片由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬輾壓而成，當(dāng)雙金屬片受熱時(shí)，會(huì)出現(xiàn)變形彎曲。雙金屬片式熱繼電器的原理：使用時(shí)，把熱元件串接(或通過(guò)電流互感器)在電動(dòng)機(jī)的主電路中，而常閉觸點(diǎn)串接于電動(dòng)機(jī)的控制電路中。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但還不足以使熱繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，雙金屬片彎曲位移增大，推動(dòng)導(dǎo)板使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，從而切斷電動(dòng)機(jī)控制電路以起保護(hù)作用。電機(jī)控制與實(shí)踐課題組三、熱繼電器的保護(hù)特性雙金屬片式熱繼電器的保護(hù)特性：熱繼電器的保護(hù)特性(也稱安秒特性)具有反時(shí)限動(dòng)作的特點(diǎn)，通過(guò)熱元件的電流越大，熱繼電器的動(dòng)作時(shí)間越短；反之，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)。用于電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)時(shí)，若參數(shù)選擇合理，就能在電動(dòng)機(jī)達(dá)到其允許溫升之前，切斷電源。這樣既充分地發(fā)揮了電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，又能使其免遭損壞。圖2-49為熱繼電器保護(hù)特性曲線與電動(dòng)機(jī)過(guò)載特性曲線的配合示意圖。電動(dòng)機(jī)過(guò)載特性曲線應(yīng)處在熱繼電器保護(hù)特性曲線的上方，兩者盡可能接近。電機(jī)控制與實(shí)踐課題組三、熱繼電器的選用

雙金屬片式熱繼電器的選用。熱繼電器根據(jù)熱元件數(shù)量可分為兩極型熱繼電器和三極型熱繼電器，三極型又分為具有帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)兩種。(1)類型選擇：當(dāng)電動(dòng)機(jī)定子繞組為△接法時(shí)，必須采用三極帶斷相保護(hù)熱繼電器；對(duì)于Y接法電動(dòng)機(jī)，可采用不帶斷相保護(hù)的二極或三極熱繼電器。(2)熱繼電器額定電流選擇：熱繼電器的額定電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)額定電流。然后根據(jù)該額定電流來(lái)選擇熱繼電器的型號(hào)。(3)熱元件額定電流的選擇和整定：熱元件的額定電流應(yīng)略大于電動(dòng)機(jī)額定電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流為其額定電流的6倍及啟動(dòng)時(shí)間不超過(guò)5s時(shí)，熱元件的整定電流調(diào)節(jié)到等于電動(dòng)機(jī)的額定電流；當(dāng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)、拖動(dòng)沖擊性負(fù)載時(shí)，整定電流可調(diào)節(jié)到電動(dòng)機(jī)額定電流的(1.1~1.15)倍。電機(jī)控制與實(shí)踐課題組四、Y-△降壓起動(dòng)手動(dòng)控制分析

請(qǐng)同學(xué)們自行分析！電機(jī)控制與實(shí)踐課題組五、Y-△降壓起動(dòng)自動(dòng)切換與控制老師！什么是Y-△自動(dòng)控制啊?籠式電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)自動(dòng)切換控制是指，電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)結(jié)束時(shí)由時(shí)間繼電器（定時(shí)器）自動(dòng)將定子繞組接成正常運(yùn)行時(shí)的△形。這種控制方法常用于起動(dòng)時(shí)間相對(duì)固定的場(chǎng)合。電路要用到時(shí)間繼電器。電機(jī)控制與實(shí)踐課題組五、時(shí)間繼電器介紹老師！什么是時(shí)間繼電器Y-△自動(dòng)控制啊?時(shí)間繼電器感測(cè)元件得到動(dòng)作信號(hào)后，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)(觸頭)要延遲一段時(shí)間才動(dòng)作的繼電器?？諝馐诫娮邮綌?shù)字式電機(jī)控制與實(shí)踐課題組五、空氣式時(shí)間繼電器介紹空氣阻尼式時(shí)間繼電器：空氣阻尼式時(shí)間繼電器又稱為氣囊式時(shí)間繼電器?？梢宰龀赏娧訒r(shí)型，也可做成斷電延時(shí)型。電機(jī)控制與實(shí)踐課題組五、空氣式時(shí)間繼電器介紹老師！通電延時(shí)和斷電話延時(shí)是什么意思啊?所謂通電延時(shí)型時(shí)間繼電器是指線圈接通電源后，其延時(shí)觸頭要經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后才動(dòng)作，斷電時(shí)所有觸頭瞬間復(fù)位。所謂斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器是指線圈通電時(shí)，其所有觸頭瞬間動(dòng)作，但當(dāng)線圈斷電時(shí)，其延時(shí)觸頭要經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后才能復(fù)位。在實(shí)際應(yīng)用中，通電延時(shí)型時(shí)間繼電器較斷電型時(shí)間繼電器使用要廣一些。電機(jī)控制與實(shí)踐課題組五、空氣式時(shí)間繼電器介紹老師！那么空氣式時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)如何啊?空氣阻尼式時(shí)間繼電器由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成，它利用空氣通過(guò)小孔節(jié)流的原理來(lái)獲得延時(shí)動(dòng)作。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，延時(shí)范圍(0.4~180s)較寬的特點(diǎn)，但延時(shí)精確度較低，只能用于要求不高的場(chǎng)合。圖為通電延時(shí)型時(shí)間繼電器原理圖。電機(jī)控制與實(shí)踐課題組五、電子式時(shí)間繼電器介紹老師！那么空氣式時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)如何啊?電子式時(shí)間繼電器又稱半導(dǎo)體時(shí)間繼電器。它是利用半導(dǎo)體元件做成的，具有適用范圍廣、延時(shí)精度高、調(diào)節(jié)方便、壽命長(zhǎng)等一系列的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中。電機(jī)控制與實(shí)踐課題組五、自動(dòng)切換Y-△降壓起動(dòng)電路分析電路的工作原理請(qǐng)同學(xué)們自行分析！電機(jī)控制與實(shí)踐課題組知識(shí)鏈接2.6帶斷相保護(hù)的熱繼電器介紹在眾多的電動(dòng)機(jī)燒毀事故中，75%以上的事故原因是由于電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行而導(dǎo)致的。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程發(fā)生缺相時(shí)往往不易察覺(jué)，若保護(hù)裝置選擇不當(dāng)或不能很好地發(fā)揮作用，則可能引發(fā)電動(dòng)機(jī)燒毀事故。因此對(duì)電動(dòng)機(jī)的缺相保護(hù)顯得十分重要!三極型雙金屬片式熱繼電器可分為帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)結(jié)構(gòu)兩種，其中帶斷相保護(hù)功能的熱繼電器具有缺相保護(hù)功能。電動(dòng)機(jī)定子繞組△接法時(shí)應(yīng)采用這種具有帶斷相保護(hù)功能的熱繼電器進(jìn)行過(guò)載保護(hù).電機(jī)控制與實(shí)踐課題組知識(shí)鏈接2.6帶斷相保護(hù)的熱繼電器介紹帶斷相保護(hù)熱繼電器的導(dǎo)板在斷相情況下的位移有放大作用。這種導(dǎo)板在斷相時(shí)，通過(guò)熱元件的電流未達(dá)到動(dòng)作值時(shí)就能動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)的目的!電機(jī)控制與實(shí)踐課題組知識(shí)鏈接2.6帶斷相保護(hù)的熱繼電器介紹老師！那么為什么△接法的異步電動(dòng)機(jī)須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器進(jìn)行過(guò)載保護(hù)呢？電動(dòng)機(jī)的額定電流是電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大電流。當(dāng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)繞組的電流未超過(guò)額定電流時(shí)，我們無(wú)需擔(dān)心電動(dòng)機(jī)會(huì)燒毀；但當(dāng)電流超過(guò)額定電流(此時(shí)叫過(guò)載)，且運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的溫度就會(huì)超過(guò)允許溫度而出現(xiàn)燒毀事故。正是因?yàn)槿绱?為了能很好地保護(hù)電動(dòng)機(jī)不因過(guò)載而燒毀，同時(shí)也能很好地發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，我們通常把熱繼電器的動(dòng)作值(整定值)調(diào)整到與電動(dòng)機(jī)的額定電流(線電流)相等。這樣只要通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流超過(guò)額定電流，熱繼電器都將在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作。電機(jī)控制與實(shí)踐課題組知識(shí)鏈接2.6帶斷相保護(hù)的熱繼電器介紹但是當(dāng)△接法的電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)缺相故障時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)通過(guò)熱繼電器的電流未達(dá)到動(dòng)作值，但通過(guò)電動(dòng)機(jī)某相繞組的電流已經(jīng)超過(guò)額定電流的情況。在這種情況下，熱繼電器就無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù).例如某電動(dòng)機(jī)額定電流20安培.很顯然,上述情況下若采用不帶斷相保護(hù)的熱繼電器就無(wú)法實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能!但若采用了斷相保護(hù)熱繼電器,即使電動(dòng)機(jī)沒(méi)有過(guò)載也能動(dòng)作!電機(jī)控制與實(shí)踐課題組知識(shí)鏈接2.6帶斷相保護(hù)的熱繼電器介紹通過(guò)學(xué)習(xí)以上分析,以下兩點(diǎn)請(qǐng)您好務(wù)必記住!1.當(dāng)電動(dòng)機(jī)三角形接法時(shí),您一定要選用具有差動(dòng)機(jī)構(gòu)的熱繼電器進(jìn)行過(guò)載保護(hù).2.熱繼電器的整定值一般調(diào)整為電動(dòng)機(jī)的額定電流(或左右)考考您！

1.什么是雙金屬片式熱繼電器？它的結(jié)構(gòu)如何？在電路中它起什么作用？熱繼電器的保護(hù)特性具有什么特點(diǎn)？電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性又具有什么特點(diǎn)？?jī)烧咧g如何配合才能更好地進(jìn)行過(guò)載保護(hù)？

2.電動(dòng)機(jī)不允許過(guò)載運(yùn)行，一旦過(guò)載就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)燒毀，這句話對(duì)嗎？為什么？普通雙金屬片式熱繼電器與具有差動(dòng)保護(hù)裝置的熱繼電器在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？

3.三角形接法的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)為什么一定要用具有斷相保護(hù)功能的熱繼電器進(jìn)行過(guò)載保護(hù)？

4.電動(dòng)機(jī)星形接法時(shí)是否也一定要用具有斷相保護(hù)功能的熱繼電器進(jìn)行過(guò)載保護(hù)？為什么？

5.熱繼電器的整定電流如何調(diào)整？為什么？

6.電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)手動(dòng)控制是什么意思？為什么它也是降壓起動(dòng)的一種？

7.三相交流電動(dòng)機(jī)Y-△降壓起動(dòng)起動(dòng)有什么特點(diǎn)？適用于什么的情況？

8.圖2-50所示Y-△降壓起動(dòng)電路中，已經(jīng)