电气用电设备配电和控制方式.ppt

1、 用电设备配电和控制方式 任捷、张成龙 目 录1、电机定义及其结构2、电机启动电流3、电机启动分类第一部分 电机定义及结构 电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。电动机也称（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。我们通常说的电机就是指电动机，其结构分为电动机的结构有端盖，轴承，机座，定子，转子，轴承，风扇，风罩，接线盒。第二部分 电机启动电流 当合闸瞬间，转子因惯性还未转起来，旋转磁场以最大的切割速度同步转速切割转子绕组，使转子绕组感应起可能达到的最高的电势，因而，在转子导体中流过很大的电流，这个

2、电流产生抵消定子磁场的磁能。定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通，遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大，故定子电流也增得很大，甚至高达额定电流的47倍，这就是电机的启动电流。第三部分 电机控制方式及接线 根据电机的功率和实际的需要分为直接启动接触器直接启动星-三角启动变频器启动软启动器启动双速风机启动 电机的直接启动包括下面两种方式：直接启动接触器直接启动对电动机是否能直接启动有着一定的限制条件：（1）机械设备是否允许电机直接启动，这是先决条件；（2）直接启动时，不允许电机的容量大于1015主变压器的容量；（3）启动过程中电压降U不大于15Un。电机的直接启动有如下特点：适用于小功

3、率电机。小功率电机一般是星型接法，用短接铜片把上面的U1 V1 W1三个端子短接在一起，在下面的U2 V2 X2三个端子上连接电机电源三相线，把零线接在接线盒有标示的螺丝上 其负荷开关直接接在电机接线端子上。电机的接触器直接启动有如下特点：适用于小功率电机。接触器配合热继使用一般采用额定电流的1.2-2倍来选择热继电器，接触器，断路器 电机的星-三角启动所谓Y一启动，是指启动时电动机绕组接成星形，启动结束进入运行状态后，电动机绕组接成三角形。在启动时。电机定子绕组因是星形接法，所以每相绕组所受的电压降低到运行电压的1、(约57.7)，启动电流为直接启动时的13，启动转矩也同时减小到直接启动的1

4、3。所以这种启动方式只能工作在空载或轻载启动的场合。例如，轴流风机启动时应将出风阀门打开，离心水泵应将出水阀门关闭，使设备处于轻载状态。图1是电动机Y启动的一次电路图，U1U2、V2V2、WlW2是电动机M的三相绕组。如果将U2、V2和W2在接线盒内短接，则电动机被接成星形；如果将U1和W2、V1和U2、W1和V2分别短接，则电动机被接成三角形。实现电动机的Y启动方式见图2.现在分析Y启动电路的工作过程。按下启动按钮SB2，接触器KM3和时间继电器的线圈得电，KM3的主触点闭合，将电动机的三相绕组接成星形；KM3的辅助触点(常开)KM33同时闭合使接触器KM2动作，电动机进入星形启动状态，KM

5、2的辅助触点KM21闭合，使电路维持在启动状态。待电动机转速达到一定程度时，时间继电器KT延时时间到。其延时触点(常闭)断开，接触器KM3线圈失电主触点断开，辅助触点(常例)KM31闭台。接触器KMl得电工作电动机进入三角运行状态。这里时间继电器的延时时间应通过试验调整在515秒之间。按下停止按钮，或电动机出现异常过电流使热继电器FH动作时，电动机均会停止运行。电动机停运时绿灯HG点亮；启动过程中黄灯HY点亮；运行过程则红灯HR点亮。电流表PA和电压表PV用于电动机运行参数的测量。热继电器的调整应根据负载轻重和运行电流的大小，在热态(热继电器接入电路，并经过启动电流的预热)实地进行。观察电流表

6、的读数按照读数的1.2倍整定其电流调整钮。电动机出现1.2倍的异常电流时热继电器会在20分钟内动作。如果电动机运行电流是随负载不断变化的，则整定值可按较大电流值计算选取但最大不能超过电动机额定电流的1.2倍。星三角启动法只适用于正常工况，在其它工况下，从星形到三角形之间的切换有时候比直接在线启动情况还要糟糕。变频器启动 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器启动 变频器主要采用交直交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间

7、直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。软启动器启动 软启动是使用调压装置在规定的启动时间内,自动地将启动电压连续、平滑地上升,直到达到额定电压。此时电动机的转矩就会平滑地增大,一直到转矩为最大值时为止,启动过程结束.。软启器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动

8、过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额 定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命,提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。变频器启动与软启动器启动 变频的原理是改变频率，软启动器的作用仅仅是区别于硬启动的一种启动方式。变频可以实现软启动，但是不限于启动，可以工作在非工频状态。软启动器启动接线图双速风机启动 双速电机的变速原理是:电机的变速采用改变绕组的连接方式，也就是说用改变电机旋转磁场的磁极对数来改变它的转速。如双速电机(风机),平时转速低,有时风机就高速转，主要是通过外部控制线路的切换来改变电机线圈的绕组连接方式来实现。双速风机启动 双速风机启动