吳小龍，薛維斌

（昌吉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆昌吉，831100）

三相異步電動機(jī)是常見的被控對象，三相異步電動機(jī)的啟動控制電路目前應(yīng)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(zhuǎn)矩來選擇自耦變壓器的不同抽頭實(shí)現(xiàn)降壓啟動。XJ01新型自耦降壓柜的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控啟動運(yùn)行時(shí)的電壓電流變化，具有工作穩(wěn)定性強(qiáng)，安全性高，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)[2]。

1 XJ01新型自耦降壓柜的線路設(shè)計(jì)

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(shí)間繼電器、兩個按鈕、一個萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、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(shí)間繼電器KT控制降壓啟動時(shí)間和完成自耦降壓自動切換。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)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(yùn)行電流。紅、黃、綠三個指示燈分別指示：電源、降壓啟動、全壓運(yùn)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(jī)啟動時(shí)利用自耦變壓器來降低加在電動機(jī)定子繞組上的啟動電壓。待電動機(jī)啟動后，再使電動機(jī)與自耦變壓器脫離，從而在全壓下正常運(yùn)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(jī)，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(diǎn)：兩個繞組部分重疊，因此節(jié)省了部分銅線、體積較小、結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)矩的比值按變比平方倍降低。在獲得同樣啟動轉(zhuǎn)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(bǔ)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(zhuǎn)矩。這種啟動方法常用于容量較大、正常運(yùn)行為星形接法的電動機(jī)。

按下啟動按鈕SB2，電動機(jī)M1開始降壓啟動Y型運(yùn)行，同時(shí)時(shí)間繼電器開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間截止，電動機(jī)切換成△型開始全壓運(yùn)行。通過在主回路上連接電流互感器，以轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)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(yùn)行電流，實(shí)現(xiàn)了自耦降壓柜實(shí)時(shí)監(jiān)控啟動運(yùn)行時(shí)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(yàn)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(shí)，應(yīng)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(jìn)行柜內(nèi)線槽配線和柜門明線布線，并在導(dǎo)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(dǎo)線的截面積等于或大于 0.5 mm2時(shí)，必須采用軟線?？紤]機(jī)械強(qiáng)度的原因，所用導(dǎo)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(shí)，嚴(yán)禁損傷線芯和導(dǎo)線絕緣。

③各電器元件接線端子引出導(dǎo)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(dǎo)線，必須進(jìn)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(dǎo)線，必須進(jìn)入元件下面的走線槽。任何導(dǎo)線都不允許從水平方向進(jìn)入走線槽內(nèi)。

④各電器元件接線端子上引出或引入的導(dǎo)線，除間距很小或元件機(jī)械強(qiáng)度很差時(shí)允許直接架空敷設(shè)外，其他導(dǎo)線必須經(jīng)過走線槽進(jìn)行連接。

⑤進(jìn)入走線槽內(nèi)的導(dǎo)線要完全置于走線槽內(nèi)，并應(yīng)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(dǎo)線，應(yīng)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(dǎo)線，要敷設(shè)在同一平面上，并應(yīng)做到高低一致或前后一致，不得交叉。

⑦所有接線端子、導(dǎo)線線頭上，都應(yīng)套有與電路圖上相應(yīng)接點(diǎn)線號一致的編碼套管，并按線號進(jìn)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(dǎo)線截面積和材料性質(zhì)相適應(yīng)。當(dāng)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(shí)，可以在導(dǎo)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(dǎo)線，如果采用專門設(shè)計(jì)的端子，可以連接兩根或多根導(dǎo)線，但導(dǎo)線的連接方式必須是公認(rèn)的、在工藝上成熟的，如夾緊、壓接、焊接、繞接等，并應(yīng)嚴(yán)格按照連接工藝的工序要求進(jìn)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(guān)門時(shí)對線路拉扯。

圖6

(5)根據(jù)電路圖檢驗(yàn)控制柜內(nèi)外布線的正確性。

(6)安裝電動機(jī)。

(7)可靠連接電動機(jī)和各電器元件金屬外殼的保護(hù)接地線。

(8)連接電源、電動機(jī)等控制板外部的導(dǎo)線。

(9)主回路導(dǎo)線應(yīng)套裝與導(dǎo)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(rèn)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(yùn)轉(zhuǎn)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(dǎo)線接點(diǎn)是否符合要求，壓接是否牢固。接觸應(yīng)良好，以免帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)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(shí)，要認(rèn)真執(zhí)行安全操作規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。

3.2 安裝注意事項(xiàng)

(1)自耦變壓器接線時(shí)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(yīng)采取遮護(hù)或隔離措施，并在進(jìn)、出線的端子上進(jìn)行絕緣處理，以防止發(fā)生觸電事故。

(3)時(shí)間繼電器和熱繼電器的整定值，應(yīng)在不通電時(shí)預(yù)先整定好，并在試車時(shí)校正。

(4)時(shí)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(shí)的運(yùn)動方向垂直下。

(5)接觸器KM3的進(jìn)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(shí)，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(dǎo)線通道內(nèi)，使導(dǎo)線有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械保護(hù)，以防止液體、鐵屑和灰塵的侵入。在訓(xùn)練時(shí)可適當(dāng)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(hù)套軟線。

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

(8)電流互感器二次側(cè)、電動機(jī)和自耦變壓器的金屬外殼及時(shí)間繼電器的金屬底板必須可靠接地，并應(yīng)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(diǎn)調(diào)試在系統(tǒng)上電后相關(guān)狀態(tài)指示燈和、時(shí)間繼電器是否正常工作。待部分調(diào)試結(jié)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(jī)，按照主程序進(jìn)行整體調(diào)試，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)時(shí)觀察電壓和電流的變化。

系統(tǒng)調(diào)試之前，將實(shí)物與電路原理圖進(jìn)行比較，并且用萬用表進(jìn)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(jié)束語

本文設(shè)計(jì)的XJ01新型自耦降壓柜，通過在主回路上連接電流互感器實(shí)時(shí)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。