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(二)鼠籠式異步電動機的降壓起動

當(dāng)鼠籠式異步電動機容量較大，而電源容量不夠大時，為了限制起動電流，避免電網(wǎng)電壓顯著下降，一般采用降壓起動。降壓起動是利用起動設(shè)備，在起動時降低加在定子繞組上的電壓，待起動過程結(jié)束，再給定子繞組加上全電壓(正常工作的額定電壓)。

由于電磁轉(zhuǎn)矩正比于定子繞組電壓的平方，所以電動機在起動時，起動轉(zhuǎn)矩也大大降低了。

因此，降壓起動只適合于空載或輕載起動，負(fù)載不大的情況。選擇起動方法時，要同時校核起動電流和起動轉(zhuǎn)矩是否滿足要求。

鼠籠式降壓起動方式中經(jīng)常采用的兩種方式，即星形—三角形(Y—△)起動和自耦變壓器降壓起動。

1.星形—三角形(Y—△)起動。如果電動機在工作時其定子繞組是聯(lián)接成三角形的，那么在起動時可把它聯(lián)成星形，等到轉(zhuǎn)速接近額定值時再換接成三角形。

這就是Y—△起動。

在Y—△起動過程中，Y聯(lián)接需要持續(xù)一定時間才能換接成Δ聯(lián)接，這就得用時間繼電器來控制。

在交流電路中，常采用的空氣式時間繼電器，它是利用空氣阻尼作用來實現(xiàn)動作延時的。延時時間即為自電磁鐵吸引線圈通電時刻起至微動開關(guān)動作時為止的這段時間。通過調(diào)節(jié)螺釘10，調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔的大小就可調(diào)節(jié)延時時間。

空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)簡單，但準(zhǔn)確度較低。延時范圍有0.4～60秒和0.4～180秒兩種。

除空氣式時間繼電器外，常用晶體管時間繼電器利用電容器充放電和脈沖計數(shù)的原理。特點體積小、耗電少、延時范圍較寬(0.1～15秒)。

圖3-21鼠籠式異步電動機Y—△起動控制電路。KM1、KM2、KM3是三個交流觸器，KT是延時繼電器。起動時KM3工作(KM2不工作)，電動機接成Y形;運行時KM2工作(KM3不工作)，電動機接成△形。

線路的動作次序如下：

本線路的特點是在接觸器KM1斷電，也就是電動機主電路斷開的情況下進(jìn)行Y—△換接，這樣就可以避免當(dāng)KM3的常開觸頭還未斷開時KM2已吸合而造成電源短路;另外，接觸器KM3的常開觸頭在無電情況下斷開，這就避免電弧的發(fā)生，延長其使用壽命。

由于起動轉(zhuǎn)矩減小到正常運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的1/3。所以，Y—△起動方法只適用于空載或輕載情況下起動;而且Y—△啟動只能用于正常運行時定子繞組接成△的情況。

2.自耦變壓器降壓起動。這種起動方法用于正常運行時定子繞組組接成星形而不能采用星形一三角形起動或容量較大的鼠籠式異步電動機，也適用于需要較大起動轉(zhuǎn)矩的場合。起動時自耦變壓器高壓端接電源，低壓端接電動機，電動機便在低于額定電壓下起動。待電動機轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時，再將自耦變壓器脫離電源和電動機，電動機直接與電源相接，進(jìn)入全壓運行。

自耦變壓器降壓器降壓起動比星形一三角形起動的價格高得多，但自耦變壓器有三個接頭，其輸出電壓80%、60%、40%，可根據(jù)需要選用，使用較靈活。

3.電阻(電抗)降壓起動。

(三)繞線式三相異步電動機的起動

1.轉(zhuǎn)子回路串接電阻起動。

繞線式三相異步電動機可以在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻進(jìn)行起動，這樣就減小了起動電流。一般采用起動變阻器起動，起動時全部電阻串入轉(zhuǎn)子電路中，隨著電動機轉(zhuǎn)速逐漸加快，利用控制器逐級切除起動電阻，最后將全部起動電阻從轉(zhuǎn)子電路中切除。

2.轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器起動。

頻敏變阻器的電阻隨線圈中所通過的電流頻率而變。起動時，轉(zhuǎn)差率S=1，轉(zhuǎn)子電流(即頻敏電阻線圈通過的電流)頻率最高，等于電源頻率。因此，頻敏變阻器的電阻最大，這就相當(dāng)于起動時在轉(zhuǎn)子回路中串接一個較大電阻，從而使起動電流減小。隨著電動機轉(zhuǎn)速的加快轉(zhuǎn)差率 S逐漸減小，轉(zhuǎn)子電流頻率逐漸降低，頻敏變阻器電阻也逐漸減小，最后把電動機的轉(zhuǎn)子繞組短接，頻敏變阻器從轉(zhuǎn)子電路中切除。

采用頻敏變阻器起動，具有起動平滑、操作簡便、運行可靠、成本低廉等優(yōu)點，因此在繞線式電動機中應(yīng)用較廣。

六、三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制

三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致，而旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的相序。因此，要改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向，必須改變?nèi)嘟涣麟姷南嘈颉嶋H上，只要將接到電源的任意二根聯(lián)線對調(diào)即可。

三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)方法：任意調(diào)換電源的兩根進(jìn)線，電動機反轉(zhuǎn)。

為此，只要用兩個交流接觸器就能滿足這一要求，當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器KMI工作時，電動機正轉(zhuǎn);

當(dāng)反轉(zhuǎn)接KM2工作時，由于調(diào)換了兩根電源線，所以電動機反轉(zhuǎn)。

如果兩個接觸器同時工作，那么將有兩根電源線通過它們的主觸頭而使電源短路。所以對正反轉(zhuǎn)控制線路最根本的要求是：必須保證兩個接觸器不能同時工作。這種在同一時間里兩個接觸器只允許一個工作的控制作用稱為聯(lián)鎖或互鎖。

在圖(a)所示的控制電路中，正轉(zhuǎn)接觸器KM1的一個常閉輔助觸頭串接在反轉(zhuǎn)接觸器KM2的線圈電路中，而反轉(zhuǎn)接觸器的一個常閉輔助觸頭串接在正轉(zhuǎn)接觸器的線圈電路中。這兩個常閉觸頭稱為聯(lián)鎖觸頭。這樣一來，當(dāng)按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB1時，正轉(zhuǎn)接觸器線圈通電，主觸頭KM1閉合，電動機正轉(zhuǎn)。與此同時，聯(lián)鎖觸頭斷開了反轉(zhuǎn)接觸器KM2的線圈電路。因此，即使誤按反轉(zhuǎn)起動按鈕SB2，反轉(zhuǎn)接觸器也不能動作。

但是這種控制電路有個缺點，就是在正轉(zhuǎn)過程中要求反轉(zhuǎn)，必須先按停止按鈕SB3，讓聯(lián)鎖觸頭KM1閉合后，才能按反轉(zhuǎn)起動按鈕使電動機反轉(zhuǎn)。這給操作帶來不便。

為了解決這一問題，在生產(chǎn)中常采用復(fù)式按鈕和觸頭聯(lián)鎖的控制電路。

在圖(b)中，當(dāng)電動機正轉(zhuǎn)時，按下反轉(zhuǎn)起動按鈕SB2，它的常閉觸頭斷開，使正轉(zhuǎn)接觸器線圈KM1斷電，主觸頭KM1斷開。與此同時，串接在反轉(zhuǎn)控制電路中的常閉觸頭KM1恢復(fù)閉合，反轉(zhuǎn)接觸器線圈KM2通電并自鎖，電動機便反轉(zhuǎn)。同時，串接在正轉(zhuǎn)控制電路中的常閉觸頭KM2斷開，起聯(lián)鎖保護作用。

七、三相異步電動機的調(diào)速

在生產(chǎn)中，有時要求異步電動機在不改變負(fù)載的情況下轉(zhuǎn)速能夠調(diào)節(jié)，稱為異步電動機的調(diào)速。

根據(jù)公式可得：

由上式可知，改變電動機的轉(zhuǎn)速有三種方案，即改變電源頻率f、改變繞組的磁極對數(shù)P以及改變轉(zhuǎn)差率S。

改變磁極對數(shù)調(diào)速，實際上是改變定子繞組的連接方法。電動機制造廠專門設(shè)計便于改接的定子繞組，制造出多速電動機。

改變轉(zhuǎn)差率S的調(diào)速方法，只能在繞線式轉(zhuǎn)子電動機中使用，在其轉(zhuǎn)子電路中串入附加電阻，便可改變轉(zhuǎn)差率。

改變電源頻率調(diào)速，調(diào)速范圍寬。具體方法有：

1.變頻機組。變頻機組作為一種變頻電源，由一臺直流電動機和一臺交流發(fā)電機組成，用電動機拖動交流發(fā)電機發(fā)電，通過調(diào)節(jié)直流電動機的轉(zhuǎn)速來改變交流發(fā)電機發(fā)電的頻率，再把此可調(diào)頻率的電流送給需調(diào)速的異步電動機，就可調(diào)節(jié)該異步電動機的轉(zhuǎn)速。

2.交一直一交變頻。交—直—交變頻裝置也是一種變頻電源，它先將交流電通過整流電路變?yōu)橹绷麟姡侔汛酥绷麟娝腿肽孀兤髯優(yōu)轭l率可調(diào)的交流電，作為異步電動機變頻調(diào)速的電源。

3.交一交變頻。交一交變頻，就是直接把50Hz交流電變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電。

第三節(jié)　直流電動機及其控制

直流電動機是將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的設(shè)備。它的優(yōu)點是具有良好的調(diào)速性能和較大的起動轉(zhuǎn)矩，因而廣泛地應(yīng)用于要求調(diào)速性能較高和較大起動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機械。但直流電動機的制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，維護較困難，可靠性較差。

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（責(zé)任編輯：中大編輯）

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