电工必须会的知识-星三角启动原理与计算方法
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编辑于 2024年08月19日 22:02
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电工技术交流

1.星三角启动原理

交流异步电动机启动电流可达到额定电流的 4-7 倍,为避免大电流对电机线圈和电网的冲击,对于一些功率较高的电机必须使用降压启动,星三角启动就是一种最为常见且简单的启动方式。

星三角,实际是电机的两种接法:即星型接法和角型接法。星型接法又叫Y 型接法,通过这种方式使得电机各个绕组上的电压降为原来的根号三分之一,从而达到降压的目的。三角型接法则可以保持原本的电压,使电机工作在额定状态下。在星三角启动中,这两种接法组合到一起使用,即启动时使用星型接法,达到降压启动的目的,保护电网和电机。启动后使用三角形 接法,使得电机在额定电压下工作。通常这种接法的切换由一个特定的控制电路自动完成,也可以通过PLC 完成。

星形接法示意图 三角形接法示意图

星形接法电机实物示意图 三角形接法实物示意图

2.时间继电器自动切换星三角 Y-Δ降压启动电路接线图

用时间继电器自动切换 Y-Δ星三角降压启动电路接线图,其工作原理是这样的:

按下起动按钮 SB2,接触器 KM1 线圈得电,电动机 M 接入电源。 同时,时间继电器 KT 及接触器 KM2 线圈得电,接触器 KM2 线圈得电, 其常开主触点闭合,电动机 M 定子绕组在星形接法下运行。KM2 的常 闭辅助触点断开,保证了接触器 KM3 不得电。时间继电器 KT 常闭延 时触点延时断开,切断 KM2 线圈电源,其主触点断开而常闭辅助触点 闭合。时间继电器 KT 的常开延时闭合触点延时闭合,接触器 KM3 线 圈得电,其主触点闭合,使电动机 M 由星形起动切换为三角形运行。

时间继电器自动切换星三角降压启动电路原理图

3.星三角启动电流计算

1、星三角启动的电机(以22KW 为例),实际运行必须是三角形运行才能达到额定值,其额定值电流为线电流:I=22÷0.38÷1.732÷C0Sθ=44A 左右。而流过电机各相绕组的相电流(包括为实现三角形连接的外部电缆,即接触器至电机线端的电缆)=线电流÷1.732=25.4A。

2、三角形运行的电机在星形连接运行时,线电流=相电流,由于 加在电机各相绕组的相电压=线电压÷1.732=220V,因此线电流=相电 流=25.4A,实际启动电流应按 25.4A 来乘以启动倍数,而不是按 44A来计算启动电流。(星形启动控制接触器按 25.4A 乘以系数选用,三角形运行控制接触器按 44A 乘以系数选用。)

3、电缆的选择是按负荷实际长期电流选择的,不是按启动电流选择的,因此,星三角启动的电缆应按 25.4A 来考虑。但电源侧的  电缆以及控制柜断路器至接触器的电缆必须按 44A 考虑,因为流过这段电缆的电流为线电流,只有接触器后至电机接线端的电缆才是流过相电流。

4、根据供电距离、铺设方式、铺设环境选择电缆,一般电缆额定载流量应该大于 25.4÷0.8=32A,所以可选择6或10 平方毫米的电缆。

5、选接触器时也要根据实际情况选择,空载不频繁启动时,两个32A一个 25A 接触器即可,带负载启动、频繁启动或接触器质量较 差,应适当加大接触器型号。电机三角运行星形启动,启动电流是三 角形直接启动的 1/3。可以用功率/3/220/功率因数得三角运行电流 再以1.5-2.5 算出三角的启动电流。在乘 1/3 就是星型的启动电流。这样计算出来的结果与三角运行电流差不多,就以额定电流选接触器 和断路器。实际购买的星三角启动的两个接触器是型号电流一样大的,就是运行额定电流选的。这种做法成本高一些。

4.星三角启动时间的计算方法

电动机星三角启动转换的延时时间,并没有确定的计算公式,可以通过查看负载的类型和大小来定。

一般情况下,被拖动的设备的直径越大,转动惯量越大,质量越 大,需要的启动转换时间就会越长。对于小负载,时间可以设得短一点 (5-8 秒),重载则需要设置 得长一点 (8-15 秒) 。注意,时间不能设置太短,时间太短起不到 Y-Δ启动时降低启动电流的目的。当然,时间也不能太长,否则会把电机烧毁。

电动机星三角启动转换时间经验公式:2 倍的电动机容量的平方根加 4,单位是秒。

5.星三角启动的使用条件

1、当负载对电动机启动力矩无严格要求又要限制电动机启动电 流且电机满足 380V/ Δ接线条件才能采用星三角启动方法;

2、该方法是:在电机启动时将电机接成星型接线,当电机启动成 功后再将电机改接成三角型接线(通过双投开关迅速切换);

3、因电机启动电流与电源电压成正比,此时电网提供的启动电流 只有全电压启动电流的 1/3;

星三角启动,属降压启动,是以牺牲功率为代价来换取降低启动 电流来实现的。所以不能一概而轮,以电机功率的大小来确定是否需 采用星三角启动,还的看是什么样的负载,一般在需要启动时负载轻, 运行时负载重尚可采用星三角启动,一般情况下鼠笼型电机的启动电 流是运行电流的 5-7 倍,而对电网的电压要求一般是正负 10%。为了 不形成对电网电压过大的冲击所以要采用星三角启动,一般要求在鼠 笼型电机的功率超过变压器额定功率的 10%时就要采用星三角启动, 只有鼠笼型电机才采用星三角启动。

6.星三角启动的注意事项

1、启动器的接线应正确,电动机定子绕组正常工作时应为三角 形接线。

2、手动操作的星三角启动器,应在电动机转速接近运行转速时进行切换, 自动转换的启动器应按电动机负荷要求正确调节延时装 置。

3、启动器触头压力应符合产品技术文件规定,操作应灵活。

4、启动器应垂直安装,安装必须牢固。安装位置要便于操作和维修。

5、新安装的油浸式星三角启动器要灌入合格的绝缘油。在灌油 前,应将启动器内及油槽内清扫干净,油槽内应干燥无水分。线圈绝 缘应良好,用 500v 兆欧表测量其绝缘电阻,应不小于 0.5M Ω ,油面 不得低于标定的油面线。

6、启动器外壳必须可靠接地(接零)。

7、热继电器根据所控制电动机整定正确。

8、安装完毕,必须进行试验,并检查失压脱扣是否良好。

9、带负荷运行后再次全面检查星三角启动控制柜是否有以上的响声和振动,是否有烧焦的味道,仪表指示是否正确,交流接触器、继电器等触头和铁心吸合是否良好。用钳型电流表测试运行电流是否正常。经 24h 正常运行后无问题,方可正式投入使用。

以上为您介绍的星三角启动的电流计算、启动原理、使用条件以 及注意事项。

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