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    常見(jiàn)星

    2018-02-03 00:24:24湯文利
    科技視界 2017年33期
    關(guān)鍵詞:可靠性

    湯文利

    【摘 要】對(duì)常見(jiàn)交流異步電動(dòng)機(jī)星-三角降壓?jiǎn)?dòng)線路進(jìn)行了原理動(dòng)作討論,給出了可靠性更高、結(jié)構(gòu)更優(yōu)化的另一種控制電路,并對(duì)三角形轉(zhuǎn)換后的繞組相序進(jìn)行了分析,給出了正確的接線方法。

    【關(guān)鍵詞】交流異步電機(jī);星-三角;可靠性

    0 引言

    三相籠型交流異步電機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的拖動(dòng)電機(jī),在定子繞組中通以三相交流電,從而在氣隙中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流并在磁場(chǎng)中受力,則轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)通常采用降壓?jiǎn)?dòng)方式,直接全壓?jiǎn)?dòng)會(huì)使啟動(dòng)電流過(guò)大,嚴(yán)重的會(huì)拉跨電源、引起電源電壓波動(dòng),影響其他設(shè)備運(yùn)行。降壓?jiǎn)?dòng)方式有很多,凡是正常運(yùn)行時(shí)三相定子繞組接成三角形的電機(jī)都可以采用星-三角降壓?jiǎn)?dòng)方式,限制啟動(dòng)電流。當(dāng)三角形連接時(shí),每相繞組承受380V電壓,星形連接時(shí),每相繞組承受220V電壓,相應(yīng)的啟動(dòng)電流(線電流)會(huì)降為原來(lái)的1/3。三相籠型異步電機(jī)星-三角啟動(dòng)投資少、線路簡(jiǎn)單,得到廣泛應(yīng)用。[1]

    1 常見(jiàn)星-三角降壓?jiǎn)?dòng)線路

    圖1是目前廣泛采用的星-三角降壓?jiǎn)?dòng)線路。[2]、[3] 其基本原理是利用兩個(gè)接觸器進(jìn)行星形連接與三角形連接的轉(zhuǎn)換。

    1.1 電路工作原理

    按下啟動(dòng)按鈕SB2,接觸器KM1、KM3、通電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT的線圈通電,KM1輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合形成自鎖。主電路中電機(jī)三相定子繞組的末端U2、V2、W2被接觸器KM3短接,三個(gè)繞組的首端U1、V1、W1通過(guò)接觸器KM1接入三相電源,形成星形接法,此時(shí)每相繞組承受220V電壓。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升到一定值時(shí),時(shí)間繼電器KT延時(shí)動(dòng)作,其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),KM3線圈斷電,主觸點(diǎn)斷開(kāi);KT的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,KM2線圈通電并自鎖,主電路中電機(jī)三相繞組通過(guò)KM2主觸點(diǎn)首尾相連形成三角形連接,每相繞組承受380V電壓。KM2輔助常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),從而斷開(kāi)KT的線圈。最后穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)控制電路中只有KM1、KM2通電。KM2、KM3的輔助常閉觸點(diǎn)形成互鎖,保證了這兩個(gè)接觸器不可能同時(shí)閉合,避免了短路事故。

    1.2 電路可靠性分析

    接觸器線圈通電后,其常開(kāi)常閉觸點(diǎn)的動(dòng)作有先后順序,首先常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)其次常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,間隔時(shí)間與電磁吸力、彈簧的彈力以及簧片的運(yùn)動(dòng)距離相關(guān)。圖1所示電路在實(shí)際運(yùn)行中偶爾出現(xiàn)KM2不能可靠吸合的情況,從而造成星-三角降壓?jiǎn)?dòng)的失敗。當(dāng)KT延時(shí)時(shí)間到,其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,KM2線圈通電后,KM2的常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)造成KT線圈斷電,KT常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),此時(shí)KM2的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)很可能還沒(méi)有閉合無(wú)法形成自鎖,造成KM2線圈再次斷電,主電路中電機(jī)三相繞組又一次進(jìn)入星形連接。

    2 改進(jìn)的星-三角降壓?jiǎn)?dòng)線路

    圖2是改進(jìn)的星-三角降壓?jiǎn)?dòng)線路。

    2.1 電路工作原理

    按下啟動(dòng)按鈕SB2,時(shí)間繼電器KT線圈、接觸器KM3線圈得電,KM3輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、KM1線圈得電并利用其輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合形成自鎖。KM3輔助常閉觸點(diǎn)是斷開(kāi)的,KM2線圈不會(huì)通電。此時(shí)主電路中KM3主觸點(diǎn)把U2、V2、W2短接在一起形成星形連接。當(dāng)時(shí)間繼電器KT延時(shí)時(shí)間到,其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),KM3線圈斷電,其輔助常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)、輔助常閉觸點(diǎn)閉合,KM2線圈得電、KM2輔助常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),則KT線圈也斷電。主電路中KM2主觸點(diǎn)閉合,電機(jī)三相繞組三角形連接。

    2.2 電路可靠性分析

    當(dāng)KM3線圈通電后,利用其輔助常開(kāi)觸點(diǎn)使KM1線圈得電并自鎖,延時(shí)以后KM3線圈斷電時(shí),其輔助常開(kāi)觸點(diǎn)首先斷開(kāi),其次其輔助常閉觸點(diǎn)閉合使KM2線圈得電。KM2輔助常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)后KT、KM3線圈失去電源。由于KM2線圈不需要自己的常開(kāi)觸點(diǎn)形成自鎖,避免了競(jìng)爭(zhēng),所以KM2線圈能夠穩(wěn)定吸合。另外在主電路中,KM3只使用了兩對(duì)主觸點(diǎn),顯然更加優(yōu)化。

    3 三角形接法的繞組相序討論

    圖1主電路中利用KM2主觸點(diǎn)使電機(jī)三相定子繞組接成三角形,把a(bǔ)繞組的頭和b繞組的尾相連,b繞組的頭和c繞組的尾相連,c繞組的頭和a繞組的尾相連。假設(shè)U1電位向量為220∠00,V1電位向量為220∠-1200,W1電位向量為220∠1200,即星形連接時(shí)Ua超前Ub,Ub超前于Uc;轉(zhuǎn)換成三角形連接后,Ua向量為 220∠00-220∠1200=380∠-300,Ub向量為220∠-1200-220∠00=380∠-1500,Uc向量為220∠1200-220∠-1200=380∠900,即仍有Ua超前Ub,Ub超前于Uc,星-三角連接轉(zhuǎn)換前后各相繞組電壓的相序沒(méi)有改變,可以穩(wěn)定運(yùn)行。

    圖2主電路三角形連接時(shí),把a(bǔ)繞組的尾和b繞組的頭相連,b繞組的尾和c繞組的頭相連,c繞組的尾和a繞組的頭相連,同樣的分析可得星-三角轉(zhuǎn)換前后各繞組電壓相序不變,也可穩(wěn)定運(yùn)行。

    4 結(jié)束語(yǔ)

    繼電器-接觸器組成的電氣控制線路中,要充分考慮線圈通電后其常開(kāi)常閉觸點(diǎn)動(dòng)作的先后順序及間隔時(shí)間,合理設(shè)計(jì)電路,避免產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng),影響設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于星-三角降壓?jiǎn)?dòng)電路,三角形連接時(shí)只要保證三相繞組頭尾相連,則各相繞組電壓相序不變,可以穩(wěn)定運(yùn)行。

    【參考文獻(xiàn)】

    [1]李繼忍.電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)故障分析與改進(jìn)[J].山東工業(yè)技術(shù),2016,19:170.

    [2]高安邦.機(jī)床電氣與PLC控制技術(shù)項(xiàng)目教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012:62-64.

    [3]吳敏.電機(jī)與電氣控制技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2016:195-196.endprint

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