三相异步电动机的星形—三角形降压起动控制.pdf

在现代工业自动化控制系统中，三相异步电动机因其结构简单、工作可靠、维护方便和成本低廉等特点，成为各类机械设备驱动的主要动力源。为满足电机起动时对电网冲击小，运行稳定的需求，星形—三角形（Y-Δ）降压起动方法被广泛应用。该方法不仅能够有效降低起动电流，减小对电网的影响，还能保证电动机在正常运行状态下获得所需的最大扭矩，是一种经济高效的控制策略。 Y-Δ降压起动方式的工作原理是在电动机起动的初始阶段，先将电动机绕组接成星形（Y形），这样每个相的电压只有额定电压的1/√3，起动电流大幅下降，起动转矩也相应减小，但足以使电机平滑起动。待电动机转速接近额定转速后，通过自动转换装置将绕组切换成三角形（Δ形），此时每个相的电压恢复到额定值，电动机在全电压下运行，输出额定转矩。 在星形—三角形降压起动控制系统的电气与PLC控制技术实现中，需要重点关注以下几个方面： 电气控制部分。主要包括电源刀开关、启动按钮、停止按钮、热继电器、三个主接触器（KM1、KM2、KM3）等元件。在启动过程中，当操作人员按下启动按钮后，KM1和KM3主触点闭合，电机以星形连接方式起动，然后经过预设的时间（如5秒），由时间继电器KT控制KM3断开，KM2闭合，完成星形向三角形的转换，使电机进入正常工作状态。若需要紧急停止，可按下停止按钮或当电机过载时热继电器FR动作，都会使电机停止运行。 PLC控制系统的实现。PLC（可编程逻辑控制器）以其灵活性、稳定性和易扩展性，在电动机控制领域中占据着十分重要的地位。在Y-Δ降压起动控制的PLC系统设计中，需要将启动按钮SB2、停止按钮SB1和热继电器FR的常开触点作为输入信号，而KM1、KM2和KM3的线圈作为输出信号。通过合理的I/O端口地址分配，设计外部接线图和编写梯形图或指令表程序，确保电动机按预设的控制要求进行星形—三角形起动和正常运行。 进一步，编程技术要点。在梯形图编程中，理解并正确使用多重输出电路指令MPS、MRD和MPP非常重要。MPS指令用于保存分支点的逻辑运算结果，MRD指令用于读取之前保存的结果，而MPP指令用于读取并清除堆栈内容，结束分支点的所有支路编程。在实际应用中，MPS和MPP必须成对使用，且数量不超过11次，且最后一条支路必须使用MPP指令。 安全保护措施也是不可或缺的一部分。为确保电动机在各种工况下稳定运行，除了起动方式本身的设计外，还需要考虑系统短路保护、过载保护等安全措施，以防止电动机故障或过载对设备及电网造成损害。 三相异步电动机的星形—三角形降压起动控制系统的设计与实现涉及到电气控制技术与PLC控制技术的综合应用。通过精准控制电机起动阶段电流，优化电机运行状态，不仅能够有效保护电网及设备，还能够提高生产效率，降低运维成本。在现代工业自动化不断发展的今天，掌握并应用这些技术对于电气工程师而言是必不可少的。