三相异步电动机常用的Y-△降压启动

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。

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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。

在实际生产中的电机，广泛采用的降压启动措施是星-三角降压启动。

3 星-三角降压启动
3.1 星-三角降压启动的理论依据星-三角降压启动一般用Y-△符号表示，这种降压启动方式只适用于正常运行时定子绕组为三角形连接的三相异步电动机。

在启动时，将绕组连接成星形，使每相绕组电压降至原电压的1/√3，启动结
束后再将绕组切换成三角形连接，使三相绕组在额定电压下正常运行。

这种启动方式的优点是启动设备成本较低，使用方法简便易操作，但启动转矩只有额定转矩的1/3，即启动较慢。

3.2 星-三角降压启动所用电气控制器材Y-△启动器，接触器（三个，KM1，KM2，KM3，根据电机容量选择型号），控制按钮（SB红绿黑三联按钮），热继电器(FR,根据电机大小选择其型号)，主电路和控制电路熔断器（FU1，主电路熔断器根据电机容量大小选择，FU2，控制电路一般用5A的熔断器就可以了），时间继电器(KT)，隔离开关（QS，根据电机大小选择型号），绕组为三角形连接的电机(M)，接线排，导线适量。

3.3 星-三角降压启动控制电路原理图
3.3.1 接触器切换控制的Y-△降压启动控制电路。

①电路原理图(如图1所示)。

②电路动作过程分析。

图1为接触器切换的Y-△降压起动控制电路。

电路工作过程如下：
电动机Y接法启动：先合上电源开关QS，按下启动按钮SB2（绿色，此处接其常开触点），接触器KM1线圈通电，KM1自锁触点（接其常开触点）闭合，同时KM2线圈通电，KM2主触点闭合，电动机Y接法启动，此时，KM2常闭互锁触点（串接在KM3线圈的控制回路中）断开，使得KM3线圈不能得电，实现电气互锁。

电动机Δ接法运行：当电动机转速升高到一定值（一般到其额定转速的70%左右）时，按下SB3（黑色，其常闭触头和常开触头均接入电路中）后，SB3的常闭触头先断开，KM2线圈断电，KM2主触点断开，电动机暂时失电，KM2常闭互锁触点恢复闭合；接着SB3的常开触点闭合，使得KM3线圈通电，KM3自锁触点闭合，同时KM3主触点闭合，电动机Δ接法运行；KM3常闭互锁触点（串接在KM2线圈的控制回路中）断开，使得KM2线圈不能得电，实现电气互锁。

③该电路优缺点分析。

该电路采用了接触器KM2和KM3的动断辅助触点做电气连锁，能保证启动和运行两种状态的准确性与可靠性，也避免了误按启动按钮造成相间短路。

该连锁装置的保护原理如下：与黑色切换按钮SB3常闭触点串联的运行接触器KM3的辅助触点在电机运行过程中由于KM3线圈通电吸合而处于分断状态，即使误按SB2，也不能使启动接触器KM2吸合导致电路接通，一方面防止了运行中接通星形电路造成误动作，另一方面也避免了故障的发生。

它的另一个作用是需要停车时，万一运行接触器KM3主触点粘连或有其它原因分不开，但因KM3的连锁触点串联在启动控制电路中处于断开状态，按下SB2也不能启动，同样避免了误动作和短路。

但该电路在切换的过程中始终靠操作人员来控制其切换时间，有时很难准确把握切换时间的准确性，一旦启动时间过长，电机绕组会因很大的启动电流而发热，影响电机的使用寿命，而且对操作人员的劳动强度也是一种考验，所以用时间继电器来控制其切换时间将会是一种较合理的控制方式。

3.3.2 时间继电器自动控制的Y-△降压启动控制电路
①电路原理图（如图2所示）
②电路动作过程分析。

图2是采用时间继电器控制的Y-△降压启动控制电路，合上QS，按下SB2，接触器KM1线圈通电，KM1常开主触点闭合，KM1辅助触点闭合并自锁。

同时Y形控制接触器KM2和时间继电器KT的线圈通电，KM2主触点闭合，电动机作Y连接启动。

KM2常闭互锁触点断开，使Δ形控制接触器KM3线圈不能得电，实现电气互锁。

经过一定时间后，时间继电器KT 的常闭延时触点打开，常开延时触点闭合，使KM2线圈断电，其常开主触点断开，常闭互锁触点闭合，使KM3线圈通电，KM3常开触点闭合并自锁，电动机恢复Δ连接全压运行。

KM3的常闭互锁触点分断，切断KT线圈电路，并使KM2不能得电，实现电气互锁。

③该电路优缺点分析。

该自动控制线路中，主电路结构和接触器切换控制的Y-△启动电路相同。

在控制电路中多了一个时间继电器控制支路，并用时间继电器的动断触点对启动接触器KM2的控制电路进行连锁，既实现了电气连锁的安全，又减轻了操作人员的劳动强度，因而在企业实际生产中得到广泛的应用。

当然，该电路中多了时间继电器，就增添了又一个维修环节，而且时间继电器在具体使用中往往由于电机的频繁启动很容易损坏，所以对维修人员又提出另外一种技术上的考验。