三相异步电动机的基本控制线路

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2．1．1 三相鼠笼型异步电动机起动控制线路

三相鼠笼型异步电动机可采用直接起动和降压起动。能否进行直接起动，常用经验式予以判别，即满足式(8．2－8)，可全电压直接起动，否则用降压起动。

小容量电动机和不经常起动的情况下，可用转换开关、刀闸开关或自动空气断路器控制电动机主电路的接通或关断。在频繁起动的情况下，目前广泛采用起—保—停控制线路，如图8．4－1所示。

降压起动的常用方法有如下几种：

❶ 串电阻(或电抗器)减压起动线路。如图8．4－2所示。三相定子绕组中所串电阻常根据经验公式(8．2－12)计算。－般可选取铸铁电阻。

❷ 自耦变压器(补偿器)减压起动控制线路。分手动控制和自动控制两种。手动控制常采用QJ3、QJ5型手动起动补偿器；自动控制常采用XJ01型自动补偿器，如图8．4－3所示。采用自耦变压器起动时，转矩减少的比例和电流减少的比例相等，不与降低的电压平方成正比。与定子绕组串电阻起动相比，能提供更大的起动转矩。

❸ Y－△减压起动控制线路。用于电动机定子绕组正常运行为△形接法的容量较大的电动机。由于电动机Y形起动时线电流仅为△形接法起动时的1／3，而绕组的电压为额定电压的，此时的起动转矩也只有全电压起动时的1／3，所以，这种起动方法只可用于空载或轻载起动的场合。Y－△减压起动可分为手动控制和自动控制两种。手动控制采用手动Y－△起动器；自动控制常采用时间继电器控制Y－△减压起动和自动Y－△起动器控制，其控制线路如图8．4－4和8．4－5所示。常用的Y－△起动器有QX1、QX3、QX4A、QX10等系列。

❹ 延边三角形减压起动控制线路。这种方法的实质，是将电动机定子绕组中的一部分绕组接成Y形，另一部分绕组接成△。定子绕组9个抽头的接线如图8．4－6所示。其中图a)为延边三角形联接，图b)为三角形联接。定子绕组的抽头比例K_c(角形联接部分与延边部分)可为1∶1、1∶2、3∶5等，抽头比越大，起动电压越高。延边三角形起动一般可采用xJ1系列低压起动控制箱，也可用交流接触器等元件，如图8．4－7所示。

机床常用的电动机及其配套的起动控制设备见表8．4－3

表8．4－3 机床常用的电动机起动控制设备一览表

为避免采用转子串电阻起动时，因分级切除起动电阻而造成电流与转矩的突跳变化(增大)，对机械产生冲击，可应用频敏变阻器代替起动电阻，如图8．4－9所示。由于频敏变阻器的阻抗可随电流频率的变化而显著变化，故可使整个起动过程接近于恒值起动转矩。

2．1．3 鼠笼型异步电动机正反转控制线路

典型的电动机正反转控制线路如图8．4－10和8．4－11所示。在图8．4－10所示控制线路中，电动机需变向时，应先停后反向起动运行。而图8．4－11所示控制线路，可在电动机运行中随时操纵正反转按钮实现电动机的正反转，并有复合(双重)联锁。

2．1．4 鼠笼型异步电动机制动控制线路

为缩短机械设备停止时间，或要求停止位置准确，需采取制动措施。制动分为机械和电气制动。

机械制动控制线路如图8．4－12～8．4－14所示。图8．4－12所示为制动闸平时一直处子“抱住”状态的线路，图8．4－13所示为制动闸平时一直处于“松开”状态的控制线路。电磁抱闸制动装置的体积较大。采用图8．4－14所示电磁离合器YC的控制线路，则体积小，且制动迅速。

异步电动机可工作于再生发电(回馈)制动、反接制动和能耗制动等电气制动状态。图8．4－15和8．4－16分别为单向运转反接制动和可逆运转反接制动控制线路。这种制动比较简单、可靠，适用于电动机容量为2～3kW、起动和制动次数不太频繁的场合。但由于反接制动时的振动和冲击力较大，会影响机床精度，故10kW以上的电动机通常不予采用。

能耗制动控制线路，是当电动机刚脱离三相电源时，向定子绕组通入直流电流，以消耗转子的动能，使电动机迅速制动。制动结束时，及时切除直流电。通入的直流电流越大，制动越迅速。通入的直流电流约为电动机空载电流的3～5倍，过大会烧坏定子绕组。所用的直流电源，有单相半波整流、单相桥式全波整流和充电的电容器。相应的能耗制动控制线路如图8。4－17、8．4－18和8．4－19所示。在图8．4－19中，当KM1或KM2动作，使电动机起动时，通过电容C1、电阻R1和R2以及二极管V1使C1建立直流电压。电动机M停止时，接触器KM1或KM2断电释放，常闭触点闭合，电容C1通过电动机定子绕组放电(该电流为直流电流)，执行能耗制动。但其制动力矩随C1放电电流的减小而减小，直至为零。应该说明，单管半波整流能耗制动和充电电容能耗制动线路虽然简单，但制动效果不及全波整流能耗制动，故前者用于制动要求不很高的场合。

表8．4－4 反接制动与能耗制动的比较

△／YY接法的双速电动机控制线路如图8．4－21所示。图a)是用按钮变换高、低速，图b)是用开关SA实现高、低速控制，适用于功率较小的双速电机。图c)是用开关SA和时间继电器KT实现高、低速控制，适用于较大容量的双速电动机的控制。