三、Y-△降压启动控制线路

三相异步电动机自动Y-△降压启动控制线路的安装与调试知识目标1.掌握自动Y-△降压启动控制线路的构成2.理解自动Y-△降压启动控制线路的工作原理能力目标1.会选择、安装自动Y一△降压启动控制线路的元器件2.能识读自动Y一△降压启动控制线路电气原理图3.能安装自动Y一△降压启动控制线路4.能调试自动Y一△降压启动控制线路素养目标1.培养学生严谨踏实、敬业乐业的工作作风和精益求精的敬业精神2.培养安全生产和环保意识等职业素养3.增强学生的相互沟通和团队协作能力教学重点1.自动Y一△降压启动控制线路的安装2.自动Y一△降压启动控制线路的调试教学难点自动Y一△降压启动控制线路的调试教学过程一、知识回顾自动星-三角降压启动控制线路的工作原理1.原理图2.工作原理二、新授课（一）手动Y- △降压启动控制线路的安装主电路控制电路1.读图根据电气控制电路原理图的绘制原则，识读自动Y- △降压启动控制电路图，明确电路所用元器件及它们之间的关系，标出线号。

2.工具准备螺丝刀、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀、万用表等3.元器件及导线的选用4.安装元器件在安装板上按位置图安装元器件。

要求：各元器件的安装位置应整齐、匀称、牢固、间距合理，便于元器件的更换。

5.布线的工艺要求①走线集中、减少架空和交叉，做到横平、竖直、转弯圆滑成900②接点要牢靠，不得压绝缘层、不反圈，不漏铜过长③主电路和控制电路的导线要区分颜色④接线顺序，按线号依次连接，先接主电路，再接控制电路⑤接线时连接导线长短搭配合理，不得将长导线剪短使用，减少耗材。

6.电路的连接（1）主电路的安装（2）控制电路的安装7.线路自检①检查主电路A.检查主电路接触器KM2和KM3主触点之间的换相线。

B.取下FU2熔体，装好FU1熔体，断开控制电路。

C.用万用表分别测量开关QF下端子U11与V11，U11与W11，V11与W11之间的电阻。

D.检查星形起动控制电路。

E.检查三角形运行控制电路。

• 这类自动控制通常是利用时间继电器来实现
的。时间继电器也是机床中的常用电器之一， 是控制线路中的延时元件
时间继电器
继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有 输出信号的继电器 称为时间继电器。
对于时间继电器而言，当电磁线圈通电或断电 后，经一段时间，延时触头状态才发生变化，即 延时触头才动作。
时间继电器的分类：空气式、电动式、晶体 管式等几大类
降压起动的方法
• 对于空载起动的三相笼型异步电动机常 采用降低电动机定子绕组电压的方法来 减少起动电流，
• 常用的方法有：
•
定子绕组串电阻降压起动
•
星-三角降压起动
•
定子绕组串自耦变压器降压起动
• 空载起动的三相绕线式异步电动机常采 用
• 转子绕组串电阻
• 转子绕组串频敏变阻器降压起动等
一、定子绕组串电阻降压启动控制
直流电磁式时间继电器
2.双金属片时间继电器 由于热惯性的原因，双金属片在受热后会慢慢弯曲，那
么安装在其上的触点的动作就有延时的特性。双金属片时间 继电器就是利用这个原理工作的，其延时时间在1min 以内。
时间继电器
• 常用的时间继电器外观如图2-1所示。
a）
b）
c）
d）
图2-1 时间继电器
a）JS7系列 b）JS11系列 c）JSZ3系列 d）JS14A
JS7-A 系列空气阻尼时间继电器
1．通电延时时间继电器
通电延时时间继电器的结构
当线圈1通电时，衔铁3被吸引，推板5使微动开关16立即 动作；而微动开关15还没有动作。推板5与活塞杆6之间有一段 距离，活塞杆6在塔形弹簧8的作用下向上移动。在活塞12的表 面固定有一层橡皮膜10。因此当活塞带动橡皮膜向上移动时， 空气室11容积扩张，形成局部真空，这样橡皮膜的上、下表面 就有一定的压力差，正是这个压力差导致活塞12不能迅速上移。 当有空气从进气口14进入时，活塞才逐渐上移，而且移动的速 度取决于进气口的开口大小。移动到最后位置时，杠杆7使微 动开关15动作。

讲授新课
一、概念 1.电动机的降压启动是在电源电压不变的情况下， 降低启动时加在电动机定子绕组上的电压，限制启动 电流，当电动机转速基本稳定后，再使工作电压恢复 到额定值。 2.三相笼型异步电动机常用的降压启动方法有：定 子绕组串电阻（或电抗器）降压启动；Y-△降压启动； 自耦变压器降压启动和延边三角形降压启动等。
缺点：手动、电路操作起来不方便
时间继电器自动控制Y-△降压启动线路
QS L1 L2 L3 0 FU2 1 FR 2 SB2 KM SB1 4 V1 W 1 KM△ 5 KT 6 M 3～ PE W 2 U2 V2 KMY KM△ KT KMY KM 3
FU1
“ “Y” △”接法 接法
FR U1
KM KMY 7
4kw
△
二、Y-△降压启动的特点
1.Y-△降压启动方法简便、经济可靠。Y接的启动 电流是正常运行△接的 1/3 ，启动转矩也只有正常运 行时的 1/3 ，因而， Y-△启动只适用于空载或轻载的 情况。另外，电动机额定运行状态是 Y 接的，不可采 用本方法启动。
额定运行状态 是Y接法
2.手动控制的 Y-△降压启动
3.目前中国生产的三相异步电动机，功率在4kW以 下的绕组一般采用Y形接法，4kW以上的一律采用△形 接法。 4.电动机定子绕组Y连接时的电压为△接时的，额 定运行为△接且容量较大的电动机，在启动时将定子 绕组作Y接，当转速升到一定值时，再改为△接，可 以达到降压启动的目的。这种启动方式称为三相异步 电动机的Y-△降压启动。Y接称为星形连接，△接称 为三角形连接。
操作按钮SB1和SB2，观察电动机的降压启动过程； 改变时间继电器KT的延时时间，比较电动机的降压启 动过程。
2．故障分析

∴ TL为0.45TN时电动机不能启动； TL为0.35TN时，电动机能启动。
（3）若采用降压比k为0.64的自耦变压器降压启动，求启动 电流和启动转矩。
解：IN=PN/(√3UNηNcosφN) =40×103/(1.732×380×0.9×0.9)=75A 由于Ist/IN=6.5，所以Ist=IN×6.5=487.5A。 k为0.64时，启动电流Ist'=k2Ist=0.642×487.5=200A； 启动转矩Tst'=k2Tst=0.642×Tst=0.64×312=127.8N.m。
2）启动转矩仅为全压启动时的1/3，只适合于电动 机能空载或轻载启动的场合。 3）启动电压不能按实际需要调节，因而可能得不 到实际所需要的启动转矩。
应用： Y-△降压启动应用广泛。
容量在4kW及以上的Y系列三相笼型异步电动机，定子绕组额 定接线方式皆为△，具备采用Y-△降压启动的结构条件。
八、读图分析
八、读图分析
7. 若KM2和KM3同时得电，会怎样？
会造成三相电源短路。
自锁
8.请在图中标出自锁环节。
电气互锁
9.请在图中标出互锁环节， 并指明互锁类型。
10. KM1中文名称是什么？交流型还是直流型？判断依据呢？
接触器；交流型；它的主触头上流过的是交流电。
11.该电路有哪些保护措施？分别由哪些电器元件来实现？
M全压运行
五、两接触器控制的Y-△降压启动线路
注意事项：
KM2辅助常闭触头接于主电路中，由于辅助触头只允许通过 小电流，所以该线路只适用于功率较小（ 4-13kW）的三相 笼型电动机的降压启动。
★两接触器控制的Y-△降压启动控制线路分析
合上QS 按下SB2

1．项目与外界的信息交换。项目作为一个开放系统，它与外界有大 量的信息交换。
2．项目内部的信息交换，即项目实施过程中项目组织者因进行沟通 而产生的大量的信息。
return
二、项目中的信息
(一)信息的种类： 1，项目基本状况的信息。 2．现场实际工程信息， 3．各种指令、决策方面的信息。 4．其它信息。
to
1．工作流。 2．物流。 3．资金流。 4．信息流。
一、项目中的信息流
这四种流动过程之间相互联系，相互依赖又相互影响，共同构成了项目 实施和管理的总过程。
在这四种流动过程中，信息流将项目的工作流、物流、资金流，将各个 管理职能、项目组织，将项目与环境结合在一起。它不仅反映，而 且控制，指挥着其他三种流。项目中的信息流包括两个最主要的信 息交换过程：
KMΔ
··· W2
V2
U2
KMY
···
FR
SB2
SB1 KMΔ
· · · KT
KT KMY
· · KM
KMY
· · KM · · KMY KMΔ
KMY辅助常闭触头断开 联锁
L1 L L
2 3 QS
KMY线圈 得电
按动启动 按钮SB1
KT线圈 得电
KMY辅助常开触头闭合 KM线圈得电
自锁
KM常开辅助触头闭合
2. 根据控制线路的要求选择时间继电器的延时方 式(通电延时或断电延时)。同时，还必须考虑 线路对瞬时动作触头的要求。
3. 根据控制线路电压选择时间继电器吸引线圈的 电压。
(5)安装与使用
1. 时间继电器应按说明书规定的方向安装。无论是 通电延时型还是断电延时型，都必须使继电器在 断电后，释放时衔铁的运动方向垂直向下，其倾 斜度不得超过5°。

TON指令的语句表由定时器标识符TON、定时器编号Tn和 时间设定值PT构成。
Tn IN TON
PT
TON Tn，PT
相关知识
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当定时器的启动信号I0.0断开时，定时器的当前值SV=0， 定时器T37没有信号流流过，不工作。
当T37的启动信号I0.0接通时，定时器开始计时，每过一个 时基时间（100ms），定时器的当前值SV=SV+1。当定时器 的当前值SV等于其设定值PT时，定时器的延时时间到 （100ms×10=1s），这时定时器的常开触点由断开变为接通 （常闭触点由接通变为断开），线圈Q0.0有信号流流过。在
TOF指令的语句表由定时器标识符TOF、定时器编号Tn 和时间设定值PT构成。
Tn IN TOF
PT
TOF Tn，PT
扩展知识
I0.0 PT=100 10ms×100=1s 0.6s T33(SV) T33(bit) Q0.0
扩展知识
当定时器的启动信号I0.0接通时，定时器的当前值SV=0，定时 器T33有信号流流过，定时器不计时，其常开触点由断开变为 接通，线圈Q0.0有信号流流过。当T33的启动信号I0.0断开时，
10
3.施工后不清理现场；扣5分
定额 15min，每超时5min
扣5
时间 分
备注
除定额时间外，各项目的最高扣分不应超过配 分数
合计 100
开始时间
结束时 间
实际用 时
扩展知识
一、断开延时定时器指令（TOF）
TOF指令的梯形图由定时器标识符TOF、定时器的启动信 号输入端IN、时间设定值输入端PT和TOF定时器编号Tn构成。
24V M L+
KH SB1 SB2

学 内 容
课前按照三人一岗安排分组，每组配备电工常用工具一套（尖嘴钳 1 把，一字、十字螺丝刀各一把） ，万用表 1 块，并按电路安装元件清单 配备所需元件和材料。同时要求学生： 1、穿好工作服，佩戴胸牌； 2、准备好有关书籍及学习用品； 3、按组领取所配备器材； 4、预习并要求画出原理图和接线图； 5、保持实习场地环境卫生。 提前 5 分钟 进入实习场 地 学生已学过 电力拖动的 有关内容
停止时，按下 SB2 即可。 该线路中，接触器 KMY 得电以后，通过 KMY 的辅助常开触头使接
触器 KM 得电动作，这样 KMY 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 KMY 主触头的使用寿命。 示范：时间 二、安装工艺要求 1、时间继电器的结构调整和时间整定 （1）结构调整：时间继电器分为通电延时与断电延时良种，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。本电路使用通电延时结构。 （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。 2、元件布置安装 继电器的结 构整定与时 间调整
（1）整定值整定错误，每只扣 5 分 （2）通电操作步骤正确，错误每处 通电试车 30 扣2分 （3）通电试车一次不成功扣 10 分， 二次不成功扣 20 分，三次不成功不 得分 （ 1 ）遵守用电操作规范，违规扣 1-10 分 安全文明 生产 10 （2）工具器材摆放整齐，安装完毕 保持完好，工具使用不当扣 1-5 分 （3）安装完毕整理器材、场地，不 整理扣 3 分 定额时间 4h，训练不允许超时，若在修复故障过程 中才允许超时，每超过 1 分钟扣 1 分 除定额时间外各项内容的最高扣分不得超 过配分数 结束时间 成绩
FU1

4kw
△
新课
什么是Y-Δ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Δ形，使电动机全压运行。这种启动 方式称为三相异步电动机的Y-Δ降压启动。 Y接称为“星形连接” ，Δ接称为“三角 形连接”。
定子绕组的连接方式
定子绕组的手工接线方式
W2 U1 U2 V1 V2 W1
W2
U1
U2
V1
V2
W1
L1
L2
星形连接
L3
L1
L2 三角形连接
L3
在电路中我们怎样实现 Y-Δ自动换接呢？
新课
时间继电器自动控制的Y-Δ降压启动线路图
QS L1 L2 L3 0 FU2 1 FR 2 SB2 KM SB1 4 V1 W 1 KM△ 5 KT 6 M 3～ KM△ KT KMY KM KM△ 3
三相异步电动机Y-Δ降压启动控制线路
三、器材准备
交流接触器、晶体管式时间继电 器、热继电器、按钮、接线端子排、 熔断器、螺丝刀、尖嘴钳、万用表、 导线若干。
一看到大标题，问题小伙伴就要问 了：为什么要采用降压启动呢？
新课导入 知识回顾
1、异步电动机直接启动时，启动电流有什么特 点？启动电流是额定电流的多少倍？ 三相异步电动机直接启动时，启动电流很 大，一般为额定电流的4-7倍。 2、直接启动可能会造成哪些问题？怎样解决？ 造成电网电压波动，影响同一供电线路上 其他电气设备正常工作，减小自身启动转矩。 采用降压启动。
3．按图接线 按电气原理图，先接主电路从左向右、 自上而下地、先串联后并联的接线原则， 从开关QF的下端开始接线，最后接电源线。
电 动 机 定 子 绕 组 接 法

星三角降压启动电路图-Y—△降压起动控制线路在以前变频器、软启动器等电子设备价格比较贵，技术比较落后的时候是一个最常用的的电工电路，随着科技的发展，这种启动方式有逐步被淘汰的趋势，但是该启动电路中应用的基本电路中的互锁、自锁、延时继电器，电机的绕组接法等对于刚刚接触电路的朋友是一个很好的教材，下面就根据星三角降压启动电路图给大家介绍一下星三角降压启动电路的工作过程以及电流电压关系。

1、首先介绍一下图纸中各个元器件的符号L1/L2/L3分别表示三根相线；QS表示空气开关；Fu1表示主回路上的保险；Fu2表示控制回路上的保险；SP表示停止按钮；ST表示启动按钮；KT表示时间继电器的线圈，后缀的数字表示它不同的触点；KMy表示星接触器的线圈，后缀的数字表示它不同的触点；KM△表示三角接触器的线圈，后缀的数字表示它不同的触点；KM表示主接触器的线圈，后缀的数字表示它不同的触点；U1/V1/W1分别表示电动机绕组的三个同名端；U2/V2/W2分别表示电动机绕组的另三个同名端；2、下面介绍一下工作过程合上QS，按下St，KT、KMy得电动作。

KMY-1闭合，KM得电动作；KMY-2闭合，电动机线圈处于星形接法，KMY-3断开，KMY 和KM△互锁避免KM△误动作；KM-1闭合，自锁启动按钮；kM-2闭合为三角形工作做好准备；kM-3闭合，电动机得电运转，处于星形启动状态。

时间继电器延时到达以后，延时触点KT－1断开，KMy线圈断电，KMY-1断开，KM通过KM-2仍然得电吸合着；KMY-2断开，为电动机线圈处于三角形接法作准备；KMY-3闭合，使KM△得电吸合；KM△-1断开，停止为时间继电器线圈供电；KM△-2断开，确保KMY不能得电误动作：KM△-3闭合是电动机线圈处于三角形运转状态。

电动机的三角形运转状态，必须要按下SP停止按钮，才能使全部接触器线圈失电跳开，才能停止运转。

3、星三角降压启动中的电压电流关系星启动时：电机每个线圈上的电压是220V电流I星=U星/Z三角启动：电机每个线圈上的电压是380VI角=U/角ZI星/I角=U星/U角=220/380；星型启动的电压约为三角形启动的1/3。

《Y-△降压启动控制线路》教案
（10分钟）
（10分钟）
（30分钟）
电动机定子绕组Ｙ、△接法接线盒内部接线图
【任务二】电动机定子绕组Ｙ、△接法时，其绕组上的电压和电流有什么区别？
电动机启动时接成Y形，加在每相定子绕组上的启动电压只有△接法的
1
3
，启动电流
为△接法的
1
3
，启动转矩也只有△接法的
1
3。

所以这种降压启动方法，只适用于轻载或空载
下启动。

结论：凡是在正常运行时定子绕组作△形连接的异步电动机，均可采用这种降压启动方法。

【任务三】时间继电器自动控制Y-△降压启动控制线路
时间继电器自动控制的Y-△降压启动线路原理图
机在
△、Y
接法
时接
线盒
内的
接线
和出
线
分析
电路
原理，
总结
线路
优点。

三相异步电动机Y-△降压起动的控制设计《电⽓控制与PLC应⽤》课程设计说明书设计题⽬：三相异步电动机Y-△换接起动控制设计专业及班级：XXX指导教师：XXX学⽣姓名：XXX学号：XXXX设计时间：XXXXXXXX⽬录⼀、设计题⽬ (1)⼆、控制要求 (1)三、设计内容 (1)1、设计原理 (1)2、I/O配置接线图 (2)3、⼯作过程 (3)4、程序设计梯形图 (4)5、程序设计指令图 (4)6、元件介绍 (4)总结 (8)参考⽂献 (9)⼀、设计题⽬利⽤三菱可编程控制器实现三相异步电动机Y-△降压起动的控制设计。

⼆、控制要求接触器1KM~3KM的作⽤分别是控制电源、Y形起动、△运⾏。

①按下起动按钮SB2后，电动机M先作Y起动，10s钟后⾃动转换为△运⾏。

②若任何情况下外部按下停⽌按钮SB1或热继电器FR动作时，都会导致电动机停⽌。

三、设计内容1、设计原理容量较⼤的电动机。

通常采⽤降压启动⽅式。

降压启动的⽅式很多，有星三⾓启动，⾃耦降压启动，串联电抗器降压启动，延边三⾓形启动等。

本⽂介绍电动机的星三⾓(Y⼀△)启动⽅式。

所谓Y⼀△启动，是指启动时电动机绕组接成星形，启动结束进⼊运⾏状态后，电动机绕组接成三⾓形。

在启动时。

电机定⼦绕组因是星形接法，所以每相绕组所受的电压降低到运⾏电压的57.7％，启动电流为直接启动时的1／3，启动转矩也同时减⼩到直接启动的1／3。

所以这种启动⽅式只能⼯作在空载或轻载启动的场合。

电动机Y－△启动的电路图，U1－U2、V2－V2、Wl－W2是电动机M的三相绕组。

如果将U2、V2和W2在接线盒内短接则电动机被接成星形；如果将U1和W2、V1和U2、W1和V2分别短接，则电动机被接成三⾓形。

实现电动机的Y－△启动控制电路见图1。

图1 2、I/O配置接线图图2 I/O配置接线图表1 I/O配置表2 硬件配置表3、⼯作过程按下启动按钮SB1，接触器KM3线圈得电，KM3的主触点闭合，KM3辅助触点（常开）闭合，接触器KM1和时间继电器的线圈得电，KM1主触点闭合，将电动机的三相绕组接成星形，电动机进⼊星形启动状态；KM1的辅助触点KM1－1闭合，使电路维持在启动状态。

课程：西门子S7-200PLC定时器、计数器的应用课题：三相异步电动机Y-△降压启动控制线路2、断开延时定时器（TOF）输入端（IN）接通时，定时器位立即为“1”，并把当前值设为0。

输入端（IN）断开时，定时器开始计时，当断开延时定时器（TOF）的计时当前值等于设定时间时，定时器位断开为“0”，并且停止计时。

TOF指令必须用负跳变（由on到off）的输入信号启动计时。

3、有记忆功能的接通延时型定时器（TONR）输入端（IN）接通时，接通有记忆接通延时定时器（TONR），并开始计时，当定时器（TONR）的当前值等于或大于设定值时，该定时器位被置位为“1”。

定时器（TONR）累计值达到设定值后，定时器（TONR）继续计时，一直计到最大值32767。

查阅STEP7-MicroWin软件中有关TOF指令的内容。

查阅STEP7-MicroWin软件中有关TONR指令的内容。

结合STEP7-MicroWin软件的帮助文件，讲解TOF定时器的特点。

结合STEP7-MicroWin软件的帮助文件，讲解TONR定时器的特点。

写出TOF指令的主要特点。

写出TONR指令的主要特点。

输入端（IN）断开时，定时器（TONR）的当前值保持不变，定时器位不变。

输入端（IN）再次接通，定时器当前值从原保持值开始再往上累计时间，继续计时。

可以用定时器（TONR）累计多次输入信号的接通时间。

上电周期或首次扫描时，定时器（TONR）的定时器位为“0”，当前值保持，可利用复位指令（R）清除定时器（TONR）的当前值。

4、应用定时器的注意事项1）不能把一个定时器号同时用作断开延时定时器（TOF）和接通延时定时器（TON）（相当于同一定时器号既用作模拟断电延时型的物理时间继电器功能，又用作模拟通电延时型的物理时间继电器功能）。

2）使用复位（R）指令对定时器复位后，定时器位为“0”，定时器当前值为0。

3）有记忆接通延时定时器（TONR）只能通过复位指仿照教师演示的简单应用程序，自行编程调试，理解三种定时器的工作原理和特点。

~~
Q FU
(1) Y-∆起动控制线路 Y- 起动控制线路
FR SB2 KT KT
W1
SB1 KT
KM1
FR
U1 V1

V2
W2
KM2
KM1 KM2
U1 U2 W2 W1 V1 V2
KM1
U1 V1
W1
Y型
U2 V2 W2
∆型
~~
Q FU
Y-∆ 起动控制线路（1） 起动控制线路 控制线路（
FR SB2 KT KT
~~
Q FU
Y-∆起动控制线路（2） 起动控制线路 控制线路（
FR SB2 KT KT KM1
W1
SB1 KT
KM1
KM3 FR
U1 V1
KM3
KM2
U2 V2
W2
KM2 KM1 KM2
工作原理同 (1) 换接在断电情况下进行 。
KM1
KM3 的作用：使 Y- ∆ 的作用：
(2)自耦调压器降压起动控制线路 • 起动时自耦调压器串入,电动机定子降压 • 运行时自耦调压器旁路,电动机定子全压
W1
SB1 KT
KM1
FR
U1 V1
U2
V2
W2
KM2
KM1 KM2
工作原理
KM1 形接法降压起动； 按SB1→KM1得电→M以“Y”形接法降压起动； 以 形接法降压起动 常闭触头延时打开 常闭触头 →KT得电 延时 KT常闭触头延时打开→ 1 得电 →
1 →KM1失电→ “Y” 形接法断开 →KM2得电→M以“∆ ”形接法正常运转。 形接法正常运转。 以