课题八：降压起动.doc

冈州职业技术学校教案首页 课程名称: 电动机控制线路 授课教师:官旭强授课班级08模具2班08模具2班08模具2班授课日期年 月 日第 周星期 , 节年 月 日第 周星期 , 节 年 月 日第 周星期 , 节授课章节名称课题八：降压起动授课方式讲练结合教具黑板、粉笔与投影仪教学目标l 了解降压启动的必要性l 掌握串电阻降压起动的动作原理l 掌握时间继电器自动控制降压起动线路l 理解自动与手动控制的串电阻降压起动控制线路教学内容l 降压启动的必要性l 串电阻降压起动l 时间继电器自动控制降压起动线路l 自动与手动控制的串电阻降压起动控制线路l 串电阻降压起动控制线路的选择原则教学重点l 串电阻降压起动 时间继电器自动控制降压起动线路教学难点l 时间继电器自动控制降压起动线路l 自动与手动控制的串电阻降压起动控制线路课外作业教学过程时间分配:课后体会:1. 冈 州 职 业 技 术 学 校 教 案 第 页旧课复习内容：1、电动机顺序控制的必要性：有些生产机械，各个部件要按一定的顺序工作。如：铣床，只有主轴旋转后，工作台才可以移动。就要求各个电动机按顺序启动。又入升降机的机窗门首先关闭后升降机才能上升或下降，否则容易发生以外。所以顺序控制对于电动机电路是相当必要的。2、顺序控制：要求多台电动机按顺序起动和停止的控制称为顺序控制。3、为什么要运用多地控制？在大型机床设备中，为了操作方便，常要求在多个地点对同一台电机进行操作，称为多地控制电路，多地控制能有效的解决远程控制的问题。4、多地控制的实施方法：多地控制电路主要思想是在不同的地点设置相同功能的按钮，并且按钮都是以并联的形式存在，每个按钮的作用一致，随便按下哪一个按钮，电机均可以起动。新课内容：一、降压启动的必要性：1、电动机的启动电流为电机额定电流的47倍，过大的启动冲击电流对电动机本身和电网以及其他电器设备的正常运行都会造成不利影响。过大的启动电流使电动机发热，使电动机绝缘老化，影响电动机寿命，甚至令电动机运转不稳定甚至停转，而导致电动机电流过大而烧毁。2、判断电动机是否能全压启动的判断依据：其中，Iq代表电动机全压起动电流(A)Ie代表电动机的额定电流(A)满足上述公式时，可采用全压起动方式，计算结果不复合上述公式时，必须采用降压降压起动。例题：一台190KW的三相鼠笼式异步电动机，接在容量为1000KVA的电网上使用，启动电流为额定电流的5倍，问电动机是否能直接启动？解：因为：又因为比较经验公式，不满足公式的要求，所以必须采取降压起动。所谓降压启动就是电动机在启动时，加在定子绕组上的电压小于额定电压，当电动机启动后，再将电源升至额定电压，这样大大降低了启动电流，减小了电网上电压降落。常见的降压启动方式有：串电阻降压启动、Y-启动、自耦变压器降压启动、延边三角形启动等。. 冈 州 职 业 技 术 学 校 教 案 第 页二、串电阻降压起动1、电路思想：通过电阻串联电路的分压特性，降低加在电机上的电压，限制起动电流，保护电机的线圈免被烧毁。用来与电机串联限制电流的电阻称为起动电阻。2、电路设计思想：电路的主要思想是让电机起动的时候先接入电阻，形成降压起动，当电机有一定速度的时候，再将电阻短路，让电机全压起动。电路的原始思想如下面的两个电路图。其中，接触器手动降压起动的原理如下：必须KM1先闭合起动，让电机与电阻R串联起动，形成降压起动电路。当电机的转速达到一定的时候，再按下SB2按钮，令KM2闭合，把降压电阻短路，电机进入全压运行状态。电路在设计时考虑到如果出现误操作将SB2先按下，电机将是全压起动，令电机出现烧毁和影响电网电压的危险。所以在SB2控制电路中串入了KM1的常开触头，只有当KM1起动以后，KM2才有工作的可能性，保证了电路的可靠性。3、电路的缺点：由于该电路主要由人手进行全压运行的切换，如果起动电阻的短接早了，达不到降压起动的目的，而短接迟了，则电机长时间工作在欠压状态，浪费电力资源，起动电阻消耗能量大。如果操作人员操作不熟练，则控制时间不准确，如果采用时间继电器作为控制，那么形成自动的降压起动电路，解决人手操作带来的问题。. 冈 州 职 业 技 术 学 校 教 案 第 页三、时间继电器自动控制降压起动线路。1、电路设计思想：利用时间继电器代替人手操作，增加时间继电器，代替了SB2的全压运行按钮，起动时只要按一个SB1起动按钮，电路可以进入降压起动到全压运行的转换。2、电路设计：思考：为什么电路中要串连两个KM1的常开触头？能不能将最左边的KM1常开触头省略，改成导线？不能，因为如果不采用该触头，则导致一个现象：即使KM1没有动作，时间继电器也会工作，电路不可靠。四、自动与手动控制的串电阻降压起动控制线路P71图2-34（学生自己分析，有疑问的再找老师解决，课堂不要求）五、串电阻降压起动控制线路的选择原则1、适应电路：这种电路主要应用于对起动转矩要求不高的生产机械，即电机轻载或空载的场合。2、电机绕组的电压情况：串电阻降压起动的电动机的绕组电压是额定工作电压的0.50.8倍。3、电动机转矩的损失情况：电动机的转矩与所加的电压平方成正比，所以，电压降低一倍，那么起动转矩将降低该. 冈 州 职 业 技 术 学 校 教 案 第 页单位的平方。所以带负载重的电动机不适宜采用串电阻降压起动。4、起动电阻的选择：利用以下公式：其中：Iq：电动机直接起动时的起动电流 Iq：电动机降压起动时的起动电流 Ie：电动机的额定电流例题：P72一台三相鼠笼异步电动机，功率为28KW，Iq /Iq=6.5，额定电流为52A，问应串多大的起动电阻？起动电阻的功率应选多大？解：起动电阻的功率为：五、电动机的Y-降压起动1、电动机的连接方式：电动机的连接根据线圈绕组的连接方式可以分成两种连接方式，分别是Y（星型连接）和（三角形连接）。所谓的Y连接是将电动机的线圈的一端全部连起来，线圈的另外的引端分别与三相电源连接，形成一个星星的形状。星型连接的电机由于存在中性点的关系，线圈的电压为220V。三角形连接是将电动机线圈的线头与线尾互相连接起来，形成三角形的形状。三角形连接的电动机由于不存在中性点的关系，线圈的电压为380V。2、Y-连接的区别：Y连接的电动机起动电压比较低，因此起动电流比较低，但转动力矩不强，适宜轻载电机。连接的电动机起动电压比Y的电动机高，因此转动力矩比Y连接的电机高，但起动电流大，容易对电网造成干扰。为克服以上的缺点，所以电动机工作时可以考虑用Y作为起动连接，速度上去以后可以用运行。3、Y-起动的设计思想：起动时用接触器把电动机连接成Y，起动以后再利用接触器的触点把电动机的连接方式改变，形成。起动时KMY先连接，让电机连接成Y起动，减少起动电流，减少对电网的干扰。起动以后，再让KMY断开，KM闭合，电动机连接成，增加电动机的转矩。. 冈 州 职 业 技 术 学 校 教 案 第 页4、完整的Y-起动电路：电机起动时，先按下起动按钮SB1，令主电路的接触器KM闭合，KM的常开触头闭合形成自锁。电流再经SB2，KM，把电流加载到KMY线圈，令KMY接触器主触点闭合，电动机形成Y连接，开始起动。当转速达到一定速度的时候，按下SB2的Y-转换按钮，令KMY断开，KM闭合，电动机形成连接，进入正常运转。电路设计中，只要一按起动按钮，Y连接的电路直接起动，而屏蔽了先起动的可能性。同时，SB2的Y-转换按钮利用复合按钮，先断开Y连接的电路，再接通连接的电路，保证电路不会出现短路现象。此电路具备了短路、过载、失压、欠压保护功能。5、电路缺点：此电路也和串电阻起动电路一样，需要人的参与，对时间和速度的掌握都不好，可以采用时间继电器改造成自动的Y-起动电路。只要利用时间继电器的触点代替SB2按钮，可以起到自动控制的作用。电路工作时，按下起动按钮SB1，电流通过KM把电流加载到时间继电器线圈KT，令KMY闭合，KMY常开触头闭合，令KM闭合，令形成控制电路自锁，形成Y连接起动。时间继电器经延时后，延时断开触头断开，令KMY断开，KMY常闭触头恢复闭合，令KM线圈得电，KM闭合，电动机形成运行。. 冈 州 职 业 技 术 学 校 教 案 第 页六、三相异步电动机降压起动方式的选择：1、直接起动：适应范围：一般使用于75KW以下的电动机。优缺点：起动设备简单，操作方便，起动过程快；起动电流很大，电网容量小时，对电网影响大。2、采用串电阻降压起动：适应范围：用于起动转矩较小的电动机，有时不能用Y-降压起动的电动机。优缺点：起动设备简单，起动电流比直接起动电流有减少，但起动转矩减小更多。起动时在电阻上消耗的电能较大，故应减少使用。3、自耦变压器降压起动：适应范围：用于容量较大，正常运行接成三角星型而不能采用Y-起动的电动机。在380V时可起动40KW，75KW，100KW，130KW的电动机。优缺点：起动转矩较大，起动变压器二次绕组有不同的电压抽头，可根据具体情况选择电压，以满足起动转矩的要求。但补偿变压器的价格较昂贵，且容易发