三相异步电动机Y△降压启动的分析与改进
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简述三相交流异步电动机y-δ降压启动控制原理及特点
1.启动过程
三相交流异步电动机Y-Δ降压启动控制电路在启动过程中,通过控制电路将电动机的定子绕组连接成Y形,即所谓的Y启动。
在Y 启动过程中,每相绕组所承受的电压为正常运行时电压的1/√3,从而达到降压启动的目的。
当电动机启动过程完成后,再通过控制电路将电动机的定子绕组切换到Δ形连接,即所谓的Δ运行。
2.控制原理
三相交流异步电动机Y-Δ降压启动控制电路主要由接触器、时间继电器和热继电器等组成。
其中,接触器用于控制电动机的电源通断,时间继电器用于控制电动机的启动和停止时间,热继电器则用于保护电动机免受过载电流的损害。
在启动过程中,首先接通电源,时间继电器开始计时,当计时达到预定时间时(一般为5秒左右),时间继电器动作,将接触器控制电路中的常闭触点打开,切断电动机的Y形连接,同时将常开触点闭合,接通电动机的Δ形连接。
此时,电动机进入Δ形运行状态。
3.特点
三相交流异步电动机Y-Δ降压启动控制电路具有以下特点:
(1)启动电流小:在Y形启动过程中,电动机的每相绕组所承受的电压仅为正常运行时电压的1/√3,从而降低了启动电流。
这有利于延长电动机的使用寿命。
(2)启动转矩小:由于启动电流减小,电动机的转矩也相应减
小。
这有利于防止电动机在负载较重的情况下启动时发生“闷车”现象。
(3)运行效率高:在Δ形运行状态下,电动机的电压和电流处于额定值,因此运行效率相对较高。
(4)使用范围广:该控制电路适用于容量较大且对启动转矩要求不高的三相交流异步电动机。
Y-△降压启动线路安装调试实验报告专业班级姓名学号指导教师成绩日期●实验目的:●能通过安装的线路实现星-三角型的控制,控制线路电压为220V●实验要求:1.能正常使用常用的电工工具,能使用基本的测量表计。
2.安装布线要整齐,连接要可靠。
3.配电箱内的接线要正确。
交直流或没电压的插座应有明显的区别,箱内每一处开关、每一组熔断器都应有表明所控制对象的标志图。
4.按线路图正确接线,要求配线长度适度,不能出现压皮、露铜等现象。
5.线路功能正常,通电测试无短路现象,能实现科目要求的功能。
6.测试完成后实验报告能对实作过程进行总结并对过程进行梳理,能够分析实作步骤。
●实验器材:设备名称设备型号数量小型断路器DZ47-63 1熔断器RT18-32X 4(3备用)交流接触器CJX8-9(B9) 3热继电器JR16B-20/3 1 按钮开关(绿)SAY7-A 2电子信号灯(绿)AD11-22/25 3按钮开关(红)SAY7-A 1电子信号灯(红)AD11-22/24 1小木板 1铁轨 1按钮盒 1导线若干扎带若干时间继电器ST3PA-E 1十字螺钉若干一字改刀、十字改刀、剥线钳、斜口嵌、老虎各1 钳、万用表、低压验电笔标签6● 实验原理:✧ 实现方法:手动和自动。
1、手动星三角降压启动:其电气原理图如图1,按下SB1→KM1、KM2得电→电机星形运行;按下SB3→KM2先失电,KM3后得电→电机三角形运行; 按下SB2→KM1、KM3失电→电机停止运行。
图1-12、自动星三角降压启动(本次实作电气原理图):其电气原理图如图1-2,按下SB1→KM1、KM2、KT1得电→电机星形运行→一定时间后→时间继电器延时断开(具体延时时间的设定后面我们再讨论)→KT1常闭触点变为常开,KM2失电→KT1常开触点闭合,KM3得电→电机变为三角形运行→按下SB2→KM1、KM3失电→电机停止运行; ✧ 降压启动简述:1、电机的启动电流近似和定子的电压成正比,因此常采用降低定子电压的办法来限制启动电流。
关于三相异步电动机的启动与制动问题的分析摘要现阶段,异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。
本文就三相异步电动机的启动、制动等技术问题进行分析。
关键词三相异步电动机;启动;制动;分析1 三相异步电动机的启动电动机接上电源,转速由零开始增大,直至稳定运转状态的过程,称为启动过程。
对电动机启动的要求是:启动电流小,启动转矩大,启动时间短。
当异步电动机刚接上电源,转子尚未旋转瞬间(n=0),定子旋转磁场对静止的转子相对速度最大,于是转子绕组感应电动势和电流也最大,则定子的感应电流也最大,它往往可达额定电流的5-7倍。
笼型异步电动机的启动方法有直接启动(全压启动)和降压启动两种。
1.1 直接启动直接启动也称全压启动。
启动时,电动机定子绕组直接接入额定电压的电网上。
这是一种最简单的启动方法,不需要复杂的启动设备,但是,它的启动性能恰好与所要求的相反,即:1)启动电流I大。
对于普通笼型异步电动机,启动电流是额定电流的4—7倍。
启动电流大的原因是:启动时n=0,s=1,转子电动势很大,所以转子电流很大,根据磁通势平衡关系,定子电流也必然很大。
2)启动转矩TST不大。
对于普通笼型异步电动机,启动转矩倍数KST=1-2。
由上可见,笼型异步电动机直接启动时,启动电流大,而启动转矩不大,这样的启动性能是不理想的。
过大的启动电流对电网电压的波动及电动机本身均会带来不利影响,因此,直接启动一般只在小容量电动机中使用,如:7.5kW以下的电动机可采用直接启动。
如果电网容量很大,就可允许容量较大的电动机直接启动。
若电动机的启动电流倍数K1、容量与电网容量满足下列经验公式:则电动机便可直接启动,否则应采用下面介绍的降压启动方法。
1.2 降压启动降压启动的目的是为了限制启动电流,但问题是在限制启动电流的同时,启动转矩也受限制,因此它只适用于在空载或轻载情况下启动。
启动时,通过启动设备使加到电动机上的电压小于额定电压,待电动机转速上升到一定数值时,再使电动机承受额定电压,保证电动机在额定电压下稳定工作。
三相交流异步电动机y-δ降压启动控制原理及特点1. 介绍三相交流异步电动机三相交流异步电动机是工业中常见的电动机类型,其结构简单、可靠性高、使用范围广泛,被广泛应用于风机、泵、压缩机等领域。
在实际应用中,为了满足设备的启动需求,常常需要采用降压启动方式,而y-δ降压启动控制就是一种常见的方式。
2. y-δ降压启动控制原理y-δ降压启动控制原理是通过改变电动机的绕组接法,从而实现起动时的降压启动。
在此控制方式下,电动机起动时首先采用星形连接,待电动机达到一定转速后,再切换为三角形连接,最终使电动机达到额定运行状态。
这种控制方式可以减小电动机启动时的起动电流,降低启动时的机械冲击,并且能够提高电动机的效率。
3. y-δ降压启动控制特点3.1 起动电流小采用y-δ降压启动控制方式可以显著降低电动机起动时的电流,减小对电网的冲击,有利于提高配电系统的稳定性。
3.2 机械冲击小降压启动通过起始时串联绕组使得电动机在起步阶段扭矩较小,减小了机械设备的冲击,延长了设备的使用寿命。
3.3 运行效率高降压启动控制方式可以减小起动时的电压波动,有利于电动机的平稳启动,并且可以提高电动机的运行效率。
4. 个人观点和理解从我个人的角度来看,y-δ降压启动控制是一种非常实用的启动方式。
它可以有效地减小电动机起动时的电流冲击和机械冲击,提高设备的稳定性和使用寿命。
也有利于电动机的高效运行,有助于节能减排。
在实际工程中,我会优先考虑采用y-δ降压启动控制方式来实现电动机的启动。
5. 总结通过对y-δ降压启动控制原理及特点的介绍和分析,我们可以看到,这种启动方式在实际工程中具有重要的应用意义。
它不仅可以降低设备的起动冲击,延长设备的使用寿命,同时也有利于提高设备的运行效率,是一种非常值得推广和应用的启动方式。
以上就是对三相交流异步电动机y-δ降压启动控制原理及特点的文章,希望能够对您有所帮助。
三相交流异步电动机y-δ降压启动控制原理及特点在工业生产中,电动机是一种非常重要的设备,它们被广泛应用于各种机械设备中,如风机、泵、压缩机等。
三相笼型异步电动机的降压启动笼型异步电动机常用的降压启动方法有:星-三角形降压启动、定子绕组串电阻降压启动、自耦变压器降压启动等。
1.星-三角形(Y-Δ)降压启动星-三角形(Y-Δ)降压启动用于正常工作时定子绕组作三角形连接的电动机。
在电动机启动时将定子绕组接成星形,实现降压启动。
此时加在电动机每相绕组上的电压为额定电压的 1/ 3,从而减小了启动电流。
待启动后过了预先设定的时间,电动机转速接近额定转速,将定子绕组接线方式由星形改接成三角形,使电动机在额定电压下运行。
它的优点是启动设备成本低、方法简单、容易操作,但启动转矩只有额定转矩的1/3,如图所示。
启动运行:按下启动按钮SB2,KM1、KT、KM Y线圈同时得电并自锁,即KM1、KM Y主触点闭合时,绕组接成星形,进行降压启动。
当电动机转速接近额定转速时,时间继电器KT常闭触头断开,KM Y线圈断电,同时时间继电器KT常开触头闭合,KM△线圈得电并自锁,电动机绕组接成三角形全压运行。
两种接线方式的切换要在很短的时间内完成,在控制电路中采用时间继电器定时自动切换。
KM Y、KM△常闭触头为互锁触头,以防同时接通造成电源短路。
停止运行:按下停止按钮SB1,KM1、KM△线圈失电,电动机停止运转。
2.定子绕组串电阻降压启动下图所示为定子绕组串接电阻降压启动控制线路。
在电动机启动时,在三相定子电路串接电阻,使电动机定子绕组电压降低,启动结束后再将电阻短接,电动机在额定电压下正常运行。
启动过程如下:按下启动按钮 SB2,接触器KM1与时间继电器KT的线圈同时通电,KM1主触点闭合,电动机定子绕组串电阻R启动。
时间继电器 KT 延时预定时间后,其延时闭合常开触点闭合,接触器KM2 线圈通电,KM2 主触点闭合,短接R,电动机投入正常运行;KM2常闭辅助触头断开,接触器KM1与时间继电器KT的线圈同时断电。
该电路结构简单、启动功率因数高,缺点是电阻上功率消耗大。
可编程控制器课程设计报告书【1】三相异步电动机的Y—△启动控制学院名称:自动化学院学生姓名:专业名称:班级:时间:2013年5月20日至5月 31日三相异步电动机的Y—△启动控制一、设计目的:1.了解交流继电器、热继电器在电器控制系统中应用。
2.了解对自锁、互锁功能。
3.了解异步电动机Y—△降压启动控制的原理、运行情况及操作方法。
二、设计要求:1、设计电动机Y—△的启动控制系统电路;2、装配电动机Y—△启动控制系统;3、编写s7_300的控制程序;4、软、硬件进行仿真,得出结果。
设计设备:1.三相交流电源(输出电压线);2.继电接触控制、交流接触器、按钮、热继电器、熔断器、PLCS300;3.三相鼠笼式电动机。
四、设计原理:对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说,如果在启动时将定子绕组接成星形,待起动完毕后再接成三角形,就可以降低启动电流,减轻它对电网的冲击,这样的起动方式称为星三角减压启动,或简称为星三角启动(Y-Δ启动)。
星三角起动法适用于正常运行时绕组为三角形联接的的电动机,电动机的三相绕组的六个出线端都要引出,并接到转换开关上。
起动时,将正常运行时三角形接法的定子绕组改接为星形联接,起动结束后再换为三角形连接。
这种方法只适用于中小型鼠笼式异步电动机.定子绕组星形连接时,定子电压降为三角形连接的1/√3,由电源提供的起动电流仅为定子绕组三角形连接时的1/3。
就是可以较大的降低启动电流,这是它的优点.但是,由于起动转矩与每相绕组电压的平方成正比,星形接法时的绕组电压降低了1/ √3倍,所以起动转矩将降到三角形接法的1/3,这是其缺点。
Y-△降压启动器仅适用于△运行380V的三相鼠笼式电动机作空载或轻载启动。
三相鼠笼式异步电动机Y—△降压启动控制线路图,如图1所示。
图1原理图的分析:按下空开后,按下SB1按钮,KM,KMY线圈得点,同时计时器也开始计时,KM得点,SB1按钮断开,KM触点闭合实现自锁,此时KM、KMY 触点闭合,电动机以Y型启动;当计时器计时时间到,如上电路图KMΔ线圈得到,KMΔ常闭触点断开KMY线圈失电,KMY触点断开,KMΔ触点闭合进行工作,同时KMΔ动合触点闭合实现了互锁电路,此时电动机以Δ型运行。
三相异步电动机常用的Y-△降压启动本文分析了三相异步电动机的由来、启动进程与启动方式,并针对星-三角降压启动进行了探讨。
标签:三相异步发动机降压启动1 三相异步电动机的由来三相异步电动机的旋转是由于其定子绕组中通入三相交流电后,在定子绕组周围产生一个旋转的磁场,当转子处于该旋转磁场中时,相当于导体在磁场中作切割磁力线运动,从而产生感应电流和感应电动势,促使转子不断地旋转运动。
但是三相异步电动机的转子转速不会与旋转磁场同步,更不会超过旋转磁场的速度。
因为三相异步电动机转子线圈中的感应电流是由于转子导体与磁场有相对运动而产生的,如果三相异步电动机转子的转速与旋转磁场的转速大小相等,那么,磁场与转子之间就没有相对运动,导体不能切割磁力线,转子线圈中也就不会产生感应电流和感应电动势,三相异步电动机转子导体在磁场中也就不会受到电磁力的作用而使转子转动——三相异步电动机因此而得名。
2 电动机的启动过程和启动方式电动机的启起动过程是指电动机从接入电网开始到正常运转的这一过程。
三相异步电动机的启动方式有两种,即在额定电压下的全压(直接)启动和降低启动电压的减压启动。
电动机的直接启动是一种简单、可靠、经济的启动方法,但由于直接启动电流可达电动机额定电流的4~7倍,过大的启动电流会造成电网电压显著下降,直接影响在同一电网工作的其他电动机,甚至使它们停转或无法启动,故直接启动电动机的容量受到一定的限制。
对容量较大的电动机的启动,为了不造成电网电压的大幅度降落,从而导致电动机启动困难或不能启动,也不影响电网内其他用电设备的正常供电,在生产技术上,多采用降压启动措施。
所谓降压启动是将电网电压适当降低后加到电动机定子绕组上进行启动,待电动机启动后,再将绕组电压恢复到额定值。
降压启动的目的是减小电动机启动电流,从而减小电网供电的负荷。
但由于启动电流的减小,必然导致电动机启动转矩下降,因此凡采用降压启动措施的电动机,只适合空载或轻载启动。
三相异步电动机Y/△降压启动的分析与改进
广东省高级技工学校技能训练中心谢文辉
【摘要】本文经分析常见三相异步电动机Y / △降压启动电路,从而发现电路中需要考虑的主要问题,通过对主电路和控制电路的改进,从而达到实用、节能、经济的目的。
【关键词】Y / △降压启动;交流接触器;线电流;相电流;节能
一、前言
三相异步电动机在起动过程中,会产生很大的启动电流(通常选额定电流的6倍进行计算)。
为了避免电网产生较大的压降,要求启动电流不能太大,同时希望产生足够大的启动转矩。
为了降低电压,减小电流,多种降压启动电路也就在我们生产中应运而生。
而在众多的降压启动电路中,星形——三角形(Y/△)启动是最常见也是最常用的一种降压启动电路。
Y/△降压启动电路是指电动机启动时,把定子绕组接成星形,以降低启动电压,达到减小启动电流的目的;待电动机启动后,再把定子绕组改接成三角形,使电动机全压运行。
但在我的实习教学和维修过程中,发现对三角形接法的电动机所采用Y/△降压启动的不同电路中,尽管各有特点,但还存在着不尽人意的地方。
针对上述问题,我采用下面图1进行分析改进,与改进后的图2进行对比。
二.主电路的分析与改进
图1是Y/△降压启动主电路常见的接法,它的启动顺序:首先KM1和KMY闭合,电动机定子绕组三个尾端U2、V2、W2构成星形连接,电源从定子绕组三个首端通入,即L1-U1、L2-V1、L3-W1;然后当电动机转速达到一定时,由控制电路的时间继电器KT延时动作→KMY失电断开→KM△得电闭合,电动机定子绕组从U1-W2、V1-U2、W1-V2构成三角形连接,最后电动机进入三角形状态下运行。
从图1中分析可知、此时接触器KM1主触头通过的是电动机的线电流,因此在选用KM1接触器时,KM1主触头必须根据三角形联接时电动机的线电流来进行选择:KM1应取略大于电动机的额定电流(IN),对KMY、KM △我们先来作如下的分析后再选择。
因为电动机在△连接时(设定子绕组阻抗为Z),U△线=U△相,则I△相=U△相/Z相,而I△线=I△相,从而可推出I△线=U△相/Z相=U△线/Z相,I△线就是电动机的额定电流IN ,I△相是我们此时选择KM△的依据,故KM△取IN ;电动机Y形连接时的相电流即为线电流(IY相=IY线),UY相=U△线/,IY线=IY相=UY相/Z相=(U△线/)/Z相=U△线/(Z相),Y形连接时的线电流是△形连接时相电流的1/ 、(IY线=I△相= ),而△形连接时的线电流又是其相电流的倍(I△线= I△相= U△线/ Z相),所以有=/ = ,即在同一线电压下Y形连接时的线电流是△形连接时线电流的,此IY线是选择KMY的依据,所以KMY取IN 。
例如:一台功率P=51KW的三相异步电动机,额定电流为IN =98A,如果按图1接入电路则KM1选100A,KMY选32.7A,KM△选56.6A。
但是,改用图2所示的主电路后,仅将KM△接触器的进线由KM1的出线端相接,改为在KM1的进线端相接,这样、KM1和KM△两只接触器是并联接入“△”型运行,故电路从星形向三角形转换时,KM1承担的电流就不再是线电流,而是比图1减少了的相电流,这也就使KM1的电流选取标准大大降低(实际是降低了成本)。
改装后接触器选用原则:KM1与KM△均取(1/ )IN ,KMY取(1 / 3)IN 。
同用以上例子:则KM1选56.6A,KMY选32.7A,KM△选56.6A。
通过图1、图2的对比及两种情况计算后接触器的选择原则可知:改进后的主电路当星形运行转到三角形运行时,接触器KM1、KM△主触头各通过56.6A的相电流,这样就大大改善了接触器的运行状况,降低了接触器的损坏率,且可选小些的交流接触器,使整个电路的体积减小、成本也相应地降低。
另外从实习教学中的安装与生产实践的维修角度出发:一是为学生安装上带来接线的方便;二是若两个图采用同一规格的导线来说,图2的绝缘耐用度
要高于图1。
三.控制电路的分析与改进
合理地使电动机在Y形或△状态下运行。
我国的异步电动机容量档距很大,许多时候我们不得不选择比我们需要的功率大十几甚至几十个千瓦的电动机。
而有时我们的机床或其它设备在许多时候又需轻载或空载运行,按上例对电动机定子绕组在Y形和△联接时的有功功率进行计算:三角形连接时的有功功率等于电动机的额定功率,P△=P额=51KW;而在线电压不变时,负载作△形联接时的功率为作Y形联接时功率的3倍(《电工基础》)。
亦即PY = P△=17KW,针对这种情况,如果仍让电动机工作在△状态下运行,将会浪费大量的电。
如果此时换为Y形运行,则可节约大量的电能。
因为在星形运行时的线电流是三角形运行时线电流的,换句话说,三角形运行时的线电流是星形运行时线电流的3倍,即I△线=3IY线,这时对电能的损耗可想而知,如果此时电动机能由△转换为Y形运行,定子绕组的相电压就降到额定电压值的1/ ,电流降为△运行的,虽然其转矩也减小到原来的,但对于许多轻载和一切空载负荷来说已经足够。
我在教学中将改后(图2)的控制线路用在生产实践中的得令人满意的效果。
那么图2的控制部分与图1的控制部分对比,图2的明显多了两个优越性:
1、图1中KM1和KMY同时得电,这样KMY是在带负载的情况下闭合,接通时会产生较大的起动冲击电流(这起动电流是根据Y形联接时的6倍进行计算,而冲击电流要大于Y形联接时的起动电流),从而产生很大的火花现象,这对KMY的主触头是非常不利的,同时考虑星形转换到三角形运行时,KMY释放的过程又会产生一次较大的火花现象,这样就会缩短KMY的电气寿命。
而图2改成KMY优先于KM1得电,弥补了图1所述的不尽人意之处,也就延长了KMY的电气寿命。
2、图2在时间继电器KT线圈回路串入了一个主令开关SA,当SA断开时,则电动机只能在Y形状态下运行,此时适用于大机床轻载或空载情况下运行;如遇重载,则合上SA,那么图2的控制电路功能就和通常的Y/△控制电路基本一样。
虽然,Y/△启动控制电路图多种多样,但只要在其时间继电器线圈回路中串入一个主令开关,即可达到Y形运行和△形运行的简便切换。
四、改进后电路的效果
对以上Y/△改进后的整个电路作现场安装应用的情况看:
1、因主电路的改装后,KM1选择的原则降低了等级,使元件和导线绝缘的损坏率得到降低,安装体积得于减小;同时使实习教学带来方便,主要是便于学生在模拟板上的安装。
2、从控制电路上的改装后可知,在应用方面,可实现Y形和△形之间的简易的切换,达到节能的目的;通过改进后的控制电路图2,可使KMY优先于KM1动作,减少了KMY出现较大火花的次数,也就减少了维修率。
从此可看出改装后的电路达到实用、节能、维修率降低,从而带来经济效益。
这种电路上的改进,对于大功率电动机来说,更具有明显的经济性。
说明:文中空格处是有关开根号问题,还得请教怎样才能打进去,另图也无法输入,因为没有电工软件画图,能否告知此类软件哪里有卖?。