三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，堅(jiān)固耐用，價(jià)格便宜，維修方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。與同容量的直流電動(dòng)機(jī)相比，異步電動(dòng)機(jī)還具有體積小，重量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的特點(diǎn)。因此，在工礦企業(yè)中異步電動(dòng)機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。三相異步電動(dòng)機(jī)的控制線路大多由接觸器、繼電器、閘刀開關(guān)、按鈕等有觸點(diǎn)電器組合而成。三相異步電動(dòng)機(jī)分為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和繞線式異步電動(dòng)機(jī)，二者的構(gòu)造不同，啟動(dòng)方法也不同，其啟動(dòng)控制線路差別很大。 一、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)控制線路 　　在許多工礦企業(yè)中，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)量占電力拖動(dòng)設(shè)備總數(shù)的85%左右。在變壓器容量允許的情況下，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)該盡可能采用全電壓直接起動(dòng)，既可以提高控制線路的可靠性，又可以減少電器的維修工作量。 　　電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)控制線路常用于只需要單方向運(yùn)轉(zhuǎn)的小功率電動(dòng)機(jī)的控制。例如小型通風(fēng)機(jī)、水泵以及皮帶運(yùn)輸機(jī)等機(jī)械設(shè)備。圖1是電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)控制線路的電氣原理圖。這是一種最常用、最簡(jiǎn)單的控制線路，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止的自動(dòng)控制、遠(yuǎn)距離控制、頻繁操作等。 　　在圖1中，主電路由隔離開關(guān)QS、熔斷器FU、接觸器KM的常開主觸點(diǎn)，熱繼電器FR的熱元件和電動(dòng)機(jī)M組成?？刂齐娐酚善饎?dòng)按鈕SB2、停止按鈕SB1、接觸器KM線圈和常開輔助觸點(diǎn)、熱繼電器FR的常閉觸頭構(gòu)成。 　　控制線路工作原理為： 　　1、起動(dòng)電動(dòng)機(jī) 合上三相隔離開關(guān)QS，按起動(dòng)按鈕SB2，按觸 器KM的吸引線圈得電，3對(duì)常開主觸點(diǎn)閉合，將電動(dòng)機(jī)M接入電源，電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)。同時(shí)，與SB2并聯(lián)的KM的常開輔助觸點(diǎn)閉合，即使松手?jǐn)嚅_SB2，吸引線圈KM通過其輔助觸點(diǎn)可以繼續(xù)保持通電，維持吸合狀態(tài)。凡是接觸器（或繼電器）利用自己的輔助觸點(diǎn)來保持其線圈帶電的，稱之為自鎖（自保）。這個(gè)觸點(diǎn)稱為自鎖（自保）觸點(diǎn)。由于KM的自鎖作用，當(dāng)松開SB2后，電動(dòng)機(jī)M仍能繼續(xù)起動(dòng)，最后達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。 　　2、停止電動(dòng)機(jī) 按停止按鈕SB1，接觸器KM的線圈失電，其主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)均斷開，電動(dòng)機(jī)脫離電源，停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)，即使松開停止按鈕，由于自鎖觸點(diǎn)斷開，接觸器KM線圈不會(huì)再通電，電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行起動(dòng)。只有再次按下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，電動(dòng)機(jī)方能再次起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 　　也可以用下述方式描述： 　　合上開關(guān)QS 　　起動(dòng)→KM主觸點(diǎn)閉點(diǎn)→電動(dòng)機(jī)M得電起動(dòng)、運(yùn)行 　　按下SB2→KM線圈得電—→KM常開輔助觸點(diǎn)閉合→實(shí)現(xiàn)自保 　　停車→KM主觸點(diǎn)復(fù)位→電動(dòng)機(jī)M斷電停車 　　按下SB1→KM線圈失電—→ KM常開輔助觸點(diǎn)復(fù)位→自保解除 　　3、線路保護(hù)環(huán)節(jié) 　?。?）短路保護(hù) 　　短路時(shí)通過熔斷器FU的熔體熔斷切開主電路。 　　（2）過載保護(hù) 　　通過熱繼電器FR實(shí)現(xiàn)。由于熱繼電器的熱慣性比較大，即使熱元件上流過幾倍額定電流的電流，熱繼電器也不會(huì)立即動(dòng)作。因此在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間不太長(zhǎng)的情況下，熱繼電器經(jīng)得起電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的沖擊而不會(huì)動(dòng)作。只有在電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載下FR才動(dòng)作，斷開控制電路，接觸器KM失電，切斷電動(dòng)機(jī)主電路，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 　　（3）欠壓和失壓保護(hù) 　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，如果電源電壓由于某種原因消失，那么在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)就將自行起動(dòng)，這就可能造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞，甚至造成人身事故。對(duì)電網(wǎng)來說，同時(shí)有許多電動(dòng)機(jī)及其他用電設(shè)備自行起動(dòng)也會(huì)引起不允許的過電流及瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。為了防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)的保護(hù)叫失壓保護(hù)或零壓保護(hù)。 　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電源電壓過分地降低將引起一些電器釋放，造成控制線路不正常工作，可能產(chǎn)生事故;電源電壓過分地降低也會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn)。因此需要在電源電壓降到一定允許值以下時(shí)將電源切斷，這就是欠電壓保護(hù)。 　　欠壓和失壓保護(hù)是通過接觸器KM的自鎖觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行中，由于某種原因使電網(wǎng)電壓消失或降低，當(dāng)電壓低于接觸器線圈的釋放電壓時(shí)，接觸器釋放，自鎖觸點(diǎn)斷開，同時(shí)主觸點(diǎn)斷開，切斷電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。如果電源電壓恢復(fù)正常，由于自鎖解除，電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行起動(dòng)，避免了意外事故發(fā)生。只有操作人員再次按下SB2后，電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)?？刂凭€路具備了欠壓和失壓的保護(hù)能力以后，有如下三個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)： 　　防止電壓嚴(yán)重下降時(shí)電動(dòng)機(jī)在重負(fù)載情況下的低壓運(yùn)行; 　　避免電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)而造成電壓的嚴(yán)重下降; 　　防止電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)突然起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，造成設(shè)備和人身事故。 二、三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)線路 　　鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)采用全壓直接起動(dòng)時(shí)，控制線路簡(jiǎn)單，維修工作量較少。但是，并不是所有異步電動(dòng)機(jī)在任何情況下都可以采用全壓起動(dòng)。這是因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的全壓起動(dòng)電流一般可達(dá)額定電流的4-7倍。過大的起動(dòng)電流會(huì)降低電動(dòng)機(jī)壽命，致使變壓器二次電壓大幅度下降，減少電動(dòng)機(jī)本身的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，甚至使電動(dòng)機(jī)根本無法起動(dòng)，還要影響同一供電網(wǎng)路中其它設(shè)備的正常工作。如何判斷一臺(tái)電動(dòng)機(jī)能否全壓起動(dòng)呢?一般規(guī)定，電動(dòng)機(jī)容量在10kW以下者，可直接起動(dòng)。10kW以上的異步電動(dòng)機(jī)是否允許直接起動(dòng)，要根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量和電源變壓器容量的比值來確定。對(duì)于給定容量的電動(dòng)機(jī)，一般用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來估計(jì)。 　　Iq/Ie≤3/4+電源變壓器容量（kVA）/[4×電動(dòng)機(jī)容量（kVA）] 　　式中 Iq—電動(dòng)機(jī)全電壓起動(dòng)電流（A）;Ie—電動(dòng)機(jī)額定電流（A）。 　　若計(jì)算結(jié)果滿足上述經(jīng)驗(yàn)公式，一般可以全壓起動(dòng)，否則不予全壓起動(dòng),應(yīng)考慮采用降壓起動(dòng)。有時(shí)，為了限制和減少起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)機(jī)械設(shè)備的沖擊作用，允許全壓起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，也多采用降壓起動(dòng)方式。 　　鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的方法有以下幾種：定子電路串電阻（或電抗）降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)、Y-△降壓起動(dòng)、△-△降壓起動(dòng)等.使用這些方法都是為了限制起動(dòng)電流,（一般降低電壓后的起動(dòng)電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的2-3倍），減小供電干線的電壓降落，保障各個(gè)用戶的電氣設(shè)備正常運(yùn)行。 　　1、串電阻（或電抗）降壓起動(dòng)控制線路 　　在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，常在三相定子電路中串接電阻（或電抗）來降低定子繞組上的電壓，使電動(dòng)機(jī)在降低了的電壓下起動(dòng)，以達(dá)到限制起動(dòng)電流的目的。一旦電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，切除串聯(lián)電阻（或電抗），使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行。這種線路的設(shè)計(jì)思想，通常都是采用時(shí)間原則按時(shí)切除起動(dòng)時(shí)串入的電阻（或電抗）以完成起動(dòng)過程。在具體線路中可采用人工手動(dòng)控制或時(shí)間繼電器自動(dòng)控制來加以實(shí)現(xiàn)。 　　圖2是定子串電阻降壓起動(dòng)控制線路。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)在三相定子電路中串接電阻，使電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓降低，起動(dòng)后再將電阻短路，電動(dòng)機(jī)仍然在正常電壓下運(yùn)行。這種起動(dòng)方式由于不受電動(dòng)機(jī)接線形式的限制，設(shè)備簡(jiǎn)單，因而在中小型機(jī)床中也有應(yīng)用。機(jī)床中也常用這種串接電阻的方法限制點(diǎn)動(dòng)調(diào)整時(shí)的起動(dòng)電流。 　　圖2（A）控制線路的工作過程如下： 　　按SB2 KM1得電（電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)） 　　KT 得電 （延時(shí)） KM2得電（短接電阻，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行） 　　按SB1，KM2斷電，其主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停車。 　　只要KM2得電就能使電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。但線路圖（A）在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后KM1與KT一直得電動(dòng)作，這是不必要的。線路圖（B）就解決了這個(gè)問題，接觸器KM2得電后，其動(dòng)斷觸點(diǎn)將KM1及KT斷電，KM2自鎖。這樣，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，只要KM2得電，電動(dòng)機(jī)便能正常運(yùn)行。 　　串電阻起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是控制線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，動(dòng)作可靠，提高了功率因數(shù)，有利于保證電網(wǎng)質(zhì)量。但是，由于定子串電阻降壓起動(dòng)，起動(dòng)電流隨定子電壓成正比下降，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩則按電壓下降比例的平方倍下降。同時(shí)，每次起動(dòng)都要消耗大量的電能。因此，三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)采用電阻降壓的起動(dòng)方法，僅適用于要求起動(dòng)平穩(wěn)的中小容量電動(dòng)機(jī)以及起動(dòng)不頻繁的場(chǎng)合。大容量電動(dòng)機(jī)多采用串電抗降壓起動(dòng)。 　　2、串自耦變壓器降壓起動(dòng)控制線路 　?。?）線路設(shè)計(jì)思想 　　在自耦變壓器降壓起動(dòng)的控制線路中，限制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流是依靠自耦變壓器的降壓作用來實(shí)現(xiàn)的。自耦變壓器的初級(jí)和電源相接，自耦變壓器的次級(jí)與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)。自耦變壓器的次級(jí)一般有3個(gè)抽頭，可得到3種數(shù)值不等的電壓。使用時(shí)，可根據(jù)起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求靈活選擇。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次電壓，一旦起動(dòng)完畢，自耦變壓器便被切除，電動(dòng)機(jī)直接接至電源，即得到自耦變壓器的一次電壓，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全電壓運(yùn)行。通常稱這種自耦變壓器為起動(dòng)補(bǔ)償器。這一線路的設(shè)計(jì)思想和串電阻起動(dòng)線路基本相同，都是按時(shí)間原則來完成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程的。 　　線路工作原理： 　　閉合開關(guān)QS。 　　起動(dòng) 按下按鈕SB2，KM1和時(shí)間繼電器KT同時(shí)得電，KM1常開主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)經(jīng)星形連接的自耦變壓器接至電源降壓起動(dòng)。 　　時(shí)間繼電器KT經(jīng)一定時(shí)間到達(dá)延時(shí)值，其常開延時(shí)觸點(diǎn)閉合，中間繼電器KA得電并自鎖，KA的常閉觸點(diǎn)斷開，使接觸器KM1線圈失電，KM1主觸點(diǎn)斷開，將自耦變壓器從電網(wǎng)切除,KM1常開輔助觸點(diǎn)斷開，KT線圈失電，KM1常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，在KM1失電后，使接觸器KM2線圈得電，KM2的主觸點(diǎn)閉合，將電動(dòng)機(jī)直接接入電源，使之在全電壓下正常運(yùn)行。 　　停止 按下按鈕SB1，KM2線圈失電，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 　　在自耦變壓器降壓起動(dòng)過程中，起動(dòng)電流與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的比值按變比平方倍降低。在獲得同樣起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下，采用自耦變壓器降壓起動(dòng)從電網(wǎng)獲取的電流，比采用電阻降壓起動(dòng)要小得多，對(duì)電網(wǎng)電流沖擊小，功率損耗小。所以自耦變壓器被稱之為起動(dòng)補(bǔ)償器。換句話說，若從電網(wǎng)取得同樣大小的起動(dòng)電流，采用自耦變壓器降壓起動(dòng)會(huì)產(chǎn)生較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這種起動(dòng)方法常用于容量較大、正常運(yùn)行為星形接法的電動(dòng)機(jī)。其缺點(diǎn)是自耦變壓器價(jià)格較貴，相對(duì)電阻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，且是按照非連續(xù)工作制設(shè)計(jì)制造的，故不允許頻繁操作。 　　3、Y—△降壓起動(dòng)控制線路 　　（1）線路設(shè)計(jì)思想 Y—△降壓起動(dòng)也稱為星形—三角形降壓起動(dòng)，簡(jiǎn)稱星三角降壓起動(dòng)。這一線路的設(shè)計(jì)思想仍是按時(shí)間原則控制起動(dòng)過程。所不同的是，在起動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組接成星形，每相繞組承受的電壓為電源的相電壓（220V），減小了起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響。而在其起動(dòng)后期則按預(yù)先整定的時(shí)間換接成三角形接法，每相繞組承受的電壓為電源的線電壓（380V），電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。凡是正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，均可采用這種線路。 　?。?）典型線路介紹 　　定子繞組接成Y—△降壓起動(dòng)的自動(dòng)控制線路如圖4所示。 　　工作原理： 　　按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1線圈得電，電動(dòng)機(jī)M接入電源。同時(shí)，時(shí)間繼電器KT及接觸器KM2線圈得電。 　　接觸器KM2線圈得電，其常開主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M定子繞組在星形連接下運(yùn)行。KM2的常閉輔助觸點(diǎn)斷開，保證了接觸器KM3不得電。 　　時(shí)間繼電器KT的常開觸點(diǎn)延時(shí)閉合;常閉觸點(diǎn)延時(shí)繼開，切斷KM2線圈電源，其主觸點(diǎn)斷開而常閉輔助觸點(diǎn)閉合。 　　接觸器KM3線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合，使電動(dòng)機(jī)M由星形起動(dòng)切換為三角形運(yùn)行。 　　停車 　　按SB1 輔助電路斷電 各接觸器釋放｀ 電動(dòng)機(jī)斷電停車 　　線路在KM2與KM3之間設(shè)有輔助觸點(diǎn)聯(lián)鎖，防止它們同時(shí)動(dòng)作造成短路;此外，線路轉(zhuǎn)入三角接運(yùn)行后，KM3的常閉觸點(diǎn)分?jǐn)?，切除時(shí)間繼電器KT、接觸器KM2,避免KT、KM2線圈長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而空耗電能，并延長(zhǎng)其壽命。 　　三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)采用Y—△降壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于：定子繞組星形接法時(shí)，起動(dòng)電壓為直接采用三角形接法時(shí)的1/3，起動(dòng)電流為三角形接法時(shí)的1/3，因而起動(dòng)電流特性好，線路較簡(jiǎn)單，投資少。其缺點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)下降為三角形接法的1/3，轉(zhuǎn)矩特性差。所以該線路適用于輕載或空載起動(dòng)的場(chǎng)合。另外應(yīng)注意，Y—△聯(lián)接時(shí)要注意其旋轉(zhuǎn)方向的一致性。 　　4、△—△降壓起動(dòng)控制線路 　?。?） 線路設(shè)計(jì)思想 　　如前所述，Y—△降壓起動(dòng)有很多優(yōu)點(diǎn)，但美中不足的是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩太小。能否設(shè)計(jì)一種新的降壓起動(dòng)方法，既具有星形接法起動(dòng)電流小，又不需要專用起動(dòng)設(shè)備，同時(shí)又具有三角形接法起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點(diǎn)，以期完成更為理想的起動(dòng)過程呢?△—△降壓起動(dòng)便能滿足這種要求。在起動(dòng)時(shí)，將電動(dòng)機(jī)定子繞組一部分接成星形，另一部分接成三角形。待起動(dòng)結(jié)束后，再轉(zhuǎn)換成三角形接法，轉(zhuǎn)換過程仍按照時(shí)間原則來控制。從圖5中的繞組接線看，就是一個(gè)三角形3條邊的延長(zhǎng)，故也稱延邊三角形。 　　圖5為電動(dòng)機(jī)定子繞組抽頭連接方式。其中圖（a）是原始狀態(tài)。圖（b）為起動(dòng)時(shí)接成延邊三角形的狀態(tài)。圖（c）為正常運(yùn)行時(shí)狀態(tài)。這種電動(dòng)機(jī)共有9個(gè)抽線頭，改變定子繞組抽頭比（即N1與N2之比），就能改變起動(dòng)時(shí)定子繞組上電壓的大小，從而改變起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。但一般來說，電動(dòng)機(jī)的抽頭比已經(jīng)固定，所以，僅在這些抽頭比的范圍內(nèi)作有限的變動(dòng)。例如，通過相量計(jì)算可知，若線電壓為380V，當(dāng)N1/N2=1/1時(shí)，相似于自耦變壓器的抽頭百分比71℅，則相電壓為264V;當(dāng)N1/N2=1/2時(shí)，相似于自耦變壓器的抽頭百分比78℅，則相電壓為290V;當(dāng)N1/N2=2/1時(shí)，相似于自耦變壓器的抽頭百分比66℅;Y—△接法，相似于自耦變壓器的抽頭百分比58℅。 　?。?） 典型線路介紹 　　定子繞組呈△—△接法的線路如圖6所示。 　　線路工作原理：