实验名称： Y－△换接起动控制与能耗制动 实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得
一、实验目的
1.了解时间继电器的使用方法及在控制系统中的应用；
2.熟悉异步电动机Y－△降压起动控制的运行情况和操作方法； 3．学会设计常用继电接触控制方法。
4．通过实验进一步理解三相鼠笼式异步电动机能耗制动原理。 5.增强实际连接控制电路的能力和操作能力。
二、原理说明
1.按时间原则控制电路的特点是各个动作之间有一定的时间间隔，使用的元件主要是时间继电器。时间继电器是一种延时动作的继电器，它从接受信号（如线圈带电）到执行动作（如触点动作）具有一定的时间间隔。此时间间隔可按需要预先整定，以协调和控制生产机械的各种动作。时间继电器的种类通常有电磁式、电动式、空气式和电子式等。其基本功能可分为两类，即通电延时式和断电延时式，有的还带有瞬时动作式的触头。时间继电器的延时时间通常可在0.4s～80s范围内调节。
2．三相鼠笼电动机实现能耗制动的方法是：在三相定子绕组断开三相交流电源后，在两相定子绕组中通入直流电，以建立一个恒定的磁场，转子的惯性转动切割这个恒定磁场而感应电流，此电流与恒定磁场作用，产生制动转矩使电动机迅速停车。
3．在自动控制系统中，通常采用时间继电器按时间原则进行制动过程的控制。可根据所需的制动停车时间来调整时间继电器的延时，以使电动机刚一制动停车，就使接触器释放，切断直流电源。
4. 能耗制动过程的强弱与进程，与通入直流电流大小和电动机转速有关，在同样的转速下，电流越大，制动作用就越强烈，一般直流电流取为空载电流的3～5倍为宜。
三、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 名 称 三相交流电源 三相鼠笼式异步电动机（D21） 交流接触器 时间继电器 按钮 热继电器 数量 1 1 2 1 1 1 序号 7 8 9 10 11 名 称 切换开关 变压器 整流桥堆 制动电阻 万用电表 数量 1 1 1 3 1
四、实验内容
1. 接触器控制Y-△降压起动线路
按图2-9线路接线，经检查无误后，方可进行通电操作。
当接触器KM1、KM2主触头闭合，KM3主触头断开时，电动机三相定子绕组作Y连接；而当接触器KM1和KM3主触 头闭合，KM2主触头断开时，电动机三相定子绕组作△连接。
(1) 启动控制屏，合上Q1，接通220V交流电源。
(2) 按下SB2，电动机作Y接法起动，
注意观察起动时，电流表最大读数IY起动= 1.15 A。
(3) 按下SB1，使电机为Δ接法正常运图2-9接触器控制Y-△降压起动线路 行，注意观察Δ运行时，电流表电流为
IΔ运行= 0.4 A。
(4) 按SB3停止后，先按下SB1，再同时按下启动按钮SB2，观察电机在Δ接法直接起动时电流表最大读数IΔ起动= 3.37 A。
(5) 比较IY起动/IΔ起动= 0.34 ，结果说明什么问题？
答：在Y启动时，启动电流约为三角形启动的三分之一，可以有效防止电机过流。 (6) 实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路电源。 2. 请设计时间继电器控制鼠笼式电动机Y－△降压自动换接起动的控制线路。具体要求如下：
（1）实验用时间继电器为通电延时式时间继电器，主回路接线同图2-9，因此，所设计的控制线路若能先使KM1和KM2得电闭合，后经一定时间的延时，使KM2失电断开，而后使KM3得电闭合，则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转。
(2)接触器KM3与KM2通过动断触头实现电气互锁，保证KM3与KM2不会同时得电，以防止三相电源的短路事故发生。
(3)保证在按下按钮后，使KM2先得电，依靠时间继电器KT延时动合触头和延时动断作用，再保证KM2先断，而后再自动接通KM3，避免换接时电源可能发生的短路事故。 (4)线路正常运行（△接）时，接触器KM2及时间继电器KT均处断
电机星三角性起动控制电路
电状态。 试画出实验控制线路图并接线，实验过程中应注意以下几点： (1) 在不通电的情况下，用万用电表Ω档检查线路连接是否正确，特别注意KM2与KM3两个互锁触头是否正确接入。
(2) 按起动按钮SB1，观察电动机的整个起动过程及各继电器的动作情况。 (3) 按停止按钮SB2，观察电机及各继电器的动作情况。
(4) 调整时间继电器的整定时间，观察接触器KM2、KM3的动作时间是否相应地改变。
电气控制图如图所示，实验中，按下起动按钮SB1，可以观察到电机起动，电流为0.248A，当时间继电器动作时，可以观察到稳定后的电流为2.086A。通过时间继电器实现了电机星三角启动的自动切换。 3．鼠笼异步电动机的单向能耗制动控制：
鼠笼机接成Δ接法，实验线路电源接三相电压输出端(U、V、W)。初步整定时间继电器的延时，可先设置得大一些(约5～10秒)。本实验中，能耗制动电阻RT为100Ω。
（1）．按图2-10接线，并用万用电表检查线路连接是否正确。
（2）．自由停车操作 先断开整流电源（如拔去接在V相上的整流电源线），按SB1，使电动机起动运转，待电动机运转稳定后，按SB2，用秒表记录电动机自由停车时间。
电机自由停车时间为5.19s。
（3）．制动停车操作 接上整流电源（即接通V相的整流电源线）。
a．按SB1，使电动机起动运转，待运转稳定后，按SB2，观察并记录电动机从按下SB2起至电动机停止运转的能耗制动时间tZ及时间继电器延时释放时间tF，一般应使tF ＞tZ。
电机能耗制动时间为0.91s，因此整定时间继电器的延时为1s。
b．重新整定时间继电器的延时，以使tF=tZ，即电动机一旦停转便自动切断直流电源。
图2-10 三相异步电机单向能耗制动控制线路 五、实验注意事项 1. 注意安全，严禁带电操作。
2. 只有在断电的情况下，方可用万用电表Ω档来检查线路的接线正确与否。
3. 能耗制动时，接好线路必须经过严格检查，绝不允许同时接通交流和直流两组电源，即不允许KM1、
KM2同时得电。 六、思考题
1. 采用Y－△降压起动对鼠笼电动机有何要求及适用的场合。试分析Y－△降压起动的优缺点。 2. 如果要用一只断电延时式时间继电器来设计异步电动机的Y－△降压起动控制线路，试问三个接触器的动作次序应作如何改动，控制回路又应如何设计？
3. 控制回路中的一对互锁触头有何作用？若取消这对触头对Y－△降压换接起动有何影响，可能会出现什么后果？
4.降压起动自动控制线路与手动控制线路相比较有哪些优点？
5.电机制动停车需在两相定子绕组通入直流电，若通入单相交流电，能否起到制动作用，为什么？
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