吳小龍，薛維斌

（昌吉職業(yè)技術學院，新疆昌吉，831100）

三相異步電動機是常見的被控對象，三相異步電動機的啟動控制電路目前應用最廣泛的是自耦降壓啟動控制電路[1]。自耦降壓啟動控制電路是按照允許的啟動電流和所需的啟動轉矩來選擇自耦變壓器的不同抽頭實現(xiàn)降壓啟動。XJ01新型自耦降壓柜的設計可以實現(xiàn)實時監(jiān)控啟動運行時的電壓電流變化，具有工作穩(wěn)定性強，安全性高，結構簡單，維護方便等優(yōu)點[2]。

1 XJ01新型自耦降壓柜的線路設計

XJ01新型自耦降壓柜安裝線路由一臺自耦變壓器、三個接觸器、一個熱繼電器、一個時間繼電器、兩個按鈕、一個萬能轉換開關、一個電壓表、一個電流互感器、一個電流表、三個信號指示燈組成，安裝如圖1所示，系統(tǒng)調(diào)試如圖2和3所示。時間繼電器KT控制降壓啟動時間和完成自耦降壓自動切換。萬能轉換開關與電壓表配合監(jiān)控三相電壓，電流互感器與電流表配合用于監(jiān)控啟動電流和運行電流。紅、黃、綠三個指示燈分別指示：電源、降壓啟動、全壓運行。

圖1 XJ01新型自耦降壓柜安裝圖

2 XJ01新型自耦降壓柜的控制原理

自耦變壓器降壓啟動是指電動機啟動時利用自耦變壓器來降低加在電動機定子繞組上的啟動電壓。待電動機啟動后，再使電動機與自耦變壓器脫離，從而在全壓下正常運動。這種降壓啟動分為手動控制和自動控制兩種。自耦變壓器的高壓邊投入電網(wǎng)，低壓邊接至電動機，有幾個不同電壓比的分接頭供選擇。

自耦式變壓器的優(yōu)點：兩個繞組部分重疊，因此節(jié)省了部分銅線、體積較小、結構較為簡單。在自耦變壓器降壓啟動過程中，啟動電流與啟動轉矩的比值按變比平方倍降低。在獲得同樣啟動轉矩的情況下，采用自耦變壓器降壓啟動從電網(wǎng)獲取的電流，比采用電阻降壓啟動要小得多，對電網(wǎng)電流沖擊小，功率損耗小。所以自耦變壓器被稱之為啟動補償器。換句話說，若從電網(wǎng)取得同樣大小的啟動電流，采用自耦變壓器降壓啟動會產(chǎn)生較大的啟動轉矩。這種啟動方法常用于容量較大、正常運行為星形接法的電動機。

按下啟動按鈕SB2，電動機M1開始降壓啟動Y型運行，同時時間繼電器開始計時，計時時間截止，電動機切換成△型開始全壓運行。通過在主回路上連接電流互感器，以轉換開關萬能轉換開關與電壓表配合用于監(jiān)控三相電壓，電流互感器與電流表配合用于監(jiān)控啟動電流和運行電流，實現(xiàn)了自耦降壓柜實時監(jiān)控啟動運行時電壓電流變化的目的。XJ01新型自耦降壓柜主回路電路如圖4所示，控制回路電路如圖5所示。

圖5 控制回路電路圖

3 XJ01新型自耦降壓柜的系統(tǒng)安裝與調(diào)試

3.1 安裝步驟和工藝要求

(1)配齊所用電器元件，并檢驗元件質(zhì)量。

圖3 XJ01新型自耦降壓柜的系統(tǒng)調(diào)試（2）

(2)在控制柜上按如圖1所示安裝走線槽和所有電器元件，并貼上醒目的文字符號。安裝走線槽時，應做到橫平豎直、排列整齊勻稱、安裝牢固和便于走線等。

(3)按如圖4和5所示的電路圖進行柜內(nèi)線槽配線和柜門明線布線，并在導線端部套編碼套管和冷壓接線頭。板前線槽配線的具體工藝要求是：

圖4 主回路電路圖

①所有導線的截面積等于或大于 0.5 mm2時，必須采用軟線?？紤]機械強度的原因，所用導線的最小截面積在控制箱外為 1 mm2，在控制箱內(nèi)為 0.75 mm2。

②布線時，嚴禁損傷線芯和導線絕緣。

③各電器元件接線端子引出導線的走向以元件的水平中心線為界限。在水平中心線以上接線端子引出的導線，必須進入元件上面的走線槽；在水平中心線以下接線端子引出的導線，必須進入元件下面的走線槽。任何導線都不允許從水平方向進入走線槽內(nèi)。

④各電器元件接線端子上引出或引入的導線，除間距很小或元件機械強度很差時允許直接架空敷設外，其他導線必須經(jīng)過走線槽進行連接。

⑤進入走線槽內(nèi)的導線要完全置于走線槽內(nèi)，并應盡可能避免交叉，裝線不要超過其容量的70%，以便于能蓋上線槽蓋和以后的裝配及維修。

⑥各電器元件與走線槽之間的外露導線，應合理走線，并盡可能做到橫平豎直，垂直變換走向。同一個元件上位置一致的端子和同型號電器元件中位置一致的端子上，引出或引入的導線，要敷設在同一平面上，并應做到高低一致或前后一致，不得交叉。

⑦所有接線端子、導線線頭上，都應套有與電路圖上相應接點線號一致的編碼套管，并按線號進行連接，連接必須牢固，不得松動。

⑧在任何情況下，接線端子都必須與導線截面積和材料性質(zhì)相適應。當接線端子不適合連接軟線或不適合連接較小截面積的軟線時，可以在導線端頭穿上針形或叉形軋頭并壓緊。

⑨一般一個接線端子只能連接一根導線，如果采用專門設計的端子，可以連接兩根或多根導線，但導線的連接方式必須是公認的、在工藝上成熟的，如夾緊、壓接、焊接、繞接等，并應嚴格按照連接工藝的工序要求進行。

(4)柜體與柜門電路連接線，盡量選用柔軟度好的軟銅線。柜門電路要用過門線卡和吸盤固定，防止開關門時對線路拉扯。

圖6

(5)根據(jù)電路圖檢驗控制柜內(nèi)外布線的正確性。

(6)安裝電動機。

(7)可靠連接電動機和各電器元件金屬外殼的保護接地線。

(8)連接電源、電動機等控制板外部的導線。

(9)主回路導線應套裝與導線相同材質(zhì)的線鼻，并要壓緊或沾錫處理。

(10)自檢。安裝完畢的控制線路板，必須經(jīng)過認真檢查以后，才允許通電試車，以防止錯接、漏接造成不能正常運轉或短路事故。

①按電路圖或接線圖從電源端開始，逐段核對接線及接線端子處線號是否正確，有無漏接、錯接之處。檢查導線接點是否符合要求，壓接是否牢固。接觸應良好，以免帶負載運行時產(chǎn)生閃弧現(xiàn)象。

②用萬用表檢查線路的通斷情況。

(11)檢查無誤后通電試車。為保證人身安全，在通電試車時，要認真執(zhí)行安全操作規(guī)程的有關規(guī)定。

3.2 安裝注意事項

(1)自耦變壓器接線時注意區(qū)分首尾端和抽頭電壓百分比，不可接錯。

(2)自耦變壓器要安裝在箱體內(nèi)，否則，應采取遮護或隔離措施，并在進、出線的端子上進行絕緣處理，以防止發(fā)生觸電事故。

(3)時間繼電器和熱繼電器的整定值，應在不通電時預先整定好，并在試車時校正。

(4)時間繼電器的安裝位置，必須使繼電器在斷電后，動鐵心釋放時的運動方向垂直下。

(5)接觸器KM3的進線必須從三相定子繞組的末端引入，若誤將其首端引入，則在KM3吸合時，會產(chǎn)生三相電源短路事故。

(6)控制板外部配線，必須按要求一律裝在導線通道內(nèi)，使導線有適當?shù)臋C械保護，以防止液體、鐵屑和灰塵的侵入。在訓練時可適當降低要求，但必須以能確保安全為條件，如采用多芯橡皮線或塑料護套軟線。

(7)布線時要注意電路中KM2與KM3的相序不能接錯，否則，會使電動機的轉向在工作時與啟動時相反。

(8)電流互感器二次側、電動機和自耦變壓器的金屬外殼及時間繼電器的金屬底板必須可靠接地，并應將接地線接到它們指定的接地螺釘上。

3.3 調(diào)試

調(diào)試分為部分調(diào)試和整體調(diào)試，部分調(diào)試即控制線路調(diào)試，控制線路調(diào)試重點調(diào)試在系統(tǒng)上電后相關狀態(tài)指示燈和、時間繼電器是否正常工作。待部分調(diào)試結束后連接頻率為50Hz、電壓為380V、功率為14-300KW的三相籠型異步電動機，按照主程序進行整體調(diào)試，旋轉轉換開關，實時觀察電壓和電流的變化。

系統(tǒng)調(diào)試之前，將實物與電路原理圖進行比較，并且用萬用表進行檢測確保線路安裝正確無誤，無斷路、短路、虛接情況[3]。

4 結束語

本文設計的XJ01新型自耦降壓柜，通過在主回路上連接電流互感器實時監(jiān)控三相電壓和電流，使啟動柜控制系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定。