常见星

汤文利

【摘 要】对常见交流异步电动机星-三角降压启动线路进行了原理动作讨论，给出了可靠性更高、结构更优化的另一种控制电路，并对三角形转换后的绕组相序进行了分析，给出了正确的接线方法。

【关键词】交流异步电机；星-三角；可靠性

0 引言

三相笼型交流异步电机是工农业生产中广泛使用的拖动电机，在定子绕组中通以三相交流电，从而在气隙中形成旋转磁场，转子切割磁力线而产生感应电流并在磁场中受力，则转子跟随旋转磁场旋转。当电动机容量较大时通常采用降压启动方式，直接全压启动会使启动电流过大，严重的会拉跨电源、引起电源电压波动，影响其他设备运行。降压启动方式有很多，凡是正常运行时三相定子绕组接成三角形的电机都可以采用星-三角降压启动方式，限制启动电流。当三角形连接时，每相绕组承受380V电压，星形连接时，每相绕组承受220V电压，相应的启动电流（线电流）会降为原来的1/3。三相笼型异步电机星-三角启动投资少、线路简单，得到广泛应用。[1]

1 常见星-三角降压启动线路

图1是目前广泛采用的星-三角降压启动线路。[2]、[3] 其基本原理是利用两个接触器进行星形连接与三角形连接的转换。

1.1 电路工作原理

按下启动按钮SB2，接触器KM1、KM3、通电延时型时间继电器KT的线圈通电，KM1辅助常开触点闭合形成自锁。主电路中电机三相定子绕组的末端U2、V2、W2被接触器KM3短接，三个绕组的首端U1、V1、W1通过接触器KM1接入三相电源，形成星形接法，此时每相绕组承受220V电压。当电动机转速升到一定值时，时间继电器KT延时动作，其常闭触点断开，KM3线圈断电，主触点断开；KT的常开触点闭合，KM2线圈通电并自锁，主电路中电机三相绕组通过KM2主触点首尾相连形成三角形连接，每相绕组承受380V电压。KM2辅助常闭触点断开，从而断开KT的线圈。最后稳定运行时控制电路中只有KM1、KM2通电。KM2、KM3的辅助常闭触点形成互锁，保证了这两个接触器不可能同时闭合，避免了短路事故。

1.2 电路可靠性分析

接触器线圈通电后，其常开常闭触点的动作有先后顺序，首先常闭触点断开其次常开触点闭合，间隔时间与电磁吸力、弹簧的弹力以及簧片的运动距离相关。图1所示电路在实际运行中偶尔出现KM2不能可靠吸合的情况，从而造成星-三角降压启动的失败。当KT延时时间到，其常开触点闭合，KM2线圈通电后，KM2的常闭触点先断开造成KT线圈断电，KT常开触点断开，此时KM2的辅助常开触点很可能还没有闭合无法形成自锁，造成KM2线圈再次断电，主电路中电机三相绕组又一次进入星形连接。

2 改进的星-三角降压启动线路

图2是改进的星-三角降压启动线路。

2.1 电路工作原理

按下启动按钮SB2，时间继电器KT线圈、接触器KM3线圈得电，KM3辅助常开触点闭合、KM1线圈得电并利用其辅助常开触点闭合形成自锁。KM3辅助常闭触点是断开的，KM2线圈不会通电。此时主电路中KM3主触点把U2、V2、W2短接在一起形成星形连接。当时间继电器KT延时时间到，其常闭触点断开，KM3线圈断电，其辅助常开触点断开、辅助常闭触点闭合，KM2线圈得电、KM2辅助常闭触点断开，则KT线圈也断电。主电路中KM2主触点闭合，电机三相绕组三角形连接。

2.2 电路可靠性分析

当KM3线圈通电后，利用其辅助常开触点使KM1线圈得电并自锁，延时以后KM3线圈断电时，其辅助常开触点首先断开，其次其辅助常闭触点闭合使KM2线圈得电。KM2辅助常闭触点断开后KT、KM3线圈失去电源。由于KM2线圈不需要自己的常开触点形成自锁，避免了竞争，所以KM2线圈能够稳定吸合。另外在主电路中，KM3只使用了两对主触点，显然更加优化。

3 三角形接法的绕组相序讨论

图1主电路中利用KM2主触点使电机三相定子绕组接成三角形，把a绕组的头和b绕组的尾相连，b绕组的头和c绕组的尾相连，c绕组的头和a绕组的尾相连。假设U1电位向量为220∠00，V1电位向量为220∠-1200，W1电位向量为220∠1200，即星形连接时Ua超前Ub，Ub超前于Uc；转换成三角形连接后，Ua向量为 220∠00-220∠1200=380∠-300，Ub向量为220∠-1200-220∠00=380∠-1500，Uc向量为220∠1200-220∠-1200=380∠900，即仍有Ua超前Ub，Ub超前于Uc，星-三角连接转换前后各相绕组电压的相序没有改变，可以稳定运行。

图2主电路三角形连接时，把a绕组的尾和b绕组的头相连，b绕组的尾和c绕组的头相连，c绕组的尾和a绕组的头相连，同样的分析可得星-三角转换前后各绕组电压相序不变，也可稳定运行。

4 结束语

继电器-接触器组成的电气控制线路中，要充分考虑线圈通电后其常开常闭触点动作的先后顺序及间隔时间，合理设计电路，避免产生竞争，影响设备稳定运行。对于星-三角降压启动电路，三角形连接时只要保证三相绕组头尾相连，则各相绕组电压相序不变，可以稳定运行。

【参考文献】

[1]李继忍.电动机降压启动故障分析与改进[J].山东工业技术，2016，19：170.

[2]高安邦.机床電气与PLC控制技术项目教程[M].北京：机械工业出版社，2012：62-64.

[3]吴敏.电机与电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2016：195-196.endprint