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三相异步交流电动机的直接启动实验报告篇一

三相异步电动机的y—△启动控制

学院名称 ： 学生姓名 ：

专业名称 ： 班

级 ： 时间 ：

自动化学院

2013年5月20日至5月 31日

三相异步电动机的y—△启动控制

一、设计目的：

1.了解交流继电器、热继电器在电器控制系统中应用。

2.了解对自锁、互锁功能。

3.了解异步电动机y—△降压启动控制的原理、运行情况及操作方法。

二、设计要求：

1、设计电动机y—△的启动控制系统电路；

2、装配电动机y—△启动控制系统；

3、编写s7_300的控制程序；

4、软、硬件进行仿真，得出结果。

三、设计设备：

1.三相交流电源（输出电压线）；

2.继电接触控制、交流接触器、按钮、热继电器、熔断器、plcs300；

3.三相鼠笼式电动机。

四、设计原理：

对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在启动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低启动电流，减轻它对电网的冲击，这样的起动方式称为星三角减压启动，或简称为星三角启动（y-δ启动）。星三角起动法适用于正常运行时绕组为三角形联接的的电动机，电动机的三相绕组的六个出线端都要引出，并接到转换开关上。起动时，将正常运行时三角形接法的定子绕组改接为星形联接，起动结束后再换为三角形连接。这种方法只适用于中小型鼠笼式异步电动机.定子绕组星形连接时，定子电压降为三角形连接的1/√3,由电源提供的起动电流仅为定子绕组三角形连接时的1/3。就是可以较大的降低启动电流,这是它的优点.但是,由于起动转矩与每相绕组电压的平方成正比，星形接法时的绕组电压降低了1/ √3倍，所以起动转矩将降到三角形接法的1/3,这是其缺点。y-△降压启动器仅适用于△运行 380v的三相鼠笼式电动机作空载或轻载启动。三相鼠笼式异步电动机y—△降压启动控制线路图，如图1所示。

图1 原理图的分析：按下空开后，按下sb1按钮，km,kmy线圈得点，同时计时器也开始计时，km得点，sb1按钮断开，km触点闭合实现自锁，此时km、kmy触点闭合，电动机以y型启动；当计时器计时时间到，如上电路图kmδ线圈得到，kmδ常闭触点断开kmy线圈失电，kmy触点断开，kmδ触点闭合进行工作，同时kmδ动合触点闭合实现了互锁电路，此时电动机以δ型运行。

电动机的y-δ型接线：

1.、y型就是3个线圈头(u1 v1 w1)连在一起，或者尾(u2 v2 w2)连在一起，剩下的三个头引入电源。

2、△接法就是同个线圈不能连在一起,要交叉相连。即(u1 v2)相连接电源 1相，(v1 w2)相连接电源2相，(w1 u2)相连接电源3相。

接触器工作原理：

线圈通220v的电，衔铁吸合，主触头接通，电机电源接通即可；注意的是接触器的主触头接强电，而线圈只能通以弱电。继电器的工作原理与此相似。

四、设计步骤

1、根据原理图进行编写程序，程序如下：

仿真结果：

（1）plc硬件配置，如下图：

（2）i0.0为输入信号，q0.0（主接触器），q0.1（星型接触器）得电输出，q0.3（电动机输出，）计时器开始计时10秒，如下图：

（3）10秒后，计时器为0，q0.0（主接触器），q0.2（三角型接触器）得电输出，q0.3（电动机输出），如下图：

（4）按下i0.1停止按钮，停止输出，如下图：、根据分析，进行了硬件连接，接好后按如下步骤操作：

(1)、断电的情况下，按图2接线，经指导老师的检查后进行通电实验操作；(2)、开启控制屏电源总开关，按启动按钮，调节调压器输出，使输出线电压为220v；(3)、按下按钮sb1，交流继电器km、kmy的线圈通电吸合，电动机在y接下低电压启动，10s后，km△线圈吸合，电动机变为△型开始运转；(4)、观察电动机的运转情况；

(5)、实验完毕，按控制屏停止按钮，切断三相交流电源。

五、设计结果 结果描述：

在plc程序中设定时间为10s,接通开关，当按下按钮sb1，电动机开始运转，此时交流继电器km、kmy的线圈通电吸合，达到了自锁功能，此时电动机为y型运行。10秒后，kmy的线圈失电断开，km△线圈通电吸合，电动机变为△型开始运转。交流继电器km1断开，交流继电器km2闭合。在转变的那一瞬间，电动机的转速明显加快并且声音也变了。

实际布线图

实物图如下：

六、实验遇到的问题及解决方法：

1、刚开始编程的时候仿真结果与实验要求不符合，通过修改程序得以解决；

2、用autocad绘制图的时候，对该软件的不熟悉导致不会画出图形，经过慢慢研究以及学习最终可以熟练掌握应用软件；

3、在调试电动机之间的转换时，先老是烧保险丝，后来经过老师的指导，是因为由于人工切换时，速度太慢，造成主路上的电压太大导致的，在单个试验成功过，进行了控制电路的连接；

4、最后在下载程序过程中，由于线路的一个常闭触点的影响，导致无法控制电路，在细心地检查后解决此问题。

七、实验心得： ##：

我们这次课程设计做的是y-△电动机启动的实验，起初拿到时感觉很迷茫，不知道怎样去着手，接着就去查各种资料，然后知道了y-△电动机启动是通过一个自锁来实现的，用y-△降压启动的三相异步电机功率都比较大，由于启动电流是额定电流的5-6倍，启动电流会对供电系统造成瞬时电压下降采用y-△降压启动，使原来电动机绕组三角接法运行，启动时采用星型接法，星型接法电动机每绕组的工作电压是220v，而三角接法电动机每绕组的工作电压是380v，由于工作电压下降，电动机的工作电流也下降，二者都是根号3的关系，所以星型接法是三角接法启动电流的1/3，这样就达到了低电压启动的效果。

老师让用cad画原理图，在画图的过程中，也回忆了以前的工程制图的知识，同时通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实习的过程中对课本的知识也得到了巩固。为后面的进一步学习坚定了更好的基础。

##：

在课设的整个过程中，一开始我查找了电动机星型三角形启动的控制资料，了解继电器，接触器等的工作原理。在此后，编写了基于s300的plc程序，并且进行了仿真调试，完成了程序控制部分。在老师的要求，利用autocad软件与同学一起绘制了原理图。最后，我们一起完成了硬件的连接与调试，最终完成课设。在此，深有感触的是还是觉得自己的动手能力太次，对电路分析处于迷糊状态，但是从我同学那里学到了不少关于检查分析电路的方法。在连接电路时，由于之前没有对继电器的原理理解清楚，导致电路连线时不会接线，在我们一起努力下，分析了继电器的接线原理，很快完成了电路连接。总之，这次实习很成功，也学到了不少。

##：

从实验一开始我们查找了电动机星型三角形启动的控制资料，了解继电器，接触器等的工作原理。知道了y-△电动机启动是通过一个自锁来实现的，用y-△降压启动的三相异步电机功率都比较大，由于启动电流是额定电流的5-6倍等基本的原理之后，在老师的要求，利用autocad软件与同学一起绘制了原理图。最后，我们一起完成了硬件的连接与调试，最终完成课设。在这次实验中，我们又更深刻地了解到了plc编程需要注意的地方，同时锻炼了我们的动手能力。通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实习的过程中对课本的知识也得到了巩固。##：

在课设的整个过程中，一开始我查找了电动机星型三角形启动的控制资料，了解继电器，接触器等的工作原理。在此后，编写了基于s300的plc程序，并且进行了仿真调试，完成了程序控制部分。在老师的要求，利用autocad软件与同学一起绘制了原理图。最后，我们一起完成了硬件的连接与调试，最终完成课设。通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实习的过程中对课本的知识也得到了巩固。以前所学的电机基础和autocad知识在此深深体现出来了。

##：

我们这次的课设题是电动机的星三角启动的实验，电动机的启动原理在大二时的电机拖动基础中学过，接着就去查各种资料，然后知道了y-△电动机启动是通过一个自锁来实现的，用y-△降压启动的三相异步电机功率都比较大，由于启动电流是额定电流的5-6倍，启动电流会对供电系统造成瞬时电压下降

采用y-△降压启动，使原来电动机绕组三角接法运行，启动时采用星型接法，星型接法电动机每绕组的工作电压是220v，而三角接法电动机每绕组的工作电压是380v，由于工作电压下降，电动机的工作电流也下降，二者都是根号3的关系，所以星型接法是三角接法启动电流的1/3，这样就达到了低电压启动的效果。

后来老师让用cad画原理图，在画图的过程中，也回忆了以前的工程制图的知识，同时通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实习的过程中对课本的知识也得到了巩固。以前所学的电机基础和autocad知识在此深深体现出来了。

三相异步交流电动机的直接启动实验报告篇二

三相异步电动机的直接起动、点动控制

实 验 报 告

姓 名：杨 宇 学 号：091542 班 级： 10931 专 业：数 控 指导老师：申爱民

2011.4.18

一、实验目标

1.熟悉常用低压电器、仪表的使用及接线。2.熟悉三相异步电动机的铭牌数据、并能正确接线。

3.训练三相异步电动机直接起动、点动控制线路的正确接线和调试。

4.学习熔断器、接触器、空气开关、热继电器及按钮的使用方法。

二、实验器材

1.三相交流电源380v、220v 2.三相异步电动机1台 3.交流接触器1个 4.空气开关1个 5.熔断器4个 6.热继电器1个 7.常闭开关1个，常开开关1个 8.电工工具1套 9.导线若干 10.欧姆表1个

三、实验原理

1.三相鼠笼式电动机的转动原理是，在通电的情况下在电动机的内部产生一种磁场，而电动机的转子要切割磁感线而产生运动，从而把电能转化为机械能。

2.去掉km辅助触点，可以除去自锁功能，实现电机的点动。3.图1—1是异步电动机直接启动的控制电路图。

四、实验内容和步骤

1.认识常用低压电器和三相异步电机的铭牌标记，了解结构和工作原理及其接线方法。

五、实验总结

1.控制电路接线要先接串联电路，再接支路。

2.控制电路中的自锁由接触器的辅助触点实现。它的作用是在按下sb2后，sb2有弹簧作用下恢复到常开状态，这时km为自锁状态，仍可以保证控制电路形成闭合回路。3.故障及原因

1）.接通电源后，按起动按钮，接触器吸合，但电动机不转且发出“嗡嗡”声响；或者虽能起动，但转速很慢。这种故障大多是主回路一相断电或电源缺项。

2）.接通电源后，按起动按钮，若接触器通断频繁，且发出连续的噼啪声或吸合不牢，发出颤动声，此类故障原因可能是： a、线路接错，将接触器线圈与自身的动断触头串在一条回路上了。

b、自锁触头接触不良，时通时断。c、接触器铁心上的短路环脱落或断裂。

d、电源电压过低或与接触器线圈电压等级不匹配。4.心得体会

这次实验的收获无疑是非常大的。在课堂上学到的理论很抽象，但通过实验，具体接触各种电器元件并了解了他们的工作原理后，对三相异步电机的控制有了深一步的理解。此电路中有短路，4-

三相异步交流电动机的直接启动实验报告篇三

三相异步电动机的y—△启动控制

一、设计目的：

1.了解交流继电器、热继电器在电器控制系统中应用。2.了解对自锁、互锁功能。

3.了解异步电动机y—△降压启动控制的原理、运行情况及操作方法。

二、设计要求：

1、设计电动机y—△的启动控制系统电路；

2、装配电动机y—△启动控制系统；

3、编写s7_300的控制程序；

4、软、硬件进行仿真，得出结果。

三、设计设备：

1.三相交流电源（输出电压线）；

2.继电接触控制、交流接触器、按钮、热继电器、熔断器、plcs300； 3.三相鼠笼式电动机。

四、设计原理：

对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在启动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低启动电流，减轻它对电网的冲击，这样的起动方式称为星三角减压启动，或简称为星三角启动（y-δ启动）。星三角起动法适用于正常运行时绕组为三角形联接的的电动机，电动机的三相绕组的六个出线端都要引出，并接到转换开关上。起动时，将正常运行时三角形接法的定子绕组改接为星形联接，起动结束后再换为三角形连接。这种方法只适用于中小型鼠笼式异步电动机.定子绕组星形连接时，定子电压降为三角形连接的1/√3,由电源提供的起动电流仅为定子绕组三角形连接时的1/3。就是可以较大的降低启动电流,这是它的优点.但是,由于起动转矩与每相绕组电压的平方成正比，星形接法时的绕组电压降低了1/ √3倍，所以起动转矩将降到三角形接法的1/3,这是其缺点。y-△降压启动器仅适用于△运行 380v的三相鼠笼式电动机作空载或轻载启动。三相鼠笼式异步电动机y—△降压启动控制线路图，如图1所示。

图1 原理图的分析：按下空开后，按下sb1按钮，km,kmy线圈得点，同时计时器也开始计时，km得点，sb1按钮断开，km触点闭合实现自锁，此时km、kmy触点闭合，电动机以y型启动；当计时器计时时间到，如上电路图kmδ线圈得到，kmδ常闭触点断开kmy线圈失电，kmy触点断开，kmδ触点闭合进行工作，同时kmδ动合触点闭合实现了互锁电路，此时电动机以δ型运行。

用plc实现三相交流异步电动机y-△降压启动的必要性

在分析机电式y-δ启动特性的基础上，由于大量接触器的使用可能导致可靠性较差，基于传统接触器的控制电路在消除接触器断线不能正常启动、启动时形成的短路等故障时有一定的困难，将plc应用到以上控制电路中，将使继电器在继电器控制电路中存在的问题迎刃而解。

plc控制电路相对于继电器控制电路的优点：

1、控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而plc软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。

2、工作方式上看：电器控制并行工作，而plc串行工作，不受制约。

3、控制速度上看：电器控制速度慢，触点易抖动；而plc通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。

4、定时、计数看：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；plc时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。

5、可靠、维护看：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；plc无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。

结

论

三相异步电动机星三角启动的优点是附加设备少，操作简便。所以现在生产的小型异步电动机常采用这种方法。为了便于采用星三角启动，小型异步电动机的定子绕组一般设计成三角形连接，刚开始采用星型连接的电流是三角连接的三分之一，从而减小启动电流，保护电网安全，待启动后改为三角形连接，转矩就为开始星连接的三倍，从而保证对电机转矩的要求。

三相异步交流电动机的直接启动实验报告篇四

三相异步电动机的制动控制

来源：湘潭电机集团有限公司 http:///

制动：就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转(或限制其转速)。

制动的方法一般有两类：机械制动和电气制动。

机械制动：利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。机械制动常用的方法有：电磁抱闸和电磁离合器制动。

电气制动：电动机产生一个和转子转速方向相反的电磁转矩，使电动机的转速迅速下降。三相交流异步电动机常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。

一、反接制动 1.反接制动的方法

异步电动机反接制动有两种，一种是在负载转矩作用下使电动机反转的倒拉反转反接制动，这种方法不能准确停车。另一种是依靠改变三相异步电动机定子绕组中三相电源的相序产生制动力矩，迫使电动机迅速停转的方法。

反接制动的优点是：制动力强，制动迅速。缺点是：制动准确性差，制动过程中冲击强烈，易损坏传动零件，制动能量消耗大，不宜经常制动。因此反接制动一般适用于制动要求迅速、系统惯性较大，不经常启动与制动的场合。

2.速度继电器（文字符号ks）

速度继电器是依靠速度大小使继电器动作与否的信号，配合接触器实现对电动机的反接制动，故速度继电器又称为反接制动继电器。

感应式速度继电器是靠电磁感应原理实现触头动作的。从结构上看，与交流电机类似，速度继电器主要由定子、转子和触头三部分组成。定子的结构与笼型异步电动机相似，是一个笼型空心圆环，有硅钢片冲压而成，并装有笼型绕组。转子是一个圆柱形永久磁铁。

速度继电器的结构原理图

速度继电器的符号

速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固定在轴上，定子与轴同心。当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，绕组切割磁场产生感应电动势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩，使定子向轴的转动方向偏摆，通过定子柄拨动触头，使常闭触头断开、常开触头闭合。当电动机转速下降到接近零时，转矩减小，定子柄在弹簧力的作用下恢复原位，触头也复原。

常用的感应式速度继电器有jy1和jfz0系列。jy1系列能在3000r/min的转速下可靠工作。jfz0型触头动作速度不受定子柄偏转快慢的影响，触头改用微动开关。一般情况下，速度继电器的触头在转速达到120r/min以上时能动作，当转速低于100r/min左右时触头复位。

3.反接制动的控制线路

单向启动反接制动控制线路

当电动机正常运转需制动时，将三相电源相序切换，然后在电动机转速接近零时将电源及时切掉。控制电路是采用速度继电器来判断电动机的零速点并及时切断三相电源的。速度继电器ks的转子与电动机的轴相连，当电动机正常运转时，速度继电器的常开触头闭合，当电动机停车转速接近零时，ks的常开触头断开，切断接触器的线圈电路。反接制动控制线路工作原理分析：

（1）单向启动：

（2）反接制动：

（a）单向启动

（b）反接制动原理示意图1

（c）反接制动原理示意图2

单向启动反接制动控制线路原理示意图

（a）单向启动（b）反接制动原理示意图1（c）反接制动原理

示意图2

二、能耗制动

当电动机切断交流电源后，立即在定子绕组的任意二相中通入直流电，迫使电动机迅速停转的方法叫能耗制动。

1.能耗制动的方法

先断开电源开关，切断电动机的交流电源，这时转子仍沿原方向惯性运转；随后向电动机两相定子绕组通入直流电，使定子中产生一个恒定的静止磁场，这样作惯性运转的转子因切割磁力线而在转子绕组中产生感应电流，又因受到静止磁场的作用，产生电磁转矩，正好与电动机的转向相反，使电动机受制动迅速停转。由于这种制动方法是在定子绕组中通入直流电以消耗转子惯性运转的动能来进行制动的，所以称为能耗制动。

能耗制动的优点是制动准确、平稳，且能量消耗较小。缺点是需附加直流电源装置，设备费用较高，制动力较弱，在低速时制动力矩小。所以，能耗制动一般用于要求制动准确、平稳的场合。

2.能耗制动控制线路

对于10kw以上容量较大的电动机，多采用有变压器全波整流能耗制动控制线路。如图2-74所示为有变压器全波整流单向启动能耗制动控制线路，该线路利用时间继电器来进行自动控制。其中直流电源由单相桥式整流器vc供给，tc是整流变压器，电阻r是用来调节直流电流的，从而调节制动强度。

单向启动能耗制动控制线路

线路工作原理分析如下：

（1）单向启动运转：

（2）能耗制动停转：

三、回馈制动（又称发电制动、再生制动）

这种制动方法主要用在起重机械和多速异步电动机上。

当起重机在高处开始下放重物时，电动机转速n小于同步转速n1，这时电动机处于电动运行状态，但由于重力的作用，在重物的下放过程中，会使电动机的转速n大于同步转速n1，这时电动机处于发电运行状态，转子相对于旋转磁场切割磁力线的运动方向会发生改变，其转子电流和电磁转矩的方向都与电动运行时相反，电磁力矩变为制动力矩，从而限制了重物的下降速度，不致于重物下降得过快，保证了设备和人身安全。

对多速电动机变速时，如使电动机由二级变为四级时，定子旋转磁场的同步转速n1由3000转／分变为1500转／分，而转子由于惯性仍以原来的转速n(接近3000转／分)旋转，此时n>n1，电动机产生发电制动作用。

发电制动是一种比较经济的制动方法。制动时不需改变线路即可从电动运行状态自动地转入发电制动状态，把机械能转换成电能再回馈到电网，节能效果显著。缺点是应用范围较窄，仅当电动机转速大于同步转速时才能实现发电制动。