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眉 山 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文编号：毕 业 论 文题目：三相异步电动机起动控制线路的安装及保护措施系 别 ： 机电工程系 专 业 ： 机电一体化 班 级 ： 07级机电一班 姓 名 ： 成 绩 ： 指 导 教 师 ： 眉山职业技术学院 2011年3月12日毕业设计独创性声明本人所呈交的毕业设计，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中标明。本声明的法律后果由本人承担。设计作者（签名）：陈同 2011年3月12日毕业设计使用授权声明本人愿意按照学校要求提交毕业设计的印刷本和电子版，同意学校保存毕业设计的印刷本和电子版，或采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。设计作者（签名）：陈同 2011年3月12日三相异步电动机起动控制线路的安装及保护措施摘要：在现代的电力系统中，电动机是提高电力系统安全、经济运行水平的重要环节。而电动机系统本身系统复杂，理论强，如何使其在运行维护中便于学习和掌握，是一个非常重要的课题。本文重点分析异步电动机启动控制线路的安装。关键词：直接起动、笼型异步电动机的减压起动、绕线式转子异步电动机起动及电动机的保护措施。目录一、引言5二、三相异步电动机直接起动的问题5三、三相鼠笼式异步电动机的降压起动6四、三相绕线式异步电动机的起动7五、过热保护9六、过流保护9七、断相保护9八、电动机保护器（电机保护器）的要11九、结论12十、参考文献13一、引言机械是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志，然而，电机是机械的核心不件。本文将对三相异步电动机起动控制线路的安装及保护措施进行简单的探讨。二、三相异步电动机直接起动的问题三相异步电动机直接起动是指电动机直接加额定电压，定子回路不串任何电器元件时的起动。这时，三相异步电机的起动却不象直流电动机那样，其起动性能却存在着起动电流很大而起动转矩不大两方面的问题，这恰恰不能满足生产机械对异步电动机起动性能的要求起动转矩要大，以保证生产机械的正常起动。缩小起动时间；起动电流要小。以减小对电网的冲击。一般地，尽管三相异步电动机起动时存在短时间较大的电流，由于三相异步电动机不存在换向问题，而对于不频繁起动的异步电动机是可以承受的；对于频繁起动的异步电动机，只要限制每小时最高起动次数，也是可以承受的。但是，起动电流过大，对电网冲击大。使电网电压降低，对于异步电动机的前端供电变压器造成很大影响。综上所述，三相异步电动机直接起动的情况只适应于供电变压器容量较大，电动机容量小于 的小容量鼠笼式异步电动机。对于大容量鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机可采用如下方法：（1）降低定子电压；（2）加大定子端电阻或电抗。对于绕线式异步电动机还可以采用加大转子端电阻或电抗的方法。对于鼠笼式异步电动机，可以结构上采取措施，如增大转子导条的电阻，改进转子槽形。三、三相鼠笼式异步电动机的降压起动（1）定子串接电抗器或电阻起动a、接线原理图三相鼠笼式异步电动机在定子回路中串接电抗器（可改接电阻器，但能耗较大，适用于较小容量电机）降压起动的接线原理图如图b所示。三相异步电动机定子串电抗起动。即开关2K接到“起动”端，使起动时电抗器接入定子回路；起动后，切除电抗器，即开关2K接到“运行”端。b、降压起动（2）、接线原理图对应运行时定子绕组接成形的三相鼠笼式异步电动机，起动时接成形（接线原理图如图c所示），则定子每相电压降为额定电压的 ，从而实现了降压起动。即起动时，开关2K合到下方，电动机定子绕组接成形，电动机开始起动；当转速升到一定程度后，开关2K从下方断开合向上方。定子绕组接成形，电动机进入正常运行。c、Y形启动四、三相绕线式异步电动机的起动根据前面所述三相异步电动机的人为机械特性，对于三相绕线式异步电动机起动时，转子回路串接适当的三相对称电阻，既能限制起动电流，又能增大起动转矩，且能使起动转矩 等于最大转矩 。起动结束后，可以切除外串电阻，电动机的效率不受影响。转子串电阻分级起动（1）接线原理图（2）转子串频敏变阻器起动接线原理图频敏变阻器的工作原理转子回路串频敏变阻器起动过程是随着转子回路频率 的降低，频敏变阻器的阻抗 自动减小的过程，从而起动过程中，既限制了起动电流，又得到较大的起动转矩。其工作过程如下：电机起动时， ，转子回路频率 大，由于频敏变阻器的铁损耗 与 的平方成正比，则铁损耗大，反映的 或 较大，使转子回路的电阻增大，从而起动电流减小，起动转矩增大。随着转速的上升，则s下降， 减小， 减小， 或 自动减小，使电动机平滑起动。起动结束后， 很小， 很小， 或 很小，近似认为 或 ，频敏变阻器自动不起作用。综上所述，绕线式异步电动机转子串电阻分级起动或转子串频敏变阻器适用于大、中容量电动机的从载起动。但转子串频敏变阻器起动具有结构简单，价格便宜，运动可靠，维护方便，能自动操作等优点，目前已获广泛应用，而转子串分级变阻器起动对于大容量电动机、要求级数较多，故设备性投资较大，维护不太方便。针对三相异步电动机定子绕组烧毁的原因，一般采用的保护技术有过热保护、过流保护和断相保护。五、过热保护 部分观点认为无论什么原因造成的故障最终都将导致电机定子绕组过热而烧毁。因此，只要防止电机绕组过热，也就保护了电机。但事实上，电机本身有绝缘耐热等级不同的区别。最高允许温升A级105、E级120、B级130、F级155、H级180在同样的环境温度、工作条件、温升的情况下，有的电机会损坏，有的却不会损坏。同时对于造成电机过热原因中的轴承损坏、定转子相擦、通风不畅等该属电工定期检查和巡视检查必须发现解决的，不属保护技术主要的讨论范围。另外，电机升温、降温是个缓慢变化的过程，因此我们认为只有对大中型、重要岗位工作的电机加装温升监视和过热保护装置才是必要的。并应根据不同耐热等级，在电机内部设置超温报警而后跳闸的装置。至于小型电机采用过热保护装置并不一定合算。六、过流保护 对于负载几乎恒定不变的电机，过流保护是没有必要的。但有的电机负载经常变化，经常发生过载、堵转以至烧毁电机绕组。对于这样运行的电机必须加装过流保护装置。三相异步电动机虽有较强的过载能力，但对电机过载实行反时限特性保护，是必要的，也是公众认可的。七、断相保护 电动机损坏，大多数是断相运行造成的，而人们对断相运行给电机造成什么样的危害，应采取什么样的保护方式合适，至今尚没有比较一致的意见。很长一段时间比较普遍的观点认为；断相运行将导致电机绕组过热而损坏；认为“利用温度传感器监视电动机绕组温升，是当前最直接和最可靠的断相保护万案”。（见电子报1986年1观页电动机断相保护讨论小结入国际电工委员会IEC2021低压电动机起动器）中规定之在电动机两相由额定电流升至1、15倍额定电流，而第三相由09倍额定电流降至0时，起动器应在2h内动作。至于断相电流为数倍额定电流情况下动作时间，可以查具体起动器的断相特性曲线。例如，某一起动器，在一定条件下，2倍额定电流时，40s动作，3倍额定电流时 18s动作，6倍电流时，大于5s动作（见电子报1984年14页）。 另一种观点认为电机断相运行将导致断相瞬间在断相绕组两端产生高于额定电压数倍的反电势，极易使电机绕组间击穿而损坏（见电世界1991年第342页三相异步电动机断相过电压分析 实际调查中，不少维修电工抱怨电机质量欠佳，匝间短路造成电机损坏。于是，我们从电路原理上分析电感线圈断电后产生的反电势，结论是反电势很高。并在通化市电机厂实验室，对空载运行的电机做断相运行实验，实验中发生的多起电机损坏，经解剖证实系由匝间击穿短路引起的，而电机定于绕组根本没有发热。 由于对断相运行给电机造成的危害认识不同，因此在对电机实行断相保护时产生了两种不同的意见：认为断相给电机造成过热损坏的观点要对电机实行过热保护或过流反时限特性保护，由此产生了热继电器方案、热敏电阻方案、断相过流延时保护方案以及其他一些方案；认为断相给电机绕组造成高压反电势击穿的观点，对断相采取瞬时动作保护方案，于是一些电子式保护器问世。 我们认为断相瞬间在断相绕组两端产生高于额定电压数倍的反电势给电机造成的危害远大于过热给电机造成的危害，况且断相故障又不能自动排除，因此对电机的断相保护应瞬时动作保护而不是反时限特性保护和过热保护。电动机保护器（电机保护器）应采取动作灵敏的电子式而不是动作缓慢的机电式。至于断相后延时几秒跳闸的做法是无积极意义的。八、电动机保护器（电机保护器）的要求对电动机保护器（电机保护器）的要求，实践证明，结合用户的需求，在设计电动机保护器（电机保护器）时应符合下列要求：1、采用电流取样 这既可兼顾过流和断相保护的不同特点，又可充分反映不管哪里断相都要在供电线路电流上反映出来的事实；避免了其它取样方案的缺点和局限性。采用电压取样虽造价低廉，但只能保护电源到取样接入处之间的断相，保护不了取样接入处到电机之间的断相。采用中性点或人造中性点对零线电流或电压取样，由于单相负载的投入或切除，必然会使中性点电压或零线电流变化，这将使保护整定值难以确定。2、选用反应灵敏的电子式保护器方案 确保断相起动时拒绝合问，运行断相时瞬时跳闸。至于对断相实行延时保护和过热保护的观点是陈旧的、片面的。3、用保护器的常闭触点动作实行保护 这就是要求保护器在主回路不工作和正常工作时执行继电器不动作，而在电机起动和工作中发生故障时动作。这样的保护器适宜于与计算机输出和逻辑群控电路、多速及正反转电机以及与各种主开关接口，使用无局限性。4、有较宽的电流适应范围 电机空载电流约为额定电流的03倍，起动电流约为额定电流7倍。对于综合电动机保护器（电机保护器）应有从低到高起码20倍或30倍的电流容许范围，对于单一断相保护器，电流适应范围应更大。5。不使用供电电源电动机保护器（电机保护器）不使用供电电源，可使其通用于任何场合。因世界各国供电电压不尽相同，同时可防止电动机保护器（电机保护器）一旦本身电源故障将导致电动机保护器（电机保护器）处于无电之状态，而造成继电器不会动作，起不到保护作用6、电动机保护器（电机保护器）内对断相和过流应分别控制 以免互相牵扯拒动或误动九、结论本文消息介绍了三相异步电动机的启动及保护措施，工业是衡量一个国家繁荣的标志，而电机在工业中起着核心作用。本文对三相异步电动机的启动问题、方式及保护措施做出了简单的介绍。国家在发展，工业在进步，而对电机的要求也越来越高，相信我国也将会超越日本，成为世界又一工业大国。致谢： 感谢各位老师的悉心指导和严格要求。在学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少资料，才使我的毕业论文工作顺利完成。在此向学院工程系的全体老师表示由衷的谢意。参考文献：1 异步电动机的效率优化快速响应控制研究崔纳新， 张承慧， 孙丰涛 - 中国电机工程学报, 2005 2 许正亚.电力系统安全自动装置.中国水利水电出版社出版:2006年6月3 李运华.机电控制m.北京航空航天大学出版社