《工厂电气控制设备》 认识定子绕组串电阻降压起动控制线路（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《工厂电气控制设备》 认识定子绕组串电阻降压起动控制线路-讲义 1. .会判断电动机能否全压起动，熟悉电动机常见降压起动方法。 2. 会识读、绘制定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图。 3. 会分析定子绕组串电阻降压起动控制线路中各电气元件的作用和工作原理。 4. 熟悉定子绕组串电阻降压起动控制线路在电气控制设备中的典型应用。 知识点一 认识定子绕组串电阻降压起动控制线路准备 1、 三相交流异步电动机全压起动的条件 对于三相交流异步电动机能否全压起动，除根据工作要求规定必须采用全压起动的电动机外，通常规定:电源容量在180kV·A以上，电动机容量在7kW以下的三相交流异步电动机可以采用全压起动。 判断一台三相交流异步电动机能否全压起动，可以用下面的经验公式来确定 ≤+ 式中，Ist——电动机全压起动电流（A）； IN——电动机额定电流（A）； S——电源变压器容量（kV·A）； P——电动机功率（kW）。 凡是不能满足全压起动条件的三相交流异步电动机，均须采用降压起动。 降压起动是指利用起动设备将电源电压适当降低后，加到电动机的定子绕组上进行起动，待电动机起动运转后，再使其电压恢复到额定电压正常运转。 电动机在降压起动时，电动机中的电流随着电源电压的降低而减小，所以降压起动达到了减小起动电流的目的。但是由于电动机转矩与电源电压的平方成正比，所以降压起动也将导致电动机的起动转矩大为降低。因此，降压起动需要在电动机空载或轻载情况下进行。 三相交流异步电动机常见的降压起动方法有软起动器起动、定子绕组串电阻降压起动、自耦变压器降压起动、Y-△降压起动、延边三角形降压起动等几种。目前我国大力发展和倡导的是软起动器起动。 2、 定子绕组串电阻降压起动控制线路 定子绕组串接电阻降压起动是指在三相交流异步电动机起动时，把电阻串接在电动机的定子绕组与电源之间，通过电阻的分压作用来降低定子绕组上的起动电压。当电动机起动后，待其转速达到一定值时，再将电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行。 这种降压起动控制线路可采用按钮与接触器控制、时间继电器自动控制等多种形式。 1. 按钮与接触器控制的定子绕组串接电阻降压起动控制线路电路图 按钮与接触器控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图如图1所示。线路的工作原理如下:先合上电源隔离开关 QF。 图1 按钮与接触器控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图 降压起动控制: 全压运行控制: 停止时，只需按下SB3，控制电路断电，电动机 M断电停转。 2. 时间继电器自动控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图 时间继电器自动控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图如图2所示。 图2 时间继电器自动控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图 控制线路的工作原理如下:合上电源隔离开关 QF。 停止时，按下 SB2 即可。 由以上分析可见，只要调整好时间继电器KT触点的延时动作时间，电动机降压起动过程切换成全压运行过程就能准确可靠地自动完成。图2所示控制线路与图1所示控制线路相比较，接触器KM2的主触点将接触器KM1主触点和起动电阻R包围在内，这样在全压运行时，接触器KM1不需要继续通电，减少了电能的损耗和延长了使用寿命。 定子绕组串电阻降压起动的缺点是减小了电动机的起动转矩，同时起动时在起动电阻上的功率消耗也较大。如果频繁地起动，则起动电阻的温度将会很高，对于精密机床的运行会产生一定的影响。因此，这种降压起动方式在生产实际中的应用正在逐步减少。 通常情况下，电源容量在（ ）的三相交流异步电动机可以采用全压起动。 A. 180kV·A以上，7kW以下 B. 180kV·A以下，7kW以上 C. 180kV·A以上，7kW以上 D. 180kV·A以下，7kW以下 【答案】A 【解析】通常规定电源容量在180kV·A以上，电动机容量在7kW以下的三相交流异步电动机可以采用全压起动。 1. 判断一台三相交流异步电动机能否全压起动，不能用下面哪个经验公式相关因素判断（ ） A. 电动机全压起动电流（Ist） B. 电动机额定电流（IN） C. 电源电压（U） D. 电源变压器容量（S） 【答案】C 【解析】判断一台三相交流异步电动机能否全压起动，经验公式涉及电动机全压起动电流（Ist）、电动机额定电流（IN）、电源变压器容量（S）、电动机功率（P），不涉及电源电压（U）。 2. 降压起动的目的是（ ） A. 增大起动电流 B. 减小起动电流 C. 增大起动转矩 D. 提高电源电压 【答案】B 【解析】电动机在降压起动时，电动机中的电流随着电源电压的降低而减小，所以降压起动达到了减小起动电流的目的。 3. 由于电动机转矩与电源电压的平方成正比，降压起动会导致（ ） A. 电动机起动转矩增大 B. 电动机起动转矩不变 C. 电动机起动转矩大为降低 D. 电动机起动转矩先增大后减小 【答案】C 【解析】因为电动机转矩与电源电压的平方成正比，所以降压起动也将导致电动机的起动转矩大为降低。 1. 定子绕组串接电阻降压起动是指在三相交流异步电动机起动时，把电阻串接在（ ） A. 电动机的转子绕组与电源之间 B. 电动机的定子绕组与电源之间 C. 电动机的定子绕组与转子绕组之间 D. 电源与控制电路之间 【答案】B 【解析】定子绕组串接电阻降压起动是指在三相交流异步电动机起动时，把电阻串接在电动机的定子绕组与电源之间。 2. 按钮与接触器控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路，停止时需按下（ ） A. SB1 B. SB2 C. SB3 D. 任意按钮 【答案】C 【解析】按钮与接触器控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路，停止时，只需按下SB3，控制电路断电，电动机M断电停转。 3. 时间继电器自动控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路，停止时需按下（ ） A. SB1 B. SB2 C. SB3 D. 任意按钮 【答案】B 【解析】时间继电器自动控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路，停止时，按下SB2即可。 · 三相交流异步电动机全压起动条件：电源容量在180kV·A以上，电动机容量在7kW以下可全压起动，也可用经验公式判断。不满足条件的要降压起动，降压起动能减小起动电流，但会降低起动转矩，需空载或轻载起动。 · 定子绕组串电阻降压起动原理：起动时把电阻串接在电动机定子绕组与电源间，通过电阻分压降低起动电压，起动后短接电阻让电机在额定电压下运行。有按钮与接触器控制、时间继电器自动控制等形式。 · 定子绕组串电阻降压起动控制线路特点：按钮与接触器控制停止时按下SB3断电停转；时间继电器自动控制能准确自动完成起动到全压运行切换，且全压运行时KM1不通电，减少损耗和延长寿命，但起动转矩减小、电阻功率消耗大，频繁起动影响精密机床，应用渐少。 知识点二 认识定子绕组串电阻降压起动控制线路操作 1、 判断三相交流异步电动机能否全压起动 根据指导教师所给的电动机、电源变压器等技术参数，判断电动机能否全压起动，说明电动机常见的降压起动方法。 2、 认识定子绕组串电阻降压起动控制线路的构成根据 图1和图2所示的定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图，认识各电气元件的名称、符号。 图1 按钮与接触器控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图 图2 时间继电器自动控制的定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图 3、 识读定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图 根据图1和图2所示的定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图，先识读主电路，后识读控制电路。分析用电设备与控制元件的对应关系、主电路中各控制元件的作用、电源的种类和电压等级;分析控制电路的电源种类和电压等级、控制元件的作用和控制关系。 4、 分析定子绕组串电阻降压起动控制线路的工作原理 根据图1和图2所示的定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图，分析控制线路的工作原理，说明定子绕组串电阻降压起动控制线路在电气控制设备中的典型应用。 5、 绘制定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图 根据指导教师提出的要求，正确绘制定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图。 判断三相交流异步电动机能否全压起动的依据是（ ） A. 电动机的额定功率 B. 电动机、电源变压器等技术参数 C. 电动机的转速 D. 电动机的绝缘等级 【答案】B 【解析】根据指导教师所给的电动机、电源变压器等技术参数，来判断电动机能否全压起动。额定功率、转速、绝缘等级都不能直接作为判断能否全压起动的依据。 1. 以下不属于电动机常见降压起动方法的是（ ） A. 定子绕组串电阻降压起动 B. 星 - 三角降压起动 C. 自耦变压器降压起动 D. 全压起动 【答案】D 【解析】全压起动不是降压起动方法，定子绕组串电阻降压起动、星 - 三角降压起动、自耦变压器降压起动是常见的降压起动方法。 2. 在定子绕组串电阻降压起动控制线路中，起到在起动时降低电压，起动结束后切除电阻作用的元件组合是（ ） A. 按钮与熔断器 B. 接触器与热继电器 C. 电阻与接触器主触点 D. 时间继电器与按钮 【答案】C 【解析】电阻在起动时串入定子绕组起到降压作用，接触器主触点在起动结束后将电阻短路切除电阻，实现电动机全压运行。按钮主要用于发出控制指令，熔断器用于短路保护，热继电器用于过载保护，时间继电器主要用于控制起动时间。 3. 时间继电器在定子绕组串电阻降压起动控制线路中的主要功能是（ ） A. 保护电路免受过载影响 B. 控制电阻串入定子绕组的时间 C. 直接控制电动机的转速 D. 作为电源开关使用 【答案】B 【解析】时间继电器的作用是按照预先设定的时间来控制电路中某个动作的发生，在定子绕组串电阻降压起动控制线路中，它控制着电阻串入定子绕组的时间，当到达设定时间后，使接触器动作切除电阻，让电动机全压运行。过载保护是热继电器的功能，转速控制需要通过其他调速装置，时间继电器不能直接控制转速，也不能作为电源开关。 1. 识读定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图时，应先识读（ ） A. 控制电路 B. 主电路 C. 同时识读主电路和控制电路 D. 随意识读 【答案】B 【解析】根据定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图，先识读主电路，后识读控制电路。 2. 绘制定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图的依据是（ ） A. 自己的想象 B. 同学的设计 C. 指导教师提出的要求 D. 网络上的模板 【答案】C 【解析】根据指导教师提出的要求，正确绘制定子绕组串电阻降压起动控制线路电路图。 3. 在分析定子绕组串电阻降压起动控制线路工作原理时，对于控制电路中时间继电器触点状态变化的理解，以下说法正确的是（ ） A. 时间继电器触点状态变化只与按钮操作有关 B. 时间继电器触点状态变化由其内部设定的时间决定，与电路其他元件无关 C. 时间继电器触点状态变化会直接影响接触器的动作，进而控制电阻的切除 D. 时间继电器触点状态变化仅在调试电路时起作用，正常运行时不影响线路 【答案】C 【解析】时间继电器触点状态变化是由其内部设定的时间来触发的，并非只与按钮操作有关，A选项错误。虽然由内部时间设定触发，但它是为了控制电路中其他元件的动作，并非与电路其他元件无关，B选项错误。时间继电器触点状态变化后，会改变控制电路的通断，从而直接影响接触器的动作，接触器动作后又控制电阻的切除，实现电动机从降压起动到全压运行的切换，C选项正确。时间继电器触点状态变化在正常运行时起着关键的定时控制作用，并非仅在调试时起作用，D选项错误。 · 判断电动机能否全压起动：要依据电动机、电源变压器等技术参数。电源容量需能满足电动机全压起动时的大电流需求，若电源容量不足，全压起动会使电网电压大幅下降，影响其他设备运行，此时不能全压起动。 · 定子绕组串电阻降压起动控制线路构成：主电路有电动机、电阻、接触器主触点等；控制电路有按钮、接触器线圈及辅助触点、时间继电器等。各元件协同工作，实现电动机降压起动和正常运行切换。 · 识读与绘制电路图方法：识读时先主电路后控制电路，分析元件关系、作用和电源情况。绘制要按指导教师要求，保证符号正确、连接准确、布局合理，清晰展示线路结构和工作原理。 知识点三 认识定子绕组串电阻降压起动控制线路评价 表1 认识定子绕组串电阻降压起动控制线路评价表 定子绕组串电阻降压起动的主要目的是（ ） A. 提高起动转矩 B. 降低起动电流 C. 增大起动功率 D. 减少起动时间 【答案】B 【解析】定子绕组串电阻降压起动通过串联电阻降低电动机定子绕组上的电压，从而减小起动电流，避免对电网造成过大冲击。 1. 在定子绕组串电阻降压起动控制线路中，电阻通常在何时被切除（ ） A. 电动机起动瞬间 B. 电动机达到额定转速时 C. 电动机起动完成后一段时间 D. 电动机转速达到某一设定值时 【答案】D 【解析】电阻在电动机转速达到某一设定值时被切除，此时电动机已具备一定惯性，切除电阻后电动机可继续加速至额定转速。 2. 定子绕组串电阻降压起动控制线路中，常用的控制电器不包括（ ） A. 接触器 B. 热继电器 C. 熔断器 D. 变压器 【答案】D 【解析】变压器主要用于电压变换，不直接参与定子绕组串电阻降压起动的控制过程。 3. 定子绕组串电阻降压起动时，电阻的阻值选择主要依据（ ） A. 电动机的额定功率 B. 电动机的起动电流 C. 电网电压 D. 起动时间 【答案】B 【解析】电阻的阻值选择需根据电动机的起动电流和所需降低的电压来确定，以有效限制起动电流。 1. 定子绕组串电阻降压起动控制线路中，接触器的主要作用是（ ） A. 保护电路 B. 切换电路 C. 调节电压 D. 测量电流 【答案】B 【解析】接触器用于在电动机起动完成后切换电路，切除串联电阻，使电动机接入全压运行。 2. 下列哪项不是定子绕组串电阻降压起动的优点（ ） A. 设备简单 B. 成本低廉 C. 起动转矩大 D. 适用于空载或轻载起动 【答案】C 【解析】定子绕组串电阻降压起动会降低起动转矩，因此不适用于需要较大起动转矩的场合。 3. 定子绕组串电阻降压起动控制线路中，热继电器的作用是（ ） A. 短路保护 B. 过载保护 C. 欠压保护 D. 失压保护 【答案】B 【解析】热继电器用于电动机的过载保护，当电动机长时间过载时，热继电器动作切断电路，防止电动机损坏。 · 定子绕组串电阻降压起动原理：通过在电动机定子绕组中串联电阻降低起动电压，从而减小起动电流。起动完成后切除电阻，使电动机接入全压运行。适用于空载或轻载起动场合。 · 定子绕组串电阻降压起动控制线路组成：主要包括接触器、热继电器、熔断器、电阻等电器元件。接触器用于切换电路，热继电器用于过载保护，熔断器用于短路保护，电阻用于降压起动。 · 定子绕组串电阻降压起动调试与维护：调试前应检查电路连接是否正确，确保电器元件动作可靠。调试时注意观察电动机运行情况和电阻发热情况。维护时应定期检查电器元件和电阻的完好性，及时更换损坏的元件。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$