常見星

湯文利

【摘 要】對常見交流異步電動機星-三角降壓啟動線路進行了原理動作討論，給出了可靠性更高、結構更優化的另一種控制電路，并對三角形轉換后的繞組相序進行了分析，給出了正確的接線方法。

【關鍵詞】交流異步電機；星-三角；可靠性

0 引言

三相籠型交流異步電機是工農業生產中廣泛使用的拖動電機，在定子繞組中通以三相交流電，從而在氣隙中形成旋轉磁場，轉子切割磁力線而產生感應電流并在磁場中受力，則轉子跟隨旋轉磁場旋轉。當電動機容量較大時通常采用降壓啟動方式，直接全壓啟動會使啟動電流過大，嚴重的會拉跨電源、引起電源電壓波動，影響其他設備運行。降壓啟動方式有很多，凡是正常運行時三相定子繞組接成三角形的電機都可以采用星-三角降壓啟動方式，限制啟動電流。當三角形連接時，每相繞組承受380V電壓，星形連接時，每相繞組承受220V電壓，相應的啟動電流（線電流）會降為原來的1/3。三相籠型異步電機星-三角啟動投資少、線路簡單，得到廣泛應用。[1]

1 常見星-三角降壓啟動線路

圖1是目前廣泛采用的星-三角降壓啟動線路。[2]、[3] 其基本原理是利用兩個接觸器進行星形連接與三角形連接的轉換。

1.1 電路工作原理

按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1、KM3、通電延時型時間繼電器KT的線圈通電，KM1輔助常開觸點閉合形成自鎖。主電路中電機三相定子繞組的末端U2、V2、W2被接觸器KM3短接，三個繞組的首端U1、V1、W1通過接觸器KM1接入三相電源，形成星形接法，此時每相繞組承受220V電壓。當電動機轉速升到一定值時，時間繼電器KT延時動作，其常閉觸點斷開，KM3線圈斷電，主觸點斷開；KT的常開觸點閉合，KM2線圈通電并自鎖，主電路中電機三相繞組通過KM2主觸點首尾相連形成三角形連接，每相繞組承受380V電壓。KM2輔助常閉觸點斷開，從而斷開KT的線圈。最后穩定運行時控制電路中只有KM1、KM2通電。KM2、KM3的輔助常閉觸點形成互鎖，保證了這兩個接觸器不可能同時閉合，避免了短路事故。

1.2 電路可靠性分析

接觸器線圈通電后，其常開常閉觸點的動作有先后順序，首先常閉觸點斷開其次常開觸點閉合，間隔時間與電磁吸力、彈簧的彈力以及簧片的運動距離相關。圖1所示電路在實際運行中偶爾出現KM2不能可靠吸合的情況，從而造成星-三角降壓啟動的失敗。當KT延時時間到，其常開觸點閉合，KM2線圈通電后，KM2的常閉觸點先斷開造成KT線圈斷電，KT常開觸點斷開，此時KM2的輔助常開觸點很可能還沒有閉合無法形成自鎖，造成KM2線圈再次斷電，主電路中電機三相繞組又一次進入星形連接。

2 改進的星-三角降壓啟動線路

圖2是改進的星-三角降壓啟動線路。

2.1 電路工作原理

按下啟動按鈕SB2，時間繼電器KT線圈、接觸器KM3線圈得電，KM3輔助常開觸點閉合、KM1線圈得電并利用其輔助常開觸點閉合形成自鎖。KM3輔助常閉觸點是斷開的，KM2線圈不會通電。此時主電路中KM3主觸點把U2、V2、W2短接在一起形成星形連接。當時間繼電器KT延時時間到，其常閉觸點斷開，KM3線圈斷電，其輔助常開觸點斷開、輔助常閉觸點閉合，KM2線圈得電、KM2輔助常閉觸點斷開，則KT線圈也斷電。主電路中KM2主觸點閉合，電機三相繞組三角形連接。

2.2 電路可靠性分析

當KM3線圈通電后，利用其輔助常開觸點使KM1線圈得電并自鎖，延時以后KM3線圈斷電時，其輔助常開觸點首先斷開，其次其輔助常閉觸點閉合使KM2線圈得電。KM2輔助常閉觸點斷開后KT、KM3線圈失去電源。由于KM2線圈不需要自己的常開觸點形成自鎖，避免了競爭，所以KM2線圈能夠穩定吸合。另外在主電路中，KM3只使用了兩對主觸點，顯然更加優化。

3 三角形接法的繞組相序討論

圖1主電路中利用KM2主觸點使電機三相定子繞組接成三角形，把a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Ua超前Ub，Ub超前于Uc；轉換成三角形連接后，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-三角連接轉換前后各相繞組電壓的相序沒有改變，可以穩定運行。

圖2主電路三角形連接時，把a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-三角轉換前后各繞組電壓相序不變，也可穩定運行。

4 結束語

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常閉觸點動作的先后順序及間隔時間，合理設計電路，避免產生競爭，影響設備穩定運行。對于星-三角降壓啟動電路，三角形連接時只要保證三相繞組頭尾相連，則各相繞組電壓相序不變，可以穩定運行。

【參考文獻】

[1]李繼忍.電動機降壓啟動故障分析與改進[J].山東工業技術，2016，19：170.

[2]高安邦.機床電氣與PLC控制技術項目教程[M].北京：機械工業出版社，2012：62-64.

[3]吳敏.電機與電氣控制技術[M].北京：機械工業出版社，2016：195-196.endprint