三相异步电动机Y-△降压启动控制线路要点
实验一三相鼠笼式异步电动机Y-△降压起动控制[详细讲解]
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实验一三相鼠笼式异步电动机Y－△降压起动控制一、实验目的1. 进一步提高按图接线的能力2. 了解时间继电器的结构、使用方法、延时时间的调整及在控制系统中的应用。
3. 熟悉异步电动机Y－△降压起动控制的运行情况和操作方法。
二、原理说明1. 按时间原则控制电路的特点是各个动作之间有一定的时间间隔，使用的元件主要是时间继电器。
时间继电器是一种延时动作的继电器，它从接受信号（如线圈带电）到执行动作（如触点动作）具有一定的时间间隔，此时间间隔可按需要预先整定，以协调和控制生产机械的各种动作。
时间继电器的种类通常有电磁式、电动式、空气式和电子式等。
其基本功能可分为两类，即通电延时式和断电延时式，有的还带有瞬时动作式的触头。
时间继电器的延时时间通常可在0.4s～80s范围内调节。
2、按时间原则控制鼠龙式电动机Y－△降压自动换接起动的控制线路如书所示。
从主回路看，当接触器KM1、KM2主触头闭合，KM3主触头断开时，电动机三相定子绕组作Y连接；而当接触器KM1和KM3主触头闭合，KM2主触头断开时，电动机三相定子绕组作△连接。
因此，所设计的控制线路若能先使KM1和KM2得电闭合，后经一定时间的延时，使KM2失电断开，而后使KM3得电闭合，则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转。
图27-1的控制线路能满足上述要求。
本线路具有以下特点:(1) 接触器KM3与KM2通过动断触头KM3(5-7)与KM2(5-11)实现电气互锁，保证KM3与KM2不会同时得电，以防止三相电源的短路事故发生。
(2) 依靠时间继电器KT延时动合触头(11-13)的延时闭合作用，保证在按下SB1后，使KM2先得电，并依靠KT(7-9)先断，KT(11-13)后合的动作次序，保证KM2先断，而后再自动接通KM3，也避免了换接时电源可能发生的短路事故。
(3) 本线路正常运行（△接）时，接触器KM2及时间继电器KT均处断电状态。
(4) 由于实验装置提供的三相鼠笼式电动机每相绕组额定电压为220V，而Y/△换接起动的使用条件是正常运行时电机必须作△接，故实验时，应将自耦调压器输出端(U、V、W)电压调至220V。
三相异步电动机正反转及Y降压起动控制线路
实验六三相异步电动机正反转及Y—△降压起动控制线路一、实验目的1.进一步掌握三相异步电动机的正反转控制线路的接线方法。
2.进一步掌握三相异步电动机的Y—△降压起动控制线路的接线方法。
3.熟悉三相异步电动机的正反转及Y—△降压起动控制线路的工作原理。
4.熟悉三相异步电动机的正反转及Y—△降压起动控制线路的接线方法。
二、实验原理1. 三相异步电动机的正反转及Y—△降压起动控制线路如图一所示。
2. 正转Y—△降压起动控制过程如下：三相闸刀开关QS合闸通电后，指示灯D1亮启，表明控制线路处于“准备好”的状态，按起动按钮SB2后且在转换为△形接法（正常运行）之前，该指示灯保持亮启状态，以表明控制线路处于Y降压起动状态。
当转入△形正常运行状态后，D1指示灯熄灭，同时指示灯D2亮启，表明已进入正常运行状态，之后，只要不按停止按钮SB1，指示灯D2将一直保持亮启状态。
3. 反转Y—△降压起动控制过程如下：指示灯D1和D2的亮灭情况与正转降压起动控制过程类似。
三、实验仪器设备四、实验内容与步骤1.将交流接触器、热继电器、时间继电器、按钮开关在控制板上进行布置。
2.按照图一进行布线联接。
3.全部联接完成后应进行仔细检查核对，直至正确无误。
经指导教师确认接线正确后，方可合闸刀通电。
4.按起动按钮SB2，Y形降压起动，指示灯D1亮启，经延时若干秒后，电动机转换为△形正常运转，指示灯D1熄灭、D2亮启，此时电动机正向运转，按动停止按钮SB1，电动机停止运转。
5.按起动按钮SB3，Y形降压起动，指示灯D1亮启，经延时若干秒后，电动机转换为△形正常运转，指示灯D1熄灭、D2亮启，此时电动机反向运转，按动停止按钮SB1，电动机停止运转。
五、实验注意事项1.通电前应熟悉线路的操作顺序。
2.运行时应注意观察电动机、各电器元件和线路各部分工作是否正常。
若发现异常情况，必须立即切断电源开关。
六、实验报告内容1.简述三相异步电动机正反转及Y—△降压起动控制线路的工作原理。
三相笼型异步电动机Y-△降压启动
（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
三相异步电动机Y—△降压起动
三相异步电动机Y—△降压起动（1）线路设计思想Y—△降压起动也称为星形—三角形降压起动，简称星三角降压起动。
这一设计思想仍是按时间原则控制起动过程。
所不同的是，在起动时将电动机定子绕组接成星形，每相绕组承受电压为电源的相电压（220V），减小了起动电流对电网的影响。
而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法，每相绕组承受的电压为电源的线电压（380V），电动机进入正常运行。
凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机，均可采用这种线路。
（2）典型线路介绍定子绕组接成Y—△降压起动的自动控制线路如图所示。
工作原理：1、按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，电动机M接入电源。
同时，时间继电器KT 及接触器KM2线圈得电。
2、接触器KM2线圈得电，其常开主触点闭合，电动机M定子绕组在星形连接下运行。
KM2的常闭辅助触点断开，保证了接触器KM3不得电。
3、时间继电器KT的常开触点延时闭合；常闭触点延时继开，切断KM2线圈电源，其主触点断开而常闭辅助触点闭合。
4、接触器KM3线圈得电，其主触点闭合，使电动机M由星形起动切换为三角形运行。
停车5、按SB1 辅助电路断电各接触器释放` 电动机断电停车线路在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁，防止它们同时动作造成短路；此外，线路转入三角接运行后，KM3的常闭触点分断，切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能，并延长其寿命。
三相鼠笼式异步电动机采用Y—△降压起动优点：定子绕组星形接法时，起动电压为直接采用三角形接法时的1/3，起动电流为三角形接法时的1/3，因而起动电流特性好，线路较简单，投资少。
缺点：起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3，转矩特性差。
所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。
另外应注意，Y—△联接时要注意其旋转方向的一致性。
三相异步电动机Y—Δ自动降压启动控制实验
三相异步电动机Y—Δ自动降压启动控制实验1、实验目的⑴学会三相异步电动机Y—Δ自动降压启动控制的接线和操作方法。
⑵理解三相异步电动机Y—Δ自动降压启动的概念。
⑶理解三相异步电动机Y—Δ自动降压启动的基本原理。
⑷了解时间继电器的作用和动作情况。
2、预习内容及要求⑴Y—Δ转换启动的作用三相异步电动机的Y—Δ转换起动方式是大容量电动机起动常用的降压起动措施，但它只能应用于Δ形连接的三相异步电动机。
在起动过程中，利用绕组的Y形连接即可降低电动机的绕组电压及减少绕组电流，达到降低起动电流和减少电机起动过程对电网电压的影响。
待电动机起动过程结束后再使绕组恢复到Δ形连接，使电动机正常运行。
⑵电动机Y—Δ启动控制原理①控制线路及电路组成三相异步电动机的Y—Δ变换起动控制的连接线路如图3-6所示，它主要有以下元器件组成：图3-6 三相异步电动机Y—Δ自动降压启动控制线路a.起动按钮（SB2）。
手动按钮开关，可控制电动机的起动运行。
b.停止按钮（SB1）。
手动按钮开关，可控制电动机的停止运行。
c.主交流接触器（KM1）。
电动机主运行回路用接触器，起动时通过电动机起动电流，运行时通过正常运行的线电流。
d.Y形连接的交流接触器（KM3）。
用于电动机起动时作Y形连接的交流接触器，起动时通过Y形连接降压起动的线电流，起动结束后停止工作。
e.Δ形连接的交流接触器（KM2）。
用于电动机起动结束后恢复Δ形连接作正常运行的接触器，通过绕组正常运行的相电流。
f.时间继电器（KT）。
控制Y—Δ变换起动的起动过程时间（电机起动时间），即电动机从起动开始到额定转速及运行正常后所需的时间。
g.热继电器（或电机保护器FR）。
热继电器主要设置有三相电动机的过负荷保护；电机保护器主要设置有三相电动机的过负荷保护、断相保护、短路保护和平横保护等。
②控制原理三相异步电动机Y—Δ转换启动的控制原理大致如下：i.按下启动按钮SB2后，电源通过热继电器FR的动断接点、停止按钮SB1的动断接点、Δ形连接交流接触器KM2常闭辅助触头，接通时间继电器KT的线圈使其动作并延时开始。
PLC任务4三相异步电动机Y-△降压启动控制
Tn IN TON
PT
TON Tn，PT
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相关知识
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
三相异步电动机Y-△降压启动控制线路
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
三相笼型异步电动机Y—△减压起动控制电路设计与制作
L 32
KM3 KT KM2
A1 4 1
FR
U1
3
2 V1 4 W1 6
KT
61
53
8
KM2
61
54
PE
U2
M 3~
W2 L31
KM3
7 A1
62
62
V2
A1
L11
L2 1 L22
KM3
A2 L32
2
A2
A2
L12
KM3
KT
KM1 KM2
电气元件清单
电器元件 接触器 CJX2-18 X3 型号 数量 3
KT
QF2
线
QF1
接线
电器元件接线图
L0 L1 L2 L3
3 1 3 5 2 4 6 1 1
FU
2 4 95
96
FR
QF
L11 L21 L3 1 L11
QF1
L3 1
SB1 SB2
L01 L02
L21
L0 3 L04 53
53
KM1
L12 1 L22 3 L 32 5
KM2
54
54ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
KM1
6
L12
L22
电气控制及PLC
——三相笼型异步电动机Y—△减压起动控制电路设计与制作
L1 L2 L3 QF
原理图 FU
FR QF1 SB1 SB2 KM1 FR PE 3 M 3~ KM2 KM3 KT KM2 KT KM3 KM2
KM1
KM3 KM3 KT KM1 KM2
工作过程
KM1线圈得电 KM1主触点闭合 KM1辅助动合触 点闭合（自锁） KM3主触点闭合 按下SB2 KM3线圈得电 KM3辅助动合触 点闭合（自锁） 定子绕组接成Y 形，电动机减 压起动
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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
通电试车时，如发现电路不能正常工作或出现振 动、冒烟等异常现象，应立即切断电源，查找原因， 故障排除后再通电试车。 将电路故障现象记录下来，同时将分析故障的思 路、排除故障的方法和找到的故障原因记录下来。
降压启动 全压运行
M 3～ PE W 2 U2 V2 KMY
KM△
1 4 0 2 3 5
KT
三、电路连接 1．检查元器件 （1）根据 Y-△降压启动的电气原理图检查各电器元件型 号规格和数量，用万用表的欧姆档检测各电器元件的 常开、常闭触点的通断情况。 （2）对空气阻尼式时间继电器，用手操作检查延 时情况，再检查时间继电器的瞬时、延时动作触点 的位置。为了便于改变接线，三相异步电动机接线 盒内都有一块接线板，三相定子绕组的六个端子排 成上下两排。
三相异步电动机Y-△降压启动控制线路
三相异步电动机Y-△降压启动控制线路
一、教学目标 1. 理解时间继电器自动控制电动机 Y—Δ 降压启动电路 的工作原理 2. 学会安装、检修时间继电器自动控制电动机 Y—Δ 降 压启动电路 二、仪器与设备 配电盘、接触器、中间继电器、时间继电器、按钮、 组合开关、接线排、熔断器、螺丝刀、尖嘴钳、万用 表、导线若干。
3．按图接线
按电气原理图，先接主电路后接控制电路、从左向右、 自上而下地、先串联后并联的接线原则，从刀开关 QS 的下 端开始接线，最后接电源线。
Y-△降压启动控制线路图
四、电路检查及故障分析 1．电路检查与通电试车 接线完成后，对照电路图，自行检查电路中有无漏 接、错接和短接；接线端的连接是否牢固。断开控制电 路，对主电路用万用表的欧姆档（或校灯）对各连接点 作通断检查；断开主电路，对控制电路的各连接点作通 断检查。通断检查中，要注意是否有并联支路或其他回 路对被测部分的影响，防止产生误判断。检查完毕，再 经指导老师检查确认后，通电试车。
a
b
c
上排接线端子自左向右编号为1（U1）、2（V1）、3（W1）， 下排为6（W2）、4（U2）、5（V2）；如图所示。图（b） 为Y接接线端子的连接示意图；图（c）为△接接线端子的 连接示意图。
2．元器件安装 将检查合格的电器元件按图的位置固定在实验线路板上， 也可根据自己的设计将各电器元件合理地布置在线路板上。
降压启动 全压运行
延时 开始 计时 断开
KMY 8 KM△
时间继电器自动控制Y-△降压启动线路的 工作原理：
QS L1 L2 L3 0 FU2 1 FR 2 SB2 KM SB1 4 V1 W 1 KM△ 5 3
FU1
“ “Y” △”接法 接法
FR U1
KM KMY 7 KT 6 KMY KM KMY 8 KM△
手动控制的Y△降压启动，启 动过程需要两次 操作，并且由 Y 接 向△接切换需人 工完成，切换时 间不易准确掌握。
复合按钮控制的降压启动控制线路
复合按钮控制的降压启动控制线路
本电路特点 为避免电源短路，本电路中的接触器KM2和KM3不 能同时通电，因而按钮 SB2 采用了复合式结构，保证 动作时，先断开KM2线圈的通路，然后再接通KM3线圈 的通路。出于同样的考虑，把KM2和KM3的常闭触点， 串入对方线圈的通路中，实现双重联锁，提高电路安 全的可靠性。此外，本控制电路还可以防止工作人员 误操作引起的电动机启动顺序错误，如未操作 Y 接启 动按钮 SB1 而直接按下△接按钮 SB2，由于 KM1 未通电 动作，所以电路不会工作。
五、课堂小结
1.课堂小结 2.完成实验报告
谢谢观看
定州职教中心 范华威 2011.03.22