工作原理如圖1所示：啟動電動機時，將刀柄推向啟動位置，此時三相交流電源通過自耦變壓器與電動機相連接。待啟動完畢后，把刀柄扳至運行位置切除自耦變壓器，使電動機直接接到三相電源上，電動機正常運轉(zhuǎn)。此時吸合線圈KV得電吸合，通過連鎖機構(gòu)保持刀柄在運行位置。停轉(zhuǎn)時，按下SB按鈕即可。

 

自耦變壓器次級設(shè)有多個抽頭，可輸出不同的電壓。一般自耦變壓器次級電壓是初級的40%、65%、80%等，可根據(jù)啟動轉(zhuǎn)矩需要選用。

 

二、手動控制Y-△降壓啟動

 

Y-△降壓啟動的特點是方法簡便、經(jīng)濟。其啟動電流是直接啟動時的1/3，故只適用于電動機在空載或輕載情況下啟動。

 

圖2 手動控制Y-△降壓啟動

 

圖2所示為QX1型手動Y-△啟動器接線圖。圖中L1、L2和L3接三相電源，D1、D2、D3、D4、D5和D6接電動機。當手柄扳到“0”位時，八副觸點都斷開，電動機斷電不運轉(zhuǎn)；當手柄扳到“Y”位置時，1、2、5、6、8觸點閉合，3、4、7觸點斷開，電動機定子繞組接成Y形降壓啟動；當電動機轉(zhuǎn)速上升到一定值時。

 

將手柄扳到“△”位置，這時l、2、3、4、7、8觸點接通，5、6觸點斷開，電動機定子繞組接成△形正常運行。

 

三、定子繞組串聯(lián)電阻啟動控制

 

電動機啟動時，在電動機定子繞組中串聯(lián)電阻，由于電阻上產(chǎn)生電壓降，加在電動機繞組上的電壓低于電源電壓，待啟動后，再將電阻短接，使電動機在額定電壓下運行，達到安全啟動的目的。

 

 

定子繞組串聯(lián)電阻啟動控制線路如圖3所示。當啟動電動機時，按下按鈕SB1，接觸器KM1線圈得電吸合，使電動機串入電阻降壓啟動。這時時間繼電器KT線圈也得電，KT常開觸點經(jīng)過延時后閉合，使KM2線圈得電吸合。KM2主觸點閉合短接啟動電阻，使電動機在全電壓下運行。停機時，按下停機按鈕SB2即可。

 

四、手動串聯(lián)電阻啟動控制

 

當三相交流電動機標牌上標有額定電壓為220/380V(△/Y)的接線方法時，不能用Y-△方法做降壓啟動，可用這種串聯(lián)電阻或電抗器方法啟動。

 

 

線路如圖4所示。當需啟動電動機時，按下開關(guān)按鈕SB1，電動機串聯(lián)電阻啟動。待電動機轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速后，再按下SB3，電動機電源改為全壓供電，使電動機正常運行。

 

五、定子繞組串電阻(或電抗)降壓啟動另一法

 

圖5　定子繞組串電阻(或電抗)降壓啟動另一法

 

按下啟動按鈕SB1，KM1、KT獲電動作，其常開輔助觸點閉合自鎖，電動機定子繞組串入電阻降壓啟動。時間繼電器達到整定時間后，KT常開延時閉合觸點閉合，KM2獲電動作，其主觸點閉合將電阻短接，電動機定子繞組加上電源全電壓，啟動過程結(jié)束，如圖5所示。

 

這種線路適用于要求啟動平穩(wěn)的中等容量的籠型異步電動機。它的不足是啟動轉(zhuǎn)矩因啟動電流減小而降低。另外，啟動電阻要消耗一定的功率，所以不宜頻繁啟動。

 

六、用晶體管延時電路自動轉(zhuǎn)換Y-△啟動控制

 

用電子元件組成的延時電路具有體積小、價格低等優(yōu)點。用晶體管延時電路自動轉(zhuǎn)換Y-△啟動控制線路如圖6所示。當按下啟動按鈕SB1時，交流接觸器KM1和KM2同時得電，電動機接成Y形啟動，與此同時，KM1的常開輔助觸點把晶體管延時電路接通。繼電器KT延時動作，其常閉觸點KT打開，切斷KM2的線圈回路；與此同時，其常開觸點KT閉合，使接觸器KM3得電吸合，電動機接成△形正常運行。

 

調(diào)整線路中電容C2容量的大小或電位器RP，可控制三極管達到導(dǎo)通的時間，即延時時間。

 

圖6 用晶體管延時電路自動轉(zhuǎn)換Y - △啟動控制

 

七、采用自耦變壓器與時間繼電器啟動的兩種控制

 

對容量較大的220/380V△/Y形籠型電動機不能用Y-△方法啟動，可用自耦變壓器及時間繼電器完成自動控制啟動。見圖7(a)，只要按下操作按鈕SB1，KM1吸合，進行降壓啟動，經(jīng)一段時間，電動機達到額定轉(zhuǎn)速后，時間繼電器KT動作，KM1失電，KM2得電，電動機在全壓下正常運轉(zhuǎn)。按下SB2停止按鈕，電動機便失電停轉(zhuǎn)。而另一種采用自耦變壓器與時間繼電器啟動控制的線路如圖7(b)所示，它的線路較完善，故在啟動大型電動機時采用這種方法非常多見。工作時按下啟動按鈕SB1，電動機降壓啟動。待電動機啟動完畢，通過時間繼電器能自動轉(zhuǎn)換為全壓運行。另外圖7(b)中還加有指示燈線路，用于指示整個啟動過程的情況。

 

圖7　采用自耦變壓器與時間繼電器啟動的兩種控制

 

圖7　采用自耦變壓器與時間繼電器啟動的兩種控制

 

八、自耦變壓器手動啟動控制

 

自耦變壓器手動啟動控制線路如圖8所示。當啟動電動機時，按下SB1按鈕，這時KM1接觸器得電吸合，電動機通過自耦變壓器啟動。待電動機啟動完畢后，按一下SB3按鈕，電動機即可變?yōu)檎Ｈ珘哼\行。

 

圖8　自耦變壓器手動啟動控制

 

九、用中間、時間繼電器延時轉(zhuǎn)換的Y-△降壓啟動控制

 

這種控制線路在設(shè)計上增加了一級中間繼電器和時間繼電器，可以防止大容量電動機在Y-△轉(zhuǎn)換過程中，由于轉(zhuǎn)換時間短，電弧不能完全熄滅而造成的相間短路。它適用于55kW以上△形接法的大容量電動機，見圖9所示。

 

工作原理是：當接通電源時，時間繼電器KT2獲電動作，為啟動做好準備。按下啟動按鈕SB1，KM1、KT1、KM3獲電動作。KM1常開輔助觸點閉合自鎖，電動機繞組接成Y形接法降壓啟動。KT1達到整定延時時間后，KT1延時斷開的常閉觸點斷開，使KM3失電釋放；同時KT1延時閉合的常開觸點閉合，使中間繼電器KA獲電動作。KA常閉觸點斷開使KT2失電釋放，同時KA常開觸點閉合。當KT2斷電，延時觸點達到延時時間(0．5~1s)閉合后，KM2才獲電動作。這時電動機由Y形接法轉(zhuǎn)換為△形接法，啟動過程結(jié)束。

 

圖9　用中間、時間繼電器延時轉(zhuǎn)換的Y-△降壓啟動控制

 

十、用時間繼電器自動轉(zhuǎn)換Y-△啟動控制

 

用時間繼電器自動轉(zhuǎn)換Y-△啟動電動機控制線路如圖10所示。當按下按鈕SB1時，接觸器KM3、KM1吸合，這時電動機為Y形啟動。當經(jīng)過一定延時，電動機啟動完畢后(時間繼電器一般控制在30s)，時間繼電器KT常閉觸點斷開，使KM3失電釋放，同時由于KM3的釋放又接通了KM2線圈的電源，KM2吸合，電動機改為△形運行。

 

圖10　用時間繼電器自動轉(zhuǎn)換Y-△啟動控制

 

十一、籠型電動機Y-△換接啟動控制

 

線路如圖11所示。在啟動電動機時，先合上開關(guān)QS，按下按鈕SB1，接觸器KM1得電吸合，接觸器自鎖。Y形啟動接觸器KM3線圈和時間繼電器KT線圈保持通電，KM3常開主觸點接通，電動機接成Y形啟動。同時常閉輔助觸點KM3分斷，使△形運行接觸器KM2線圈斷路。待時間繼電器延時到一定時間后(時間繼電器可由電動機的容量和啟動時負載的情況來調(diào)整)，時間繼電器KT的常閉延時分斷和常開延時閉合的觸點分別動作，使KM3斷電，使KM2線圈通電，并使其觸點自鎖，電動機接成△形運行。同時KM2常閉輔助觸點斷開，使KT和KM3線圈斷電。

 

圖11　籠型電動機Y-△換接啟動控制

 

圖11中熱繼電器FR與電動機一相繞組串聯(lián)，其整定電流應(yīng)為電動機相電流的額定值。在△形接法的電動機中，熱繼電器按上述方法連接，較為可靠。

 

十二、手動Y-△降壓啟動控制

 

在條件較差的地區(qū)，也可自裝手動Y-△降壓啟動控制線路，見圖12。按下啟動按鈕SB1時，KM1得電，其常開觸點閉合，KM3得電，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，電動機繞組接成Y形降壓啟動。當轉(zhuǎn)速達到(或接近)額定轉(zhuǎn)速時，按下SB3按鈕，使KM3失電釋放，KM2得電吸合，電動機由Y形接法轉(zhuǎn)換成△形接法。這種控制線路適用于55kW以下、13kW以上的△形接法的電動機。

 

圖12　手動Y-△降壓啟動控制

 

十三、采用補償器的啟動控制

 

線路如圖13所示。按下啟動按鈕SB1，接觸器KM1、時間繼電器KT得電，KM1常開觸點閉合自鎖。接觸器KM1主觸點閉合，使補償器接入電動機降壓啟動回路，電動機開始啟動。時間繼電器KT按整定時間延時，電動機達到運轉(zhuǎn)速度后，其常閉觸點打開，使接觸器KM1失電，主觸點打開，補償器脫離，同時常閉觸點閉合。另外，時間繼電器KT常開觸點也接通，這時接觸器KM2得電，其常開觸點閉合自鎖，KM2常閉觸點打開，時間繼電器KT失電，接觸器KM2主觸點閉合，電動機投入正常運轉(zhuǎn)。

 

圖13　采用補償器的啟動控制

 

十四、用兩個接觸器實現(xiàn)Y-△降壓啟動控制

 

圖14　用兩個接觸器實現(xiàn)Y-△降壓啟動控制

 

按下啟動按鈕SB1，KM1、KT獲電動作，KM1常開輔助觸點閉合自鎖，電動機繞組接成Y形降壓啟動。經(jīng)過一段時間，KT延時斷開的常閉觸點斷開，KM1失電釋放，其常閉輔助觸點閉合。同時KT延時閉合的常開觸點閉合，KM2獲電動作，其常閉觸點打開，將Y形接線斷開；其常開觸點閉合，使KM1得電動作，閉合其主回路常開觸點，電動機由Y形接法轉(zhuǎn)換為△形接法。

 

這種線路僅適應(yīng)于功率在13kW以下△形接法的小容量電動機，否則由于KM2接觸器常閉輔助觸點接在主電路中，容量小，很易燒損。

 

十五、用3個接觸器實現(xiàn)Y-△降壓啟動控制

 

用3個接觸器的Y-△降壓啟動控制線路如圖15所示。按下啟動按鈕SB1，KM1、KT、KM3獲電動作，電動機繞組接成Y形降壓啟動。時間繼電器達到整定延時時間后，延時閉合的常開觸點閉合，延時斷開的常閉觸點斷開，KM3失電釋放，這時KM3常閉輔助觸點閉合，使KM2獲電動作，電動機繞組由Y形接法轉(zhuǎn)換成△形接法，啟動過程結(jié)束。

 

這種控制線路適用于55kW以下、13kW以上的△形接法的電動機。

 

圖15　用3個接觸器實現(xiàn)Y-△降壓啟動控制

 

十六、常用自動補償降壓啟動柜

 

在需要自動控制啟動的場合，常采用XJ01型自動啟動補償器，它主要由自耦變壓器、交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器和控制按鈕等組成。

 

XJ01型自動啟動補償器工作原理如圖16(a)所示：接通電源，燈Ⅰ亮，按下啟動按鈕SB1，KM1線圈得電，KM1主觸點閉合，電動機降壓啟動。KM1閉合自鎖，燈Ⅱ亮。KM1常閉觸點斷開，燈Ⅰ滅，KT得電，其常開觸點延時閉合，KA線圈獲電，常閉觸點KA斷開，KM1斷電，KM1常開觸點斷開。同時常開觸點KA閉合，KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，電動機全壓運行，KM2常開觸點閉合，燈Ⅲ亮。

 

功率較大的電動機也可采用配套的配電柜來滿足啟動的要求，圖16(b)所示是75kW電動機啟動配電柜的線路。這種啟動器具有自動操作功能和手動操作功能兩種。自動操作時，合上電源開關(guān)，綠色指示燈亮，按下按鈕開關(guān)SB1時，KM3和時間繼電器KT得電吸合，同時KM3常開觸點閉合，KM2也吸合，松開SB1按鈕，KM3自鎖觸點繼續(xù)接通KM3、KM2、KT線圈回路，保持繼續(xù)吸合。這時，電源電壓便通過自耦變壓器降壓后接入電動機，使電動機降壓啟動，經(jīng)過一定時間，KT時間繼電器動作，使KT延時常開觸點閉合，中間繼電器KA得電吸合并自鎖。KA的吸合，斷開了KM3、KM2、KT的通電線圈使它們釋放復(fù)位，同時在KM3、KM2釋放后，其控制常閉觸點閉合，接通KM1接觸器，KM1接觸器便投入電動機運行狀態(tài)，電動機在全壓下運行。同時黃燈(啟動指示燈)熄滅，紅燈(運行指示燈)亮。當需停止電動機運行時，可按下停止按鈕SB2，電動機即停止工作。電路中SB3按鈕為手動直接投入運行按鈕，它的作用是當時間繼電器失靈不能自動投入運行時，可先按下自動按鈕SB1等電動機達到額定轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時，即電流表的指針逐漸下降到接近電動機額定電流時，再按下SB3按鈕，便使電動機投入運行。這種配電柜可控制14~75kW的三相異步電動機。電路中的熔斷器、熱繼電器及變壓器與電動機容量也要配套使用。

 

對于90~115kW的電動機，可使用XJ011系列自動控制自耦式減壓啟動柜，線路如圖16(c)所示，工作原理同上。使用時要注意以下幾點。

 

①XJ011系列自耦減壓啟動柜在使用前需用500V的兆歐表測量導(dǎo)線對地電阻不小于1MΩ，并將各個接點加以緊固。

 

②安裝時，電源線、負荷電動機線應(yīng)從箱底部穿入，L1、L2、L3標定線接電源或斷路器上樁頭，MA、MB、MC接三相電動機。

 

③自耦變壓器備有額定電壓65%及80%的二擋抽頭，在應(yīng)用中可根據(jù)負荷的大小來決定使用抽頭的位置。

 

④時間繼電器可在0~60s范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)啟動電動機時間。熱繼電器的額定電流應(yīng)根據(jù)電動機的額定電流值整定。

 

⑤啟動柜一般啟動時間為10~20s。如果電動機容量較大，負載較重，最長啟動時間可調(diào)整到25s。

 

⑥啟動柜如需要遠距離操作，可按線路圖中SB1′、SB2′，引出連接。

 

⑦在使用配電柜過程中，如熱繼電器發(fā)生誤動作，可將熱繼電器的動作電流適當調(diào)大一點；如發(fā)生過載動作，則需按下熱繼電器“復(fù)位”按鈕，方能繼續(xù)使用。

 

⑧配電柜在使用期間，要經(jīng)常清除塵埃，并定期檢查各電器接觸部位是否接觸良好，有問題要及時檢修。

 

⑨接觸器在工作時，如有噪聲或延時釋放現(xiàn)象，將銜鐵極面積塵或油垢擦凈后，即能恢復(fù)正常。

 

⑩檢修配電柜時，要檢查接觸器觸點有無燒毛現(xiàn)象。如觸點燒毛，應(yīng)用細紋銼將觸點修光。

 

大型配電柜啟動裝置也可由電工自己進行制作。一般可用角鋼和鐵皮先焊制一個一定尺寸的柜子，然后根據(jù)電動機的功率大小選用額定容量足夠的接觸器、斷路器、自耦變壓器、互感器以及熱繼電器等，安裝時電源由上向下延伸，即上樁頭接電源，下樁頭接負載。電源相間留有足夠大的空間，自耦變壓器金屬外殼、配電柜底殼以及電動機金屬外殼要分別用接地線連接在一起并接地，以確保電氣運行安全。按照圖16(d)所示線路進行組裝。它的工作原理是：在啟動時，由5排主觸點的接觸器先動作，接通自耦變壓器，然后電源通過自耦變壓器降壓后，供給電動機M啟動，待轉(zhuǎn)速接近到達電動機本身的額定轉(zhuǎn)速時，時間繼電器動作，使啟動接觸器釋放，在釋放后通過中間繼電器把運行接觸器KM2線圈回路接通，從而使380V電壓直接通過運行接觸器的吸合接入到電動機M上，啟動結(jié)束。

 

圖16(a)　XJ01型自動啟動補償器

 

圖16(b)　75kW電動機啟動配電柜

 

圖16(c)　90~115kW電動機XJ011系列

自動控制自耦式減壓啟動柜

 

圖16(d)　自制組裝大型自動補償降壓啟動配電柜

 

十七、頻敏變阻器啟動控制

 

圖17所示是繞線式異步電動機應(yīng)用頻敏變阻器的啟動控制線路。它是利用頻敏變阻器的阻抗隨著轉(zhuǎn)子電流頻率的變化而顯著變化的特點來工作的。

 

啟動時按下啟動按鈕SB1，KM1獲電動作，其常開輔助觸點閉合自鎖，電動機轉(zhuǎn)子電路串入頻敏變阻器啟動。當時間繼電器KT達到整定時間后，其延時閉合的常開觸點閉合，中間繼電器KA獲電動作，其常開觸點閉合，KM2獲電動作，KM2常閉觸點斷開，使時間繼電器KT斷電，同時KM2常開觸點閉合，將頻敏變阻器短接，啟動過程結(jié)束。

 

元件短接KA的作用是，以免因啟動時間過長造成熱繼電器誤動作：在啟動時，由其常閉觸點將熱繼電器的發(fā)熱。啟動結(jié)束后，KA動作把熱繼電器投入運行。

 

圖17　頻敏變阻器啟動控制

 

十八、延邊三角形降壓啟動

 

延邊三角形降壓啟動線路見圖18。按下啟動按鈕SB1，KM1獲電動作，其常開輔助觸點閉合自鎖，KM3、KT獲電動作，電動機繞組接成延邊三角形降壓啟動。KT達到整定時間后，延時斷開的常閉觸點斷開，使KM3失電釋放，KM3常閉輔助觸點閉合。同時，KT延時閉合的常開觸點閉合，KM2獲電動作，其常開輔助觸點閉合自鎖，電動機繞組由延邊三角形轉(zhuǎn)換為三角形接法，啟動過程結(jié)束。這種接法適用于要求啟動轉(zhuǎn)矩較大的場合。

 

圖18　延邊三角形降壓啟動