图12 - 6 中 SB 1 、 SB 2 为第一地点控制按钮，SB 3 、 SB 4 为第二地点控制按钮 。SB5、

5. 起动三相异步电动机的注意事项

(1）熟悉起动设备的操作规程，一般不仅要掌握起动电动机的要领，而且还要熟悉 如何停车和切断电源，以免发生故障时手忙脚乩，不知所措。

(2) 合闸前用试电笔检查三相电源是否有电。

(3) 合闸时操作人员应站在电源开关一侧，以免电弧烧伤。

(4) 使用刀开关起动时，合闸动作应迅速果断。使用双刀开关起动、丫-Λ起动器或 Θ耦减压起动器起动时，必须遵守操作顺序。

(5) 合闸前要注意电动机周围有无闲杂人员和杂物，要提醒在场人员注意，并清除 电动机周围的杂物。

(6) 合闸时要眼看电动机，耳听响声。如果发现电动机不转或者转动时产生强烈的 振动和噪声，有冒火、冒烟现象或闻到焦臭味，应立即切断电源。只有查明和排除故障， 才可继续起动。如果合闸后电动机正常起动，则应在电动机正常运行1 mm以后，才可 离开操作地点。

对于不可逆转的电动机，起动时如果发现旋转方向与外壳上标出的运转箭头方向不 一致，则应立即切断电源。停机后，只要将3根电源线中的任意两根对调一下，即可纠正 电动机的旋转方向。

(7) 如果电动机所拖动的负载机械有几个转动部分，则电动机起动时应由数人分工 观察各转动部分，以便能及时判断所拖动的机械设备丁作是否正常，并监视各种仪表的 读数。若发现异常情况，应停机检查。

(8) 笼型电动机实行降压起动时，连续起动次数不宜过多。电动机冷态时，连续起 动次数不可超过4次，两次起动之间的间隔时间一般不应少于5 mm;热态时，连续起动 次数不可超过两次，而间隔时间则应更长些。

电动机降压起动时，起动设备的操作应根据电动机的起动情况进行。实行绕组Λ接 线起动时，先将操作手柄扳向丫接法的方向，待电动机的转速稳定而不再升高后，将手柄 扳到Λ接法的一边。利用肖耦减压起动器起动时，操作手柄应在起动位置上停留一段时 间，不可在电动机转速还未升高时就将手柄推到运转位置。

(9) 有电刷提升短路装置的绕线型电动机，起动前应将手柄（或操作盘）扳到“起动” 位置，此时电刷落到集电环上，短路装置断开，转子绕组与起动变阻器接通，然后接通电 源；当电动机的转速接近额定转速时，将手柄迅速扳到“运转”位置，此时电刷提起，短路 装置闭合.变阻器被切除，同时转子=相绕组被短接。电动机停车后，应将手柄扳回到 “起动”位置，为下次起动做好准备。

(10) 无论是修理过的或长期闲置未用的电动机，均应空载试运行2 h,并记录空载 电流，一切正常后才可带负载试运行。加负载以前，应检查电动机的转向与规定的旋转 方向是否相符。如果不符，应切断电源，将3根电源线屮的任意两根对调一下，或者将电 动机接线板上或起动设备上的任意两根导线对调一下也可。

(Π)在电动机的试运行中应测量电动机的温度、起动电流、工作电流。如果这些参 数正常，就可拖动生产机械试运行。

(12) 电动机试运行过程中应无杂音、无过热现象，电动机的振动幅值和轴承温升应 在允许范围以内。

电动机起动完毕，应检查其定子绕组三相电流是否平衡，大小是否合适。空载运 行的电动机，其电流应为额定电流的2 0 %〜5 0 % ;重载运行的电动机，其电流不得超过 额定电流。

6. 三相异步电动机起动过程中可能出现的情况

(1) 电动机接通电源后熔断器熔体立即熔断。如果电动机连续出现刚一合闸，熔体 就熔断这一现象，一般应进行以下检查：

① 定子绕组是否接地。可用绝缘电阻表、万用表或串联灯泡检查各相定子绕组对 地绝缘情况。如果绝缘损坏（绝缘电阻表、万用表的指针指零，串联灯泡点亮），应进一步 查出接地点，在接地点垫上绝缘纸，涂上绝缘漆，然后试送电。

② 定子绕组相间是否短路。用绝缘电阻表摇测定子绕组各相间的绝缘电阻。如果 兆欧表指针指零，则应进一步找出短路点并进行处理。

③ 定子绕组是否反相。检查定子三相绕组的首尾端与规定的接线顺序是否一致。 如果接反，应予以调换。

有时，电动机电源接线不牢同造成单相起动，开关与电动机之间的连线短接，电动机 机械部分卡锁或负载过重，以及熔体选择过小，也会造成熔体熔断，W此应根据不同情况

分别进行检查处理。

©熔体额定电流是否合适。选择熔体时，必须注意，熔体额定电流过小或过大都是 不合理的。如果熔体额定电流太小（例如等于电动机额定电流），由于电动机的起动电流 是其额定电流的4〜7倍，这么大的电流通过熔体，会使熔体立即熔断，造成电动机不能 起动；如果熔体额定电流太大（例如等于电动机的起动电流），则在发生短路故障时，很大 的短路电流通过电动机，可能在熔体熔断之前，电动机已经烧毁。因此，必须合理选择保 护电动机用的熔断器熔体。

(1) 接通电源后三相异步电动机不能起动。空载电动机接通电源后，如果电动机无 反应，可初步判断定子绕组的两相或三相未通电。此时可进行以下检查和处理：

① 用试电笔检查三相电源是否有电。如果发现电源缺相，成检查上一级断路器或 熔断器，或汇报给有关部门，等候来电。

② 检查电源开关接触是否良好。如果开关接触不良，应进行修理或更换。

③ 检查电动机的熔断器。若发现熔体熔断，应予以更换。

④ 检查电动机接线板上的接头。若发现接头有锈蚀、松动、接触不良等现象，应将 接头除锈和重新接牢。

⑤ 检查电动机的绕组是否断路。如果断路，应进一步查出断开点，并重新连接好。 检查绕组是否断路时，可使用兆欧表、万用表或串联灯泡进行试验。

⑥ 检查定、转子绕组有无短路故障。因为定子绕组如果短路，由于电压降低，电磁 力矩很小，可能造成电动机不能起动，也可能导致继电保护装置动作而断开定子回路。 如果转子绕组短路，会减小转子回路电阻而降低起动转矩。

如果电动机带负载不能起动，还应检查负载是否太重、有无卡涩现象。此外，若定子 绕组接线有错，带负载的电动机也常常不能起动。

(2) 电动机带负载不能起动或加上负载后转速就急剧下降。有时，电动机空载运行 转速基本正常，但加上负载转速就急剧下降；如果带负载起动，则起动不起来。这主要是 转矩不足造成的。此时可进行以下检查：

① 电源电压是否过低。可用万用表测量电源电压，若发现电压过低，应向供电部门 反映，请求进行调整。

② 电动机负载是否过大。如果空载时电压基本正常，加载后电压就急剧下降，则说 明电动机负载过大，应设法减载。

③ 支路压降是否过大。带负载起动时，如果测得的电源母线电压为正常值，但电动 机出线端电压过低，则说明电动机支路压降过大，可换上截面较大的导线，并尽量减小电 动机与电源的距离。

④ 接线错误。如将定子绕组的Λ连接误接成丫形。

⑤ 笼型转子断条。可用短路侦察器进行检查，或者在轻载运行一段时间后，根据转 子的发热情况判断。

©电源经自耦变压器降压。自耦变压器二次侧设有多个抽头，可输出不同的电压。 一般自耦变压器二次侧电压是一次侧电压的40%、60%、80%等，可根据起动转矩需要 选用。

12.1.2三相异步电动机的调速控制电路

=相异步电动机的转速为

由此可见，三相异步电动机有三种调速方法。

(1）改变电源频率。我国发电厂供给的都是频率固定不变的50 Hz交流电。若要采 用改变电源频率的调速方法，就需要配备一套频率可变的电源。这种调速方法可以得到 平滑而且范围较大的调速。近年来，由于交流变频技术取得了很大进展，用变频装置进 行交流调速得到了广泛应用。

(2) 改变磁极对数。从三相异步电动机的结构、原理的分析中知道，三相异步电动 机的磁极对数取决于定子绕组的布置和连接，因而可以采用适当的办法来改变=相定 子绕组的连接，就可以改变旋转磁场的极对数，从而改变电动机的转速。由于磁极对数 只能成对变化，所以这种调速方法是有级的。这种可以改变磁极对数的=相异步电动机 称为多速电动机。

必须指川，采用改变磁极对数的方法调速，只限于特制的多速电动机，一般电动机是 不能实现的。

(2) 在转子电路中串接电阻改变转差率。绕线转子异步电动机的调速可通过调节 串接在转子电路中的电阻改变转差率来实现的。

这种调速方法的调速范围不大，也就是稳定运行转速不可能太低，因为要得到低速， 就要串接大电阻，力学特性很陡，运行速度难以稳定，另外串接大电阻电能损耗也大。但 这种调速方法简便易行，目前仍广泛应用于起重运输机械等方面。

对绕线转子异步电动机进行调速

通常在转子绕组中串接可变电阻即可实现调速。电动机起动时，将串联的电阻置于 阻值最大的位置上，此时起动电流较小，转速也较低。需要调速时，逐渐改变串联的电阻 值。当串联电阻值调到零时，亦即将电阻短接，电动机就在额定转速下运行。接触器控 制绕线转子异步电动机的调速线路如阁12-7所示，由于电路中接触器KM2、KM3、 KM4的作用，电动机起动时在其转子绕组中接人全部外加电阻，所以起动电流小。随着 KM2、KM3、KM4的动作，电动机的转速逐渐上升。也就是说，电路保证只有R1电阻 被短接，R2电阻才被短接。当R2电阻短接G，R3电阻才被短接。在图12-7所示的电 路中，实行=级电阻串联，所以有=种速度可调。

2. 变频调速

改变频率可以调节电动机同步转速。随着电源频率的变化，电机的磁通、转矩、效 率、功率因数等在一般情况下都要发生变化，为此，在调频的同时，必须调节电压，以保证 电动机在任何频率下都具有恒定的气隙磁通，从而得到恒转矩的调速特性。变频电源可 由晶闸管变频装置或变频机组提供。

3. 串级调速

串级调速是在绕线型转子电动机上，利用品闸管装置，将转子电路内转差电压经整

流和逆变后，使转子部分功率反馈到电网上去。调节晶闸管的逆变角以控制反馈能量即 口ί实现调速。当调速范围在1 : 2以下，晶闸管装置需反馈的功率不大于额定功率的一 半时比较经济。这种调速方法适用于要求调速范围小于1 : 2的中、大功率电动机。

图12-8所/下为绕线转子异步电动机晶闸管串级调速系统原理图。串级调速是调节 绕线转子电动机的转子电压以改变转差率，从而达到调节转速的目的。图中电动机的转 子电压经整流器VC变为直流，再由晶闸管逆变器将直流逆变为交流电压，其功率经变 压器T U反馈给交流电网。这时逆变器电压可视为加到电动机转子绕组的电势，从而实 现异步电动机的晶丨同管串极调速。

4 . 对双速异步电动机的转速进行控制

笼型异步电动机的转速 ， 与定子绕组的极对数有关 ， 改变极对数 ， 就可改变转速 。 将

电动机的定子绕组接成两种极对数 ， 则该电动机称为双速电动机 。

对于双速电动机 ， 可将定子绕组由 Vi 连接形成一种转速 ， 而后将其改变为 △ 连接 ，

形成另一种转速

D 此外 ， 也可将 f / 连接变为丫连接进行变速 。

接触器手动控制的双速电动机控制电路如图 12 - 9 所示 „ 如果需要电动机低速运

行 ， 可按下起动按钮 SB 1 ， 接触器 KM 1 通电 ， 电动机的定子绕组接成 △ 形 ， 磁极为 4 极 ，

同步转速为 1 500 r / minD 如果需要电动机高速运行 ， 可按下起动按钮 SB 2 , 接触器 KM 1

断电释放 ， 其常闭联锁触点闭合 ， 接通接触器 KM 2 和 KM 3 , 电动机的定子绕组接成 M

形 ， 该电动机成为两极电动机 ， 同步转速为 3 000 r / miru

12.1 . 3 三相异步电动机的制动控制电路

根据被拖动机械的具体情况 . 有时需要对异步电动机进行制动例如在切断电源后要求电动机很快停止转动 ， 要求电动机降低转速或维持其转速使不致过速 ( 吊车电动机在重物下降时 ）

异步电动机的制动方法畚 ：

1 . 发电制动 （ 再生制动 ）

当转子转速在外加转矩作用下大于同步转速时 ， 电机处于发电机状态 ， 产生制动转矩 ， 从而对外加转矩起制动作用 。 例如起重机等一类机械在负载高速降落时 ， 利用发电制动作用限制下降速度 。 此时如需要制动到停止状态 ， 还需要用其他制动方法配合使用 。

2 . 反接制动

短时改变电动机的相序 ， 使旋转磁场反向 ， 从而使电动机产生的转矩和负载惯性转矩方向相反，因而起制动作用。这种方法较简单可靠，佴由于反接制动时的振动和冲击 力较大，所以一般不适用于精密度要求较高的精密机床等设备。

1. 动力制动（能耗制动）

当电动机与交流电源断开后，立即将直流电源加在定子绕组上，于是在气隙中产生 一个静止磁场，此时在转子绕组中即产生感应电动势和电流，因而消耗动能产生制动作 用。这种制动方法通常用在非逆转的传动系统和停转后才允许反转的可逆传动系统上。

2. 机械制动

通常所称机械制动主要是指电磁机械制动。在切断电动机电源的同时，也切断制动 机构中克服弹簧压力的电磁铁电源，使抱闸受弹簧压力迅速动作，制动闸轮使电动机停 转。制动力矩可通过调节抱闸的弹簧压力来改变。这种方法可不受中途停电或电气故 障的影响而造成事故，因此广泛用于起重卷扬等设备上。

图12-10所亦为电动机单向运行反接制动控制线路。该线路是采取改变电动机电 源的相序，进行反接制动的。当相序改变后，电动机定子的旋转磁场方向也随着改变了 方向，W而电动机产生的转矩和原来的转矩相反，所以能起制动作用。制动时按下停止 按钮SB2，K VQ断电，其常闭触点闭合，速度继电器SR在电动机的惯性作用下触点仍然 闭合，这时KM2得电动作，电动机反接制动。当电动机转速下降直至停止时，SR断开， 接着KM2断开，至此制动结束。

在使用操作中应特别注意，电动机在反接制动时，有时会出现短暂反向转动现象。

12.1.4三相异步电动机的保护电路

h对电动机的保护电路要求

通常，电动机的所有裸露导体（包括电动机外壳、机座等）都必须通过保护导线接到 保护电路的接地专用端子上。对电动机的保护电路一般有以下要求：

(1) 连续性。为了确保保护电路的连续性，保护导线的连接件不得作任何其他机械 的紧同之用，不得由于任何原丙而将保护电路拆断，不得利用金属软管作为保护导线。

(2) 可靠性。在保护电路上严禁安装开关和熔断器。除采用特低安全电压电路外，在 接通电源电路以前必须先接通保护电路，并且只有断开电源电路以后才能断开保护电路。

电动机电路的导线应能够承受负荷电流、过负荷电流和低压断路器的断开电流。

电磁接触器在通过电动机正常的最大工作电流时能够可靠地接通或断开；带热继电 器的电磁接触器应在电动机过负荷或堵转时动作；当短路电流通过电磁接触器时，在低 压断路器断开以前接触器不应损坏。

低压断路器的动作特性曲线与电磁起动器（即电磁接触器与热继电器的组合）的动 作特性线应相交，即在全部电流范围内，两条特性曲线不得有断开的地方；低压断路器 和电磁起动器的动作特性曲线的交点，应在电磁起动器断流容量以内。

(3) 明显性。保护电路的连接处应实行焊接或压接，连接处应有明显标志，以便于

检查。

对于屮小型笼型异步电动机的保护应注意以下原则：

(丄）为了运行安全，所有中小型笼型异步电动机均应装设短路保护装置。如果总计 算电流不超过20 A，可几台电动机或同一机组共用一套短路保护装置。

(2) 3 kW及以上的电动机，以及容量虽小但长时间无人监视或者容易过载的电动 机，应装设过载保护装置。

(3) 3kW及以下的电动机，以及定子为星形连接且装有过载保护装置的电动机，可 不装设断相保护装置。

(4) U3 k W及以下的电动机，如果生产丁艺和安全条件均允许R起动，可不装设低压 (欠压）保护装置。

(5) 频繁起动或遥控的电动机，可采用电磁起动器作为控制和保护装置。通常，利 用电磁起动器中的热元件作为电动机的过载保护装置，其额定电流与低压断路器的长延 时过电流脱扣器的整定值相同，但需配用熔断器作为电动机的短路保护装置。

(6) 3 k W以下的电动机，以及不频繁起动的电动机，可采用电动机保护用低压断路 器作为保护装置。目前电动机保护用塑壳式低压断路器的最大电流为60A，电动机容量 较大时，只能采用塑壳式配电用低压断路器，此时应注意校验断路器瞬时脱扣电流的整 定值。电流大于100A时，可选用框架式低压断路器，但这种断路器只宜装在配电柜内。

2. 电动机的过载保护

电动机运行时，一般允许短时间过载（输出功率超过额定值称为过载）。但是，如果 过载时间太长，电动机的温升超过允许值，就会造成绝缘老化，缩短使用寿命，严重时甚 至会烧毁绕组。因此，为了防止电动机长时间过载运行而造成损坏，过载时间必须加以 限制，这种保护就是过载保护。

通常，采用热继电器作为电动机的过载保护装置。

具有过载保护的正转控制线路如图12-11所示。当电动机过载时，主回路热继电器 FR所通过的电流超过额定电流值，使FR内部发热，艽内部金属片弯曲，推动FR闭合触 点断开，接触器Κ Μ的线圈断电释放，电动机便脱离电源停转，起到了过载保护作用。

图12 -12所示为采用电流互感器、时间继电器组成的过载保护线路，该线路使用一 只电流互感器来感应电流，当电动机电流川现超过正常丁作电流时，Κ Α达到吸合电流 而运作，从而断开主电路，保护电动机在过电流时脱离电源。线路中将时间继电器的常 闭触点先短接电流互感器，以避开电动机起动时起动电流的冲击。

若电动机已烧坏，而热继电器却不动作，可以从以下几方面查找原因和作相应处理：

(1）热继电器的额定电流值与电动机的额定电流值不符。此时应按电动机的容量 来选择热继电器（不可按接触器的容量来选择热继电器h

(2) 运作机构卡住，导板脱出。处理时应打开热继电器的盖子，检查动作机构，重新 放入导板，并按动复位按钮，检查机构动作是否灵活。

(3) 热元件通过短路电流，双金属片产生永久性变形，电动机过载时热继电器无法 动作，使电动机烧毁。此时应更换双金属片，并重新调整。

(4) 检修热继电器时.由于疏忽，将双金属片装反，或者双金属片和发热元件用错， 当过载电流通过发热元件时，双金属片不能推动导板，电动机过负荷运行烧毁而热继电 器不动作。处理时应检查并调整双金属片的安装方向，或者换上合适的双金属片和发热元件。

(5) 热继电器的整定值偏大，触头接触不良。此时应合理调整热继电器的整定值， 清除触头表面的污垢和氧化物。

(6) 电动机本身发生故障或运行条件不良，如Θ冷风扇损坏和风道堵塞而造成散热 不良，或者环境温度过高，都会导致电动机烧毁而热继电器却不动作。这不是热继电器 的缺陷，应着手排除电动机的故障.改善电动机工作场所的通风散热条件。

(7) 经检查，热继电器良好，并无故障。但发现仅在两相上装有热继电器（这是我国 目前电动机过载保护比较常见的情况），这种过载保护是不完善的。因为若=相同时过 载，则在两相上装设热继电器，可起过载保护作用。可是，若由丁三相电流不平衡而引起 过载，就会导致电动机的线电流不平衡，此时如果三相中有两相电流均未超过热继电器 的动作电流整定值，而另一相电流虽然超过热继电器的动作电流整定值，但该相又恰好 未装热继电器，所以热继电器的两相未动作。解决这一问题的办法是在=相上均装设热 继电器，以完善电动机的过载保护。

2. 电动机的欠电压保护

通常，电网供给的交流电压并不是一个稳定电压，并且电网负荷变化造成输电线路 上的压降也发生变化。由于这两个原W，负载端的电压不稳定，经常发生波动。如果电源电压比电动机的额定电压低得太多，就会使电动机的电流大幅度增加，甚至出现电动 机带电停止运转现象。此外，如果由于某种原丙，供电电压暂时失去，随后又自行恢复， 则电动机一度停机然后又自行起动。一旦出现这种情况，可能损坏所传动的机械设备，并 且还威胁正在检查故障的丁作人员的人身安全，所以电动机的控制电路应有欠电压保护。

如果电动机的主电路和辅助电路由同一电源供电，并且主电路由接触器控制，而辅 助电路上又有接触器线阇的自保触点，则控制电路本身就具有欠电压保护作用。因为当 电源电压低于额定值的8 5 %时，接触器线圈的吸力就不能再吸住动铁心，于是动铁心复 位，带动触点断开，从而切断电动机的电源。同时，接触器线圈的自保触点断开，切断线 圈电路。当电源电压恢复正常后，只有重新按下起动按钮，接触器线圈才能通电，电动机 才能再次起动。这样，在电源电压恢复时电动机就不能自行起动。

具有欠压与失压保护作用的线路如图12-13所系。当起动电动机时合上电源开关 QS，按下起动按钮SB1，接触器KM线圈获电，KM主触头闭合使电动机Μ运转；松开 SB 1，由于接触器Κ Μ常开辅助触头闭合自锁。控制电路仍保持接通，电动机Μ继续运 转。停止时按SB2，接触器ΚΜ线圈断电，ΚΜ主触头断开，电动机Μ停转。

4. 采用欠流继电器作断相保护

图12-14所不为采用欠流继电器的电动机断相保护线路。该线路的电气保护元件 是3只欠电流继电器ΚΑΙ、ΚΑ2、ΚA3。电动机在运行中，如果任一相电流大幅度减少 或消失，串接在该相线路上的继电器就会动作，切断控制回路。使接在交流接触器的线

圈自锁线路断开，接触器释放，电动机停转。

5. 采用熔断器和继电器作断相保护

图丄2 -15所示为电动机采用熔断器、继电器的断相保护线路，该线路是一种断熔丝 电压保护线路，即当熔丝熔断后，熔丝两端产生电压，这时与其并联的断电器K A1、 K A2、KA3得电动作，使接触器KM失电脱开主电路电源，电动机即停止运行，从而保护 了电动机。继电器KA—般整定在60V动作即可。该线路适用于熔断熔丝时产生的断 相运行保护

1.同步电动机的起动

同步电动机的各种起动方法见表12-1。必须从电网容量、电动机的特性以及负载机械 的特性三方面来选择适当的起动方法。一般，除了高速大功率的以外，同步电动机大多采 用异步起动；在条件许可时，应优先考虑全压起动。异步起动时，为」避免励磁绕组在开路 的情况下感应的高电压击穿其绝缘，必须将励磁绕组分段开路或短接起来。但短接的励磁 绕组中会流过较大的感应电流，这个电流与定子=相旋转磁场相互作用而产生的转矩，使 得电动机的合成转矩在一半同步转速附近变小，出现最小转矩，即所谓单轴转矩效应。所 以，起动时励磁绕组回路中应串联一个起动电阻器，再予短接（电阻器的电阻值约为励磁绕 组电阻的5〜10倍），以限制感应电流，而提高最小转矩和牵人转矩。在无阻尼环的实心磁 极同步电动机中，转子在电路方面很不对称，单轴转矩效应较为严重。对此，可将起动电阻 值增加到励磁绕组电阻的10〜20倍，但此时应核算励磁绕组端头的电压是否过高。

当电动机达到亚同步转速（即约9 5 %同步转速）时，切除起动电阻而通人适当的励磁 电流，转子磁极随即建立起不变的极性，此时转子将在同步速度附近作周期性振荡，经过 儿个衰减振荡之后被牵人同步，完成起动过程。

同步电动机的起动方法见表12-1。

表12-1同步电动机的起动方法