鼠笼式异步电动机降压起动控制线路_湘电集团有限公司_湘潭电机股从限公司

交流鼠笼式电动机全压起动时的起动电流约为其额定电流的五至七倍左右。这在许多场所是不允许的。为此，人们设计出许多种方法，来降低电动机起动时的电流。其中最常用的方法就是降压起动（也称减压起动）。所谓降压起动，就是将电源电压适当降低后，再加到电动机定子绕组上进行起动，当电动机转速升到接近正常值时，再使电压恢复到额定值。降压起动虽然降低了起动时的电流值，但是，起动时电动机的转矩也大大降低了。因此，降压起动法仅适用于：电动机空载或轻载起动的场所。

常用的减压起动方法有：

一、串联电阻降压起动；

二、星/角降压起动；

三、自耦变压器降压起动；

四、延边三角形降压起动。

下面，分别介绍如下：

一、串联电阻降压起动

电动机起动时，在其定子绕组回路中串接电阻（RST），由于在电阻上产生电压降，将使加至电动机绕组上的电压低于电源电压，此时的电动机的起动电流也随之减小。待起动完成后，再将所串联的电阻短接，电动机便在额定电压下正常运行。

串联电阻降压起动的控制电路有接触器控制和时间继电器控制两种。接触器控制也称为手动控制；而时间继电器控制也称为自动控制（为叙述方便，以后都采用后一种名称）。

在前面所给出的四十二个图中，我们把新旧两种符号的线路图都画出。通过对这些图中新、旧符号的学习，我们对新旧符号都已比较熟习，所以，本节以后的控制线路图，都不再画出旧的符号图，而只画出新符号图。

一）、串电阻降压起动，手动控制线路

（一）、串电阻降压起动手动控制线路之一

串电阻降压起动手动控制线路之一的主回路如图21601所示:

串电阻降压起动手动控制线路之一的控制回路如图21602所示:

图21602中RST为起动电阻；RST一般采用ZX1、ZX2系列铸铁电阻，铸铁电阻功率大，能允许通过较大的电流。三相所串的电阻值应相等，起动电阻RST的阻值可用下列近似公式确定：

RST =190(Ist-Istˊ)/IstIstˊ(2—1)

公式中：

Ist—为串联电阻前的起动电流（安培）一般取:Ist=（4—7）In；

Istˊ—串联电阻后的起动电流（既允许的起动电流值，一般取：

Ist=（2—3）In。

起动电阻的功率：Pr=（1/3—1/4）Istˊ2 RST

例如，一台三相鼠笼式异步电动机，功率为20千瓦，额定工作电流为38.4安培，额定工作电压为380伏特，求起动时需串联多大的起动电阻？起动电阻的功率为多少？

解：Ist=6In=6×38.4=230.4A（取230）

Istˊ=2In=2×38.4=76.8 A（取77）

RST =190×（230-77）／230×77≈1.64Ω

Pr=（1／3—1／4）Istˊ2 RST =1／3×77×2×1.64≈3.2KW

经过以上计算可知，这台电动机可串联1.64欧姆，额定功率3千瓦的铸铁电阻。

图21601中TA为电流互感器；A为电流表。加装电流互感器和电流表的目的是为了更好地监测电动机在启动和正常运行时的电流值，以利电动机的正常使用和维护。

电流互感器TA按电压分类有高压互感器和低压电流互感器，它们分别用于高压和低压；按电流变比分有：50/5、100/5、150/5、200/5、300/5、400/5等等多种规格，分式中分子为一次电流，分母为二次电流（一般都为5安培），如100/5就表示电流互感器TA中的一次侧流过100安培电流时；二次侧流过5安培电流。对于电流表A也有：50/5、100/5、150/5、200/5、300/5、400/5等等多种规格与电流互感器配套。电流表A的变比应与电流互感器TA的变比相同。

下面以一个低压电动机的具体例子来简单介绍选择电流互感器和电流表的估算选用方法。

一台三相鼠笼式异步电动机，功率为30千瓦，额定工作电压为380伏特，这台电动机采用降压起动，请为其选择电流互感器和电流表。

在本章的第2节中我们已经介绍：对于额定电压为380伏特的鼠笼式三相异步电动的额定电流，可按其额定容量的二倍来估算。所以这台电动机的额定工作电流In可估算为：2×30（千瓦）=60（安培）

电流互感器一次侧电流I1可按式下估算：“I1=3/2In”

所以互感器一次侧电流I1=3/2 × 60=90（安培），选最接近的标准值100/5的电流互感器。

经过以上估算可知，这台电动机应选择100/5的电流互感器，电流表与电流互感器相同，也选择其变比为：100/5。

图21602的工作原理简述如下：

１、降压起动

按起动按钮ＳB2→接触器KM1获电→１）KM1的主触头闭合，电动机串电阻Ｒst降压起动；2)KM1自锁触头闭合自锁。

２、全压运行（当电流表指针稳定不变或电动机转速不再上升时）：

按运转按钮SB3→接触器KM2获电吸合→１）KM2主触头闭合，电动机全压运行（此时，电阻Ｒst被短接）；２）KM2的自锁触头闭合自锁；３）KM2常闭触头断开，接触器KM1断电释放。

常见故障及排除

故障现象：电动机有时能够正常起动和运转；有时则只能起动而不能正常运转。即：按起动按钮SB2能够起动，但按运转按钮SB3后，接触器KM1和KM2均断电释放，电动机失电停转。仔细检查接线无任何错误。

故障分析：这种“故障”是由于图21602控制线路有竞争现象而产生的，尤其是在电源电压较低的情况下，更容易发生这种故障。

为了说明问题，我们先讨论一下接触器中辅助触头的变化规律（请参看图21603）。

图中常闭动触头和常开动触头用两个弹簧联在一起，成为一体。当接触器获电吸合时，常闭动触头和常开动触头一同向下运动；此时常闭辅助触头先断开，常开辅助触头后闭合，我们把常闭辅助触头断开至常开辅助触头闭合这一小段时间定义为“Δt吸”，“Δt吸”的长短与电源电压有关，电压越高“Δt吸”越短电压越低“Δt吸”越长；当接触器失电释放时，常闭动触头和常开动触头在反作用弹簧（图中未画出）的作用下一同向上运动；此时常开辅助触头先断开，常闭辅助触头后闭合，我们把常开辅助触头断开至常闭辅助触头闭合这一小段时间定义为“Δt放”，“Δt放”的长短只与接触器的反作用弹簧有关，而与电源电压无关，它不随电压的变化而变化，是一个定值。

下面以图21602b）控制回路原理图为例分析一下控制线路中的竞争现象。

在电动机起动过程完成后，按动运转按钮SB3，接触器KM2获电的这一时刻，接触器KM2的常闭和常开辅助触头的状态都要发生变化，首先是在接触器KM1线圈回路中的常闭辅助触头KM2先断开，切断接触器KM1的线圈回路，使其自锁触头KM1断开，然后是自锁触头KM2后闭合使KM2自锁。自锁触头KM1断开所需的时间大约是：“KM1的Δt放”；而自锁触头KM2闭合所需的时间是：KM2的 “Δt吸”一般KM1与KM2是同一型号的接触器，所以接触器KM1的“Δt吸”和“Δt放”与KM2的“Δt吸”和“Δt放”是基本相同的。

如果自锁触头KM2闭合前接触器KM1的自锁触头KM1已断开，则必然发生两个接触器均断开的故障，如果接触器KM1的自锁触头KM1前接触器KM2的自锁触头KM2已闭合，则控制线路就能正常运行。当电源电压较低时，接触器KM2的“Δt吸”由于电源电压较低而增大，而接触器KM1的“Δt放”却不因电源电压较低而变化，所以在电源电压较低时，更容易产生两个接触器均断开的故障。

故障排除：

方法1：在电动机起动过程完成后，首先按下起动按钮SB2不松开，然后按下运转按钮SB3，接触器KM2闭合后再将按钮SB2和SB3同时松开即可。只要电源电压不是低到不能使接触器吸合，此法总能有效。

方法2：参见图21604，将接触器KM2中的常闭动触头向上弯曲而常开动触头向下弯曲，这样做的目地是使KM2的常开触头早一点闭合，而使其常闭触头晚一点断开；将接触器KM1中的自锁触头KM1的常开动触头向下弯曲，这样做的目地是使KM1中的自锁触头KM1晚一点断开。如果电源电压不是太低，此法很有效。

说明：方法2也可以应用于其它有竞争现象的控制线路。

（二）、串电阻降压起动手动控制线路之二

串电阻降压起动手动控制线路之二如图21605所示。

图21605控制线路的工作原理如下：

按下起动按扭SB2且不松开→接触器KM1获电吸合→电动机串电阻RST降压起动。当电流表指针稳定不变或电动机转速不再上升时，再按下运转按钮SB3（此时SB2不能松开）。→１）接触器KM1断电释放；２）接触器KM2获电吸合→自锁触头KM2闭合自锁，主触头闭合，→电动机全压运转。此时，将SB2与SB3均放松，由于有自锁触头KM2自锁，故接触器KM2仍保持吸合，电动机仍然获全压运行。

图21602控制线路，由于起动用接触器KM1使用了自锁触头，故起动时只需点动一下起动按钮SB2即可，而不必象第二种手动控制线路那样，在整个起动时间内，都需要按住SB2不放。所以，如以操作是否方便来判定，则图21602优于图21605；但这种接触器KM1具有自锁的控制线路是不宜使用的。因为在实际工作中，经常出现误操作而使电阻器RST乃至电动机被烧毁的事故。此处的误操作就是：“操作者只按动了起动按钮SB2而由于遗忘或不熟习；没有按动运转按钮SB3。”此时，电动机将长期串电阻在低电压下运行。由电机学知识我们知道：“电动机在接近满负荷情况下运行，如实际电压低于额定电压，电动机的工作电流要大于其额定电流的”。所以电动机在起动状态下串电阻长时间运行，电动机是必然烧毁的。

为防止这种误操作，而导致烧毁电动机的事故，建议读者在采用手动控制线路时，优先选用第二种线路。已经采用第一种线路的，只要将KM1自锁线摘掉一侧就与第二种线路的功能一样了。这样一改，起动期间手不能松开起动按钮，操作不太方便，但是电动机的起动时间很短，大多数为十几秒钟时间，所以这种操作不方便，影响不大。

（二）、串电阻降压起动的手动控制线路之三

串电阻降压起动手动控制线路之三如图21606所示。它的主回路及工作原理和功能与图21605完全相同，请参阅图21605的有关说明。

二）、串联电阻降压起动，自动控制线路。

串电阻降压起动自动控制线路如图21607所示：

因主回路与图21602中的主回路完全相同，故图21607仅画出控制线路。

图21607的工作原理如下：

按起动按钮SB2→接触器KM1线圈获电；１）KM1自锁触头闭合自锁；２）KM1主触头闭合，电动机串电阻Ｒst降压起动；３）串接在时间继电器KT线圈回路中的常开触头KM1闭合，使时间继电器KT线圈获电，待过了时间继电器预先整定的时间后，KT常开触头闭合→KM2线圈获电：１）KM2自锁触头闭合自锁；２）KM2主触头闭合→电动机全压运行；３）在接触器KM1线圈回路中的KM2常闭触头断开，切断KM1线圈的供电回路，KM1断电释放。在时间继电器KT线圈回路中的常开触头KM1断开，时间继电器KT也断电释放，所以，在电动机全压运行后只有接触器KM1一个线图获电。

常见故障及排除

故障现象：按起动按钮电动机能够起动，但过了时间继电器KT预先整定的时间后，电动机突然失电停转。

故障分析：这种“故障”是由于图21607控制线路有竞争现象而产生的。参见图21607，如果接触器KM2线圈回路中的自锁触头KM2在还没有闭合时，延时常开触头KT已因接触器KM1线圈和时间继电器KT线圈先后失电而断开，则会造成起动失败，图21607中的三个线圈均会失电，尤其当电源电压较低时，更容易发生这种情况。

故障排除：将接触器KM2中的常闭动触头向上弯曲而常开动触头向下弯曲，这样做的目地是使KM2的常开触头早一点闭合，而使其常闭触头晚一点断开；将接触器KM1中的自锁触头KM1的常开动触头向下弯曲，这样做的目地是使KM1中的自锁触头KM1晚一点断开。详见图21602中的故障排除方法二。

二、星形/三角形（Ｙ／Δ）降压起动线路

星形/三角形降压起动是指电动机起动时，将定子绕阻接线星形（Ｙ形）起动；起动结束后再将它换接成三角形(Δ)运转。所以，星形/三角形起动方法只能用于正常工作时定子绕组为三角形联接法的电动机（为了配合星形/三角形降压起动，电动机生产厂家将功率较大的电动机，基本都设计为三角形接法）。

由于星/角降压起动方法简便易行而且经济，所以这种降压起动方法使用非常普遍，但是，这种起动方法的起动转距仅为全压起动的三分之一，所以，星/角起动方法只适用于空载或轻载起动的电动机。

Ｙ／Δ降压起动也分为手动和自动两类，许许多多种不同的接线方案。下面选择常用的控制线路分别介绍如下：

一）、手动控制星/角降压起动

（一）、手动控制星/角降压起动线路之一

手动控制星/角降压起动线路之一如图21608所示：

图21608控制线路的工作原理如下：

起动时，按下起动按钮SB2，交流接触器KM1和KM同时获电吸合，电动机接成星形降压起动。待起动过程结束后，按下运转按钮SB3，交流接触器KM1首先断电释放，然后KM2获电吸合，与已获电吸合的KM共同作用，将电动机接成三角形，全压运行。

此电路中两个常闭触头，KM1与KM2互相串接在对方的线圈回路内，组成接触器联锁，保证了KM1与KM2两个接触器不能同时获电吸合。

图21608的主回路部分接线较简单，需注意的是电动机部分的接线，星形接法时，电动机的引出的端子U1（D1）、V1（D2）、W1（D3）、接电源L1（Ａ）、L2（Ｂ）、L3（Ｃ）；U2（D4）、V2（D5）、W2（D6）三个端子短接在一起；三角形接法时：U1（Ｄ1）与Ｗ２（D6）短接后接L1（Ａ）；V1（D2）、U2（D4）短接后接L2（Ｂ）、W1（D3）、V2（D5）短接后接L3（Ｃ）。因为主回路的电流较大，所以要特别注意各接线点，务必保证接触良好。

图21608的控制回路部分，请按下述步骤接线：

1、按钮开关部分：

１）首先把按钮开关的接点向上(即按钮开关的接点正对着操作者)，并且使停止按钮（多为红色）在下方。

2）将停止按钮SB1右侧的常闭接点与SB2右侧的常开接点用短导线（也叫跳线）连接起来。

3）将起动按钮SB2、SB3左侧的常开接点、SB3左侧的常闭接点，用短导线连接起来。

2、接触器部分：

1）首先将接触器电源侧L2、L3与两个熔断器FU2的连接，从两个熔断器FU2的空闲端各引出一根导线，分别接至热继电器FR和按钮开关SB1左侧常闭接点。此处虽然接线图中是电源L2接热继电器FR；电源L3接按钮开关，但也可以电源L3接热继电器FR；电源L2接按钮开关，这样做对控制线路的功能没有任何影响。

2）从热继电器FR的空闲接点引出一根导线，接至接触器KM线圈接点上，从刚接过线的KM线圈接点上并接出一根导线接至接触器KM1线圈接点上；从刚接过线的KM1线圈接点上并接出一根导线接至接触器KM2线圈接点上。

注：此步骤也可从热继电器FR的空闲接点直接引出三根导线，分别接到接触器KM、KM1、KM2的线圈接点上。

3）由线圈KM的空闲点，引出一长二短三根导线。两根短导线分别接KM、KM2的自锁触头（常开），长导线作为KM的线圈线，接至按钮开关中SB2的左侧常开接点（也可接至SB3左侧常开闭接点或SB3左侧常闭接点）上。

4）将线圈KM1与KM2的空闲接点与对方的常闭触头用短导线连接起来（KM1的线圈接KM2的常闭触头，KM2的线圈接KM1的常闭触头），从KM1的空闲常闭接点，引出一长一短的两根导线：其中短线接至KM2自锁触头空闲接点；长线作为KM2的线圈线，接至按钮开关SB3右侧常开接点；从KM2的空闲常闭接点接出一根长线（KM1的线圈线），接至SB3右侧常闭接点上。

5）从KM自锁触头空闲接点接出一根长线（KM的自锁线），接至SB1右侧常闭接点（也可接至SB2右侧常开接点）上。

注：各长线的长度相等，均为接触器至按钮开关的距离加20厘米。

３、对照接线图仔细检查全部接线（包括主回路）确认无误后，送电试机。

（二）手动控制星／角降压起动线路之二

手动控制星／角降压起动线路之二如图21609所示：

图21609手动控制星／角降压起动线路的工作原理简述如下：

起动时，按下起动按钮SB2，交流接触器KM1和KM“先、后”获电吸合，电动机接成星形降压起动。待起动过程结束后，按下运转按钮SB3，交流接触器KM1“先断电”释放，KM2“后获电”吸合。此时KM仍保持吸合状态，电动机接成三角形全压运行。

这种线路的另一个特点是，起动时，闭合三相绕组中性点的交流接触器KM1（俗称封星接触器）先获电吸合，然后接通电源的交流接触器KM才吸合；这样，KM1的主触头是在无负载的情况下闭合的。所以，KM1的选择可比KM和KM2小一个等级，以节约成本。而图21608所示线路无此功能。建议读者在实际工作中优先选用图21609控制线路。

图21609的主回路部分与图21608完全相同。可参考图21608a)。

图２－47在实践工作中的接线步骤如下：

1、按钮开关部分：

１）将右侧的：SB1常闭接点与SB2常开接点用短导线连接起来。２）将左侧的：SB2、SB3的常开接点、SB3的常闭接点用短导线连接起来。

2、接触器部分：

1）首先将接触器电源侧L2、L3与两个熔断器FU2的连线，从两个熔断器FU2的空闲端各引出一根导线，分别接至热继电器FR和按钮SB1左侧常闭接点。此处虽然接线图中是电源L2接热继电器FR；电源L3接按钮开关，但也可以电源L3接热继电器FR；电源L2接按钮开关，这样做对控制线路的功能没有任何影响。

注：此步骤也可从热继电器FR的空闲接点直接引出三根短导线，分别接到接触器KM、KM1、KM2的线圈接点上。

２）由线圈KM的空闲端引出两根导线，分别接至KM、KM1的常开接点上；将线圈KM1、KM2的空闲接点与对方的常闭接点连接起来（即KM1的线圈接KM2的常闭触头，KM2的线圈接KM1的常闭触头）；

3）从KM1的空闲常闭接点引出一长一短两根导线：短线接至KM2自锁触头；长线作为“KM2的线圈线”，接至按钮开关SB3右侧常开接点上；从KM2的空闲常闭接点引出一根长线，作为“KM1的线圈线”，接至SB3右侧常闭接点上。

4）从KM2自锁触头的空闲接点上，引出一长两短三根导线，长线作为“KM2自锁线”，接至SB2左侧常开接点上；短线1：接至KM1空闲常开接点上；短线2：接至KM右侧常开触头的空闲接点上，并从这一点再接出一根短线，接KM左侧未接过线的常开触头；从KM左侧常开触头的空闲端，引出一根长线，作为“KM的自锁线”，接至SB2右侧常开接点上（也可以接至SB1右侧常闭接点上）。

注：长线的长度为：接触器至按钮开关的距离加20厘米。

３、对照接线图仔细检查全部接线（包括主回路）确认无误后，送电试机。

星／角降压起动与用电阻降压起动，以及以后将要介绍的自耦变压器等所有的降压起动线路，都不允许在降压起动状态下长时间运行，否则将烧毁电动机及起动设备，为防止因这种误操作而烧毁电动机及起动设备，可将图21608及图21609中的控制回路，仿照图21605稍作改动即可。

二）、自动控制星/角降压起动

（一）星／角降压起动的自动控制线路之一

星／角降压起动的自动控制线路之一如图21610所示：

因其主回路与手动控制线路的主回路完全相同，故图21610仅画出控制回路；接线图中仅画出与控制回路有关的元件；在一个虚线框内仅标出一个文字符号，用其来表示该原件的安装位置，虚线框内线圈，常开触头及常闭触头等均属该元件所有，以后各图的接线图均按此方法画，以后就不再说明了。

图21610的工作原理如下：

按起动按钮SB2→接触器KM1、时间继电器KT同时获电吸合→１）接触器KM1吸合后→其常开触头KM1接通接触器KM的线圈，使接触器KM获电吸合，并经其自锁触头KM自锁。接触器KM1、KM将电动机M接成星形接法降压起动；接触器KM1的常闭触头断开，切断接触器KM2的线圈回路。２）KT吸合后→其常闭触头经过预先整定的延时时间后断开→切断接触器KM1线圈回路，使KM1断电释放→其常闭触头KM1恢复闭合→接通接触器KM2线圈回路，使接触器KM2获电吸合→接触器KM2、KM将电动机接成三角形接法全压运行；接触器KM2的常闭触头断开，切断时间继电器KT的线圈供电回路，使其断电释放。

图21610控制回路的参考接线步骤如下：

1、按钮开关部分：

将按钮开关右侧，SB1的常闭接点、SB2的常开接点用短线连接。

2、接触器部分：

2）从热继电器FR的空闲接点引出一根导线，接至接触器KM线圈接点上，从刚接过线的KM线圈接点上并接出一根导线接至接触器KM1线圈接点上；从刚接过线的KM1线圈接点上并接出一根导线接至接触器KM2线圈接点上；从刚接过线的KM2线圈接点上并接出一根导线接至时间继电器KT线圈接点上。

注：此处也可从热继电器FR的空闲接点直接引出四根短导线，分别接到接触器KM、KM1、KM2和时间继电器KT的线圈接点上。

3）从线圈KM的空闲接点，引出三根短导线，分别接至KM1常开触头和常闭触头以及KM的自锁触头。

4）将线圈KM1的空闲接点与KT的延时常开触头用导线连接。

5）将KM2的线圈的空闲接点与KM1常闭触头相连。

6）将KT线圈空闲接点与KM1常开、KM2常闭、KＴ延时常闭这四个接点连接在一起。

7）从KM自锁触头的空接点，引出KM自锁线接至按钮SB2右侧常开接点（或SB1右侧常闭接点）；

8）从KM2常闭空接点引出“KT线圈线”，接到SB2左侧常开接点上。

３、对照接线图仔细检查全部接线（包括主回路）确认无误后，送电试机。

注：长线的长度为：接触器至按钮开关的距离加20厘米。

星／角自动控制器有成品出售，其型号有ＱＸ３－13、ＱＸ３－30、ＱＸ３－55、ＱＸ３－125四种，ＱＸ３后边的数字是指：当额定电压为380伏时，起动器可控制电动机的最大功率值（单位为ＫW）。

（二）自动控制星／角降压起动控制线路之二

功率大于55KM以上的电动机，起动电流比较大，接触器所需的灭弧时间较长。为了防止在星、角转换时，因为来不及熄灭的弧光引起相同短路，从星形接法换为三角形接法时，需要延时0.5~1秒的时间，以保证在电弧彻底熄灭后，才换接成三角形。按照图21611的控制线路接线则可以实现上述要求。

自动控制星／角降压起动控制线路之二如图21611所示。

图中KA为中间继电器，其作用是控制电动机由星形接法转换为三角形接法；KT1为通电延时型时间继电器，其作用是控制星形接法起动的时间；KT2为断电延时型时间继电器，其作用是控制电动机由星形接法转换为三角形接法的延时。图21611的主回路与图21608完全相同。

图21611控制线路的工作原理简述如下：

起动时，按下起动按钮SB2后，接触器KM、KM1及时间继电器KT1、KT2均获电吸合，将电动机M接成星形降压起动。待过了KT1的预先整定时间后：

KT1的延时常闭触头断开，切断KM1线圈回路；

KT1的延时常开触头闭合，接通中间继电器KA的线圈供电回路，使KA获电吸合并自锁。KA的两个常闭触头断开，其一：切断KM1线圈电回路使KM1电断释放；其二：切断KT2线圈回路，使KT2断电释放，KT2延时闭合常闭触头延时闭合，这时KM2才通电吸合，电动机转为三角形接法，全压运行，KM2吸合后，其常闭触头KM2切断了KT1和KM1的线圈回路。

从上述工作过程看出。KM1断电后KM2并不能瞬间吸合，而由KT2的常闭触头延时一小段时间后才接通KM2线圈电路（此时KM1的主触头弧光已熄灭），电动机才转换为三角形接法运行。

图21611的控制线路安全可靠。缺点是所用元件多而且复杂，不易维修。该线路适用于功率大于55ＫＷ的电动机上，而图21608、21609、21610则适用于功率较小的电动机。

图21611参考接线步骤如下：

1、按钮开关部分：

将右侧的：SB1常闭接点与SB2常开接点用短导线连接起来。

2、接触器部分：

2）从热继电器FR的空闲接点引出一根导线，将其接至接触器KM线圈接点上，从刚接过线的KM线圈接点上并接出一根导线，将其接至时间继电器KT2线圈接点上；从刚接过线的KT2线圈接点上并接出二根导线，分别接至接触器KM1、KM2的常闭触头上；从KM1的空闲常闭接点上并接出二根导线，分别接至接触器KM2和中间继电器KA的线圈上；从KM2的空闲常闭接点上并接出二根导线，分别接至接触器KM1和时间继电器KT1的线圈上。

３）从KM线圈空闲端引出两短一长三根线：其中长线作为“KM和KT1的共用线圈线”接至按钮开关SB2左侧常开接点上；一根短线接至自锁触头KM，另一根短线接至时间继电器KT2的常闭接点上，在刚接过线的KT2常闭接点上并接出二根导线，分别接至中间继电器KA的左侧的常闭、常开触头；从时间继电器KT1线圈空闲端点并接出三根短线，一根接至刚接过线的KA左侧常闭（或常开）接点；另两根短线分别接至时间继电器KT1的延时闭合常开触头和延时断开常闭触头。

４）从KM1线圈空闲端接出一根短线．接至中间继电器KA右侧的常闭触头，将KA右侧的常闭触头的空闲接点与KA右侧的常开触头用短线连接，将KA右侧的常开触头空闲接点与接触器KM2线圈的空闲接点用短线连接。

5）将时间继电器KT2线圈空闲端与KA左侧的常闭触头空闲端用短线连接。

6）从中间继电器KA线圈空闲端并接出两根短线，分别接至KA左侧的常开触头空闲端和时间继电器KT2常开空闲端。

7）由接触器KM常开触头空闲端，引出一根长线接至按钮SB2右侧常开触头或SB1右侧常闭触头，此线为“KM的自锁线”。

３、对照接线图仔细检查全部接线（包括主回路）确认无误后，送电试机。

4、试机确认无问题后，将所有控制导线捆扎成束，整理美观，如有条件要给控制线做好标号，以利将来维修。

注：长线的长度为：接触器至按钮开关的距离加20厘米。

三、自耦变压器降压起动控制线路

自耦变压器是由带抽头的线圈和硅钢片的铁芯所组成的。起动时电流通过自耦变压器的线圈，起降低电压的作用。一般自耦变压器备有三组抽头，其电压一般是电源电压的40％、60％、80％左右，供不同的负载选用。当电动机拖动的机械负载较大，起动困难时，选80％抽头，当负载较小或要求起动电流小的场所，则选40％抽头，一般情况下则选60％抽头（自耦变压器出厂时一般接在60％抽头上）。

由自耦变压器和其它元件组成的起动设备，称作补偿器、自耦降压起动器或自耦减压起动器（箱）。

采用自耦变压器降压起动的控制线路，有手动和自动两种，下面分别介绍如下。

一）、手动控制补偿器线路

经常采用的ＱＪ３型手动补偿器的外形及原理如图21612所示：

这种ＱＪ３型补偿器内部构造，主要包括自耦变压器、保护装置、触头系统和手柄操作机构等部分，自耦变压器的抽头有两种，分别是电源电压的65％和80％（出厂时一般都接在65％抽头上），这样，就可以在电动机起动时，跟据机械负载的大小选择不同的起动电压。

须注意，自耦变压器的线圈，是按短时工作制设计的，一般只能带负载连续起动两次。

保护装置有过载保护和欠电压保护两种。过载保护采用热继电器FR；欠电压保护采用失压脱扣器ＦＶ，它由线圈、铁芯和衔铁组成，电源电压正常时，线圈两端电压也正常，线圈产生的磁通能够吸住衔铁，当电源电压降低到额定电压的85％以下时，失压脱扣器的衔铁释放，电动机断电停转。起动器的触头系统包括两排静触头和一排动触头，全部装在补偿器的下部，浸在绝缘油中。绝缘油的作用是熄灭触头电弧。绝缘油必须保持清洁，防止水分和杂质掺入，以保证其良好的绝缘性能。操作机构包括手柄主轴和联锁装置等。

ＱＪ３型补偿器工作原理如下：

当手柄在“停止”位置时，装在主轴上的动触头与两排静触头都不接触，电动机不通电，处于停止状态，当手柄向前推到“起动”位置时，动触头与上面的一排静触头接通，电源通过三副软金属带，动触头，起动静触头，三个65％抽头的自耦变压器接至电动机，电动机降压起动。当电动机转速上升到稳定值时，将手柄向后迅速板到“运行”位置，此时动触头与下面一排运行静触头接通，电源通过三副软金属带、动触头、运行静触头、热继电器的热元件至电动机，使电动机在额定电压下运行。如需要停止电动机，只要按下停止按钮SB1，失压脱扣器ＦＶ线圈断电，衔铁释放，通过机械机构使补偿器手柄自动回到“停止”位置，电动机失电停转。

ＱＪ３型补偿器还设有联锁装置（机械联锁）。防止误将手柄直接扳到“运行”位置。

二）、自动控制自耦变压器起动线路

上述介绍的手动控制补偿器线路有操作笨拙及不能远距离控制等缺点。为此人们又设计出由交流接触器、中间继电器、时间继电器等元件构成的自动控制线路。这种自动控制线路有多种型号及规格的成品补偿器出售。供不同功率的电动机选配。但成品补偿器一般售价较高。在实际工作中，可按下面介绍的电路自行装配。以节约成本。

（一）自耦变压器降压起动线路的主回路接法

自动控制的自耦变压器降压起动线路的主回路一般有三种接法，如图21613至21615所示。

自耦变压器降压起动线路主回路的这三种接法，在实践中均有采用，一般图21615的第三种接法适用于KM1、KM2采用一个具有五个主触头的接触器的情况；在KM1、KM2不合用一个接触器的情况下；使用图21613的第一种接法较好，采用这种接法的优点是：在电动机正常运转后，自耦变压器与电源彻底脱离，自耦变压器不带电。对安全比较有利。建议读者优先采用第一种接法。

（二）自耦变压器降压起动线路的控制回路接法

由接触器等构成的自耦变压器降压起动控制线路和自动控制线路，虽然有许多种，但归纳起来，只有下面的四类型。

1、第一类是用按钮的控制线路；

2、第二类增用中间继电器的控制线路；

3、第三类是增用时间继电器的控制线路；

4、第四类是既用时间继电器，又用中间继电器的较复杂的控制线路。

下面分别介绍如下，为节约篇幅，各线路图均省略了主回路部分，如果需要，请参阅图21613至21615。

1、补偿器用按钮的控制线路

按钮操作的控制线路如图21616所示。

图中SB2是起动按钮，SB3为运转按钮、SB1是停止按钮。图21616的控制原理如下：

起动时：

按起动按钮SB2且暂不松手→接触器KM1、KM2先后获电吸合→电源通过自耦变压器降压后送给电动机，电动机降压起动；待电动机Ｍ转速达到稳定值时（即电动机转速不再上升时），按运转按钮SB3（此时仍需按住SB2不放）→接触器KM1、KM2断电释放，而接触器KM3获电吸合并自锁，电动机全压运行。因KM3具有自锁功能，所以正常运行后，不必按任何按钮。

停止：

如需要停止，按一下SB1即可。

图21616控制线路的优点是简单，容易安装和维修，投资少而且不容易因误操作而烧毁电机等；缺点是在电动机低压起动的整个时间内手不能离开按钮SB2。但大多数电动机的起动时间仅需十秒钟左右时间，这种操作不便影响不大。

图21616控制线路的参考接线步骤简述如下：

1、按钮开关部分：

１）、将SB1右侧的常闭接点与SB2右侧的常开接点用短导线连接起来。

２）、将SB3上侧的常开接与常闭接点用短导线连接起来。

３）、将SB2和SB3左侧的常开接点用短导线连接起来。

2、接触器部分：

１）、将三个接触器的线圈接在：与电源L1相接的热继电器FR的接点上（即图中“１”点）；由电源L2（即图中“２”点）引出“电源线”将其接至按钮开关SB1左侧常闭触头上。

２）、从接触器KM1常开触头的两个接点引线：其中第一个接点引出两根短线，分别接至KM1线圈空闲端与KM3的常闭触头；另一接点引出的短线与KM2的线圈空闲端相连；KM３线圈空闲端与KM2常闭触头相连。

３）、将KM2常闭触头空闲端与KM1常闭触头用短线连接；从KM1常闭触头的空闲端引出一长一短两根导线，短线接KM３常开触头；长线作为“KM３的线圈线”接至SB3左侧常开接点上。

４）、从KM３常开触头的空闲端引出“KM３的自锁线”，将其接至SB2左侧常开触头上（也可以接在SB3的左侧常开接点或右侧常闭接点上）；从KＭ３常闭触头的空闲端引出“KM1线圈线”接至按钮开关SB3左侧常闭触头上。

３、对照接线图仔细检查全部接线（包括主回路）确认无误后，送电试机。

2、补偿器用中间继电器的控制线路

这个控制线路是针对上一个线路在起动期间手不能离开按钮的缺点而设计的。

用中间继电器操作的控制线路如图21617所示。

图21617控制线路的工作原理简述如下：

图中接触器KM1和KM2是起动用接触器，KM3是运转用接触器。KA为中间继电器，其作用是转换起动、运行接触器用。SB1是停止按钮、SB2是起动按钮、SB3为运转按钮。

起动时，按起动按钮SB2，接触器KM1与KM2先后获电吸合，电动机通过自耦变压器TM降压起动。电动机的转速逐渐上升，待电动机转速不再上升时，按运转按钮SB3，中间继电器KA获电吸合，切断接触器KM1和KM2后，接通KM3，电动机获全压正常运行。如果电动机主回路安装有检测电动机电流用的电流表，起动时要观察电流表。当起动瞬间，电流很大，随着电动机转速上升，电流很快下降，电动机转速不变时，电流表指示也就稳定了。电动机的转速不容易观察，但是电流表的指针变化却是很容易察看。所以，有电流表时，要观看电流表，以确定电动机起动、运转的转换时刻（绝大多数降压起动的电动机，都装有电流表）。

接线步骤：请读者按照图21617中的接线图，自行写出。有一定工作经验的读者，可不必写接线步骤，参照接线图直接安装即可。

3、补偿器用时间继电器的控制线路

补偿器用时间继电器的控制线路如图21618所示。

图21618控制线路的工作原理简述如下：

图中KM1和KM2是降压起动用交流接触器，KM3是正常运转用交流接触器。KT为通电延时型时间继电器，它的作用是：自动地由起动转换为运转。SB1为停止按钮，SB2为起动按钮。

起动时按SB2，KM1、KM2和KT先后获电吸合并自锁，电动机通过自耦变压器降压起动。待过了KT预先整定的时间后，KT的延时触头动作，其中，常闭触头切断了KM1线圈回路，使KM1断电释放，随之KM2也断电释放；KT的常开触头接通了KM3的线圈回路，使KM3获电吸合并自锁。电动机获全压正常运行。图中KM3常开触头为KM3的自锁触头；时间继电器KT的瞬动常开触头为起动时用的自锁触头，常闭触头KM1、KM3为联锁触头。

接线步骤：请读者按照图21618中的接线图，自行写出。有一定工作经验的读者，可不必写接线步骤，参照接线图直接安装即可。

4、采用时间继电器与中间继电器的控制线路

既使用时间继电器又使用中间继电的控制线路较前面介绍的电路略复杂一些，其工作效能也相对完善一些。下面介绍XJ01型（13—75千瓦）减压起动器的控制线路，并加以分析。

XJ01型补偿器的控制线路如图21619所示。其主回路与图21614相同。

图21619的工作原理简述如下：

图中接触器KM1、KM2仍然是起动用，而KM3是运转用的交流接触器；时间继电器KT为通电延时型，在此起延时接通KA的作用；中间继电器KA在此的作用是，负责起动和运转之间的转换。它在正常运行时始终获电吸合。SB1是停止按钮；SB2是起动按钮。KM1、KA这两个常开触头为各自的自锁触头，KM1常闭触头为连锁用触头。

起动时，按起动按钮SB2，接触器KM1首先获电吸合并自锁，然后KT、KM2同时获电吸合，电动机通过自耦变压器降压起动；待过了KT预先整定的时间后，KT的延时常开触头闭合，接通中间继电器KA的线圈回路，KA获电吸合并自锁。其常闭触头断开，切断KM1供电回路使KM1、KM2和KT先后失电释放；其常开触头接通KM3线圈回路，KM3获电吸合，电动机正常运转。需停止运转时，按下停止按钮SB1即可。

（三）80KW以上的大功率补偿器

以上介绍的四种补偿器控制线路，仅适用于功率为75KW以下的电动机使用。当电动机功率大于75KW时应采用下面介绍的XJO1型80—300KW控制线路。

80KW以上的大功率电动机特点是额定电流很大，其起动时的电流就更大。即使是降压起动，起动电流也达额定电流达到3—4倍。针对上述电动机起动电流大的特点，作为过载保护用的热继电器FR中的热元件一般都不再直接串入主回路中；而是增加使用两个电流互感器，并将热继电器的热元件串入电流互感器的二次回路，以降低通过热元件的电流。并在降压起动期间，用中间继电器的常闭接点，将热元件短路分流。以使起动期间的大电流不致流过热元件。正常运行时，中间继电器的常闭触头断开，使热元件投入正常工作。热元件及电流互感器TA的接法请参见图21620。

主回路的其余部分的原理图与图21615相同，此处略去。

XJ01型80—300KW减压起动箱的控制部分原理图如图21621所示。

图21621控制线路的原理简介如下：

图中接触器KM1是具有五个主触头的交流接触器，用作降压起动，KM2是正常运行的交流接触器；KT是通电延时型时间继电器，自动控制时起动KA1用；KA1、KA2为中间继电器，KA1负责转换起动、运行。KA2为手动起动时的起动按钮。SB1是自动控制按钮；SB2是手动起动按钮；SB3是手动运转按钮；SB4是停止按钮。

该补偿器具有两种控制方式，一种是自动，一种是手动。所谓自动，就是只需要按一下自动控制按钮SB1，就可以自动完成从起动到运转的全过程；所谓手动，就是除按动手动按钮SB2外，还需要按运转按钮SB3，才能完成起动到运转的转换。下面将两种控制方式分别介绍如下：

a）自动方式控制

按自动控制按钮SB1，起动接触器KM1获电吸合并自锁，电动机通过自耦变压器TM降压起动。同时KM1的另一个常开触头接通了KT的线圈回路，使KT获电吸合，经过KT预定的时间后，延时闭合常开触头KT闭合，使KA1获电吸合并自锁，其常闭触头KA1断开，切断KM1线圈回路，使KM1断电释放，而其开触头闭合，接通KM2线圈回路，使KM2获电吸合，其主触头KM2闭合，使电动机全压正常运行。

b）手动方式控制

按起动按钮SB2，KA2获电吸合并自锁，其常闭触头断开，切断KT供电回路，使KT退出工作；其常开触头闭合，使KM1获电吸合并自锁。电动机降压起动。待电动机转速不再上升时（或电流表指针不动时），按手动运转按钮SB3，使负责转换的中间继电器KA1获电吸合并自锁，KA1动作，完成起动、运转之间的转换，电动机正常全压运行。

图21619与图21621都是工厂生产的成品补偿器，它们的接线图略去未画；如果需要，请读者自行画出。

自耦变压器降压起动控制线路，还有许多种，但与以上介绍的五种大同小异，只要将已经介绍过的五种控制线路真正搞懂并熟练掌握，其它电路也就不难分析掌握了。

下面介绍一种调整时间继电器KT延时时间的方法：

1）先将时间继电器KT的时间调到最大值（大约两分钟左右）。

2）为保证测出的电动机起初时间的准确，电动机必须带负荷起动，所以要接好电动机的负载。

3）记下起动时刻，起动电动机，并观察电流表（如主回路中沒有电流表，则用钳型电流表代替）。刚起动时，电流表指示最大，随着电动机的转速上升，电流表指针示数逐渐下降，记下电流表不再下降的时刻。用电流表稳定时刻减去起动的时刻，就是电动机起动过程所需的时间。

4）电动机起动所需时间再适当加上三至五秒钟，就是时间继电器应调整的时间。这里之所以加上三至五秒钟的时间，是考虑当电源电压降低，或者负载稍许增加时，有可能延长起动所需的时间所致，如果无此可能则加一至两秒就可以了。

使用自耦变压器降压起动电动机时应注意以下几项：

（1）因自耦变压器是按短时工作制设计的，所以要求起动时间要小于二分钟（包括一次或连续数次起动时间的总和），若连续起动时间总和已达到二分钟，刚起动后的冷却时间，应不少于四小时后，才能再次起动，因此，用自耦变压器起动的方法仅适用于间歇起动之用，不适宜在频繁操作条件下使用。

（2）从起动切换至运转，必须待电动机接近额定转速后进行，否则，容易损坏接触器，对低压配电网络也不利。

（3）在满足起动时间小于二分钟的前提，以及满足起动转距的条件下，应尽量使用电压较低的抽头。这样对减少起动电流有利。

（4）接在主回路中的热继电器的调整电流要等于电动机到额定电流；接在电流互感器二次回路中的热继电器的调整电流值，要等于电动机额定电流除以电流比的商数。

四、延边三角形降压起动线路

延边三角形降压起动的方法仅适用于：定子绕组为特殊设计的JO3系列异步电动机。通常的电动机定子为六个出线端，而这类电动机有九个出线端，如图21622所示。

起动时，把定子绕组的一部分接成三角形，另一部分接成星形，使整个绕组接成延边三角形，由于其外形象一个三角形三条边依次延长后的图形，所以称之为延边三角形。

起动时，将电源接在三个绕组的始端U1（D1）、V1（D2）、W1（D3）。电动机正常运行的接法为：三个始端分别与三个尾端连接，即U1（D1）和W2（D6）短接；V1（D2）与U2（D4）短接；W1（D3）与V2（D5）短接，然后各自与电源连接即可。

电动机接成延边三角形时，每相绕组的相电压、起动电流与起动转距的大小，是根据每相绕组的两部分阻抗的比例（称为抽触头比）而变化的。具体规律如表2—2所示。

表2—2延边三角形起动特性表

起动方法

起动电流

起动转矩

全压起动时起动电流

全压起动时起动转矩

1:1

487%

435%

3:5

491%

48%

1:2

59%

53%

1:3

672%

645%

在实际应用中，可根据不同的使用要求，选择不同抽头比，进行降压起动。

延边三角形降压起动的主回路如图21623所示。

图中交流接触器KM1、KM2、KM依次为：起动用、运转用和起动运转公用的接触器。

主回路及电动机的接法对控制线路提出的要求是：起动时，KM1、KM先后获电吸合，将电动机接成延边三角形降压起动；正常运转时，KM1断电释放，KM2获电吸合，KM仍然保持吸合状态，电动机接成三角形正常运行。

以上这些要求与星/角降压起动电路对控制回路的要求是完全相同的。因此尽管延边三角形降压起动与星／角降压起动主回路完全不同，但控制线路却可以共用。所以，延边三角形降压起动的控制线路，请读者参阅“星形／三角形”降压起动的控制线路。

三相鼠笼式异步电动机的降压起动方法，我们介绍了一、串电阻起动；二、星形／三角形起动；三，自耦变压器降压起动；四、延边三角形降压起动。共四类不同的起动方法。各类中又有不同的控制线路。我们介绍的控制线路虽然不少，但这些仅是实际应用线路中的一小部分，但是如果我们熟练地掌握这一小部分，则一精百通，其余的一大部分也就很容易掌握了

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