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在软启动异步电动机的过程中,软启动器通过控制加到电动机上的电压来控制电动机的启动电流和转矩;启动转矩逐渐增加,转速也逐渐增加。一般软启动器可以通过改变参数设定得到不同的启动特模块,以满足不同的负载特模块要求。
(2)三相绕线转子异步电动机启动控制电路绕线转子异步电动机可以通过集电环在转子绕组中串接外加电阻来达到减小启动电流,提高转子电路的功率因数和增加启动转矩的目的。
串接在三相转子绕组中的外加启动电阻一般都接成星形联结。在启动前,外加启动电阻全部接入转子绕组。随着启动过程结束,外接启动电阻被逐段短接。
在图2-9所示主电路中,串接两级启动电阻,启动过程中逐步短接R1、R2启动电阻。串接启动电阻的级数越多,启动越平稳。接触器KM2、KM3为加速接触器。在控制过程中,选择电流作为控制参量进行控制的方式称为电流原则。图2-9所示是按电流原则控制绕线转子异步电动机启动的控制电路。它采用电流继电器,并依据电动机转子电流的变化,来自动逐段切除转子绕组中所串的启动电阻。在图2-9中,K1和K2是电流继电器,其线圈串接在转子电路中。这两个电流继电器的吸合电流的大小相同,但释放电流不一样,K1的释放电流大,K2的释放电流小。刚启动时,转子绕组中的启动电流很大,电流继电器K1和K2都吸合,它们接在控制电路中的常闭触点都断开,外接启动电阻全部接入转子绕组电路;待电动机的转速升高后,转子电流减小,使电流继电器K1先释放,K1的常闭触点复位闭合,使接触器KM2线圈通电吸合,转子电路中KM2的主触点闭合,切除电阻R1;当R1电阻被切除后,转子电流重新增大,使转速平稳。随着转速继续上升,转子电流又会减小,使电流继电器K2释放,它的常闭触点K2复位闭合,接触器KM3线圈通电吸合,转子电路中KM3的主触点闭合,把*二级电阻R2又短接切除。至此,电动机启动过程结束。
中间继电器KA的作用是保模块启动时全部启动电阻接入转子绕组的电路,只有在中间继电器KA线圈通电,KA的常开触点闭合后,接触器KM2和KM3线圈才有可能通电吸合,然后才能逐级切除电阻,保模块电动机在串入全部启动电阻的情况下启动。
2.2.3 三相异步电动机制动控制电路
三相异步电动机从切除电源到完全停止旋转,由于惯模块的作用,总要经过一段时间,这往往不能适应某些机械工艺的要求,如**铣床、卧式镗床和组合机床等。无论是从提高生产效率,还是从安全及准确低压电器等方面考虑,都要求能迅速停车,因此要求对电动机进行制动控制。制动控制方法一般有两大类:机械制动和电气制动。机械制动是用机械装置来强迫电动机迅速停车;电气制动实质上是当电动机停车时,给电动机加上一个与原来旋转方向相反的制动转矩,迫使电动机转速迅速下降。由于机械制动比较简单,下面着重介绍电气制动控制电路,包括反接制动和能耗制动。除此之外,如果在系统中已经使用了软启动器或者变频器,这两种智能化的控制设备也可以很低压电器地实现软制动,完成电动机的制动控制变频器。
(1)反接制动控制电路反接制动是利用改变电动机电源的相序,使定子绕组产生相反方向的旋转磁场,产生制动转矩的一种制动方法。
由于反接制动时,转子与旋转磁场的相对速度接近于2倍的西门子模块转速,所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的2倍。因此,反接制动的特点之一是制动迅速,效果好,但冲击大,仅适用于10kW以下的小容量电动机。为了减小冲击电流,通常要求串接一定的电阻,以限制反接制动电流。这个电阻称做反接制动电阻。反接制动的另一个要求是在电动机转速接近于零时,及时切断反相序的电源,防止电动机反向再启动。
①电动机单向运行反接制动控制电路 反接制动的关键在于电动机电源相序的改变;且当转速下降到接近于零时,能自动将电源切除。为此,采用速度继电器来可以电动机的速度变化。在120~3000r/min范围内速度继电器触点动作;当转速低于100r/min时,其触点恢复原位。
图2-10所示为带制动电阻的单向反接制动控制电路。启动时,按下启动按钮SB2,接触器KM1线圈通电并自锁,电动机通电旋转。在电动机正常运转时,速度继电器KS的常开触点闭合,为反接制动做好准备。停车时,按下停止按钮SB1,其常闭触点断开,接触器KM1线圈断电,电动机脱离电源。由于此时电动机的惯模块转速还很高,KS的常开触点仍然处于闭合状态,所以当SB1常开触点闭合时,反接制动接触器KM2线圈通电并自锁,其主触点闭合,使电动机定子绕组得到与正常运转相序相反的三相交流电源,电动机进入反接制动状态,电动机转速迅速下降。当电动机转速低于速度继电器动作值时,速度继电器常开触点复位,接触器KM2线圈电路被切断,反接制动结束。该电路工作原理如下所述:按下正转启动按钮SB2,中间继电器KA3线圈通电并自锁,其常闭触点打开,互锁中间继电器KA4线圈电路。KA3常开触点闭合,使接触器KM1线圈通电,KM1主触点闭合,使定子绕组经3个电阻R接通正序三相电源,电动机开始降压启动。当电动机转速上升到一定值时,速度继电器正转,使常开触点KS1闭合,使中间继电器KA1通电并自锁。这时由于KA1、KA3的常开触点闭合,接触器KM3线圈通电,于是3个电阻R被短接,定子绕组直接加以额定电压,电动机转速上升到稳定工作转速。在电动机正常运转过程中,若按下停止按钮SB1,则KA3、KM1、KM3三只线圈相继断电。由于此时电动机转子的惯模块转速仍然很高,速度继电器的正转常开触点KS1尚未复原,中间继电器KA1仍处于工作状态,所以在接触器KM1常闭触点复位后,接触器KM2线圈通电,其常开触点闭合,使定子绕组经3个电阻R获得反相序三相交流电源,对电动机进行反接制动,电动机转速迅速下降。当电动机转速低于速度继电器动作值时,速度继电器常开触点复位,KA1线圈断电,接触器KM2释放,反接制动过程结束。
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