一台自耦变压器起动两台电动机的方法电工电气 (2010 No.11)
一台自耦变压器起动两台电动机的方法
刘泽西，王勇，谢新萍
(西北核技术研究所，陕西 西安 710024)
摘 要：为了克服传统电动机自耦降压起动的缺点，采用自耦降压起动柜前移和改变正常运行接触器逻辑位置两种方法，实现了一台自耦变压器起动两台电动机，达到了减少起动设备数量、提高设备利用率、节约经费的目的。通过对两种起动方法的组装调试，运行稳定可靠，证明设计是成功的。
关键词：自耦变压器；起动；电动机
+
中图分类号：TM411.3 文献标识码：B 文章编号：1007-3175(2010)11-0043-03
Methods of One Autotransformer Starting Two Electromotors
LIU Ze-xi, WANG Yong, XIE Xin-ping
（Northwest Institute of Nuclear Technology, Xi’an 710024, China）
Abstract: To avoid disadvantages of the auto-induction voltage-reduced start-up of conventional electromotors, this paper adopted two methods which were forwarding the autotransformer and changing the logical placement of working contactor to realize one autotransformer controlling two electric engines, so as to reduce the number of the start-up equipment and save the expenditure, rais-ing the equipment utilization. The two mehtods pass the assembling test and the improved system runs stably and reliably, which are proved to be successful design.
Key words: autotransformer; start; electromotor
0 引言
自耦降压起动是大功率电动机常用的起动方法，主要用于不频繁起动和停止的场合[1]。由于该起动方法具有简单、可靠，不受电动机绕组接线方式限制等优点[2]，且极少向电网注入谐波的特点，在电能质量要求高的场合为首选方法。但传统的自耦降压起动常用一台自耦变压器起动一台电动机的方式[3]。该方式在电动机增加时，起动设备数量也相应增加。如果电动机是轮流工作制，同一时间总会有一些起动设备处于不工作状态，起动设备的利用率就不高，也不经济。特别是在老供水站或通风系统扩容改造时，由于受到空间的限制，往往没有容纳所增加设备的空间。因此，又不得不对设备控制室进行扩容，也增加了投资。这样，根据设备运行的情况，采用自耦降压起动柜前移和
改变正常运行接触器逻辑位置两种方法，对自耦降压起动设备进行了改造，实现了一台自耦变压器起动两台电动机，将电动机起动设备减少到电动机数量的一半，压缩了控制设备占用面积，减少了工程投资。
1 自耦降压起动系统设计
1.1 自耦降压起动柜前移法1.1.1 工程概况
某工程通风系统示意如图1所示，4台风机的功率均为37kW，为减小起动电流对周围设备的影响，通风电动机采用了自耦降压起动方式。该系统采用串联通风形式，要求送风机和排风机不能同时工作。若采用传统的一台自耦变压器起动一台风机的方法，那么至少有一半的风机电动机起动设备总处于闲置状态。设备利用率低，也是不经济的。
作者简介：刘泽西(1966- )，男，高级工程师，本科，从事工程设计和监理工作；
王勇(1969- )，男，高级工程师，工程硕士，从事工程设计和监理工作； 谢新萍(1977- )，女，工程师，本科，从事工程设计和监理工作。
43
电工电气 (2010 No.11)
图1 通风系统示意图
1.1.2 起动系统设计
图2所示为传统自耦降压起动方式的一台自耦降压柜起动一台电动机的示意图。为实现一台自耦变压器起动两台风机电动机，需将传统的自耦降压起动柜移至起动接触器前方[1]
。利用接触器之间的互锁，使同一时间只能有两台送风机或两台排风机工作，这样就能实现一台自耦变压器起动两台风机，如图3所示。此时，风机工作方式的选择电路就显得十分重要。在设计时如果起动逻辑不清，就可能出现一台自耦变压器同时起动两台风机的情况，造成自耦变压器严重过载而被损坏或送风机和排风机同时工作，而使风管爆裂。
图2 原通风系统起动示意图
图3 改进后通风系统起动示意图
1.1.3 风机工作方式选择电路设计
图4为风机工作方式的选择电路，F1和F3、F2和F4分别为两个通风机房里的送风机和排风机，当开关SA1闭合时，接触器KM1工作线圈得电，主触点闭合，然后起动自耦降压起动柜1，送风机F1降压起动并投入工作。同时，KM1的常闭辅助触点分别串接在两个通风机房排风机工作接触器KM2、KM4线圈回路中，使排风机不能起动。此时，即使误旋转了排风机起动旋钮，也不能起动排风机。同样，当排风机工作时，送风机也不能工作，从而实现了送风机和排风机工作状态的互锁。风机起动前先选择送风或排风方式，再起动降压起动柜，实现了一台44
一台自耦变压器起动两台电动机的方法
自耦降压起动柜起动两台风机。
图4 风机工作方式的选择电路
1.1.4 改进的控制系统结构
将图2和图3比较可明显看出，原通风起动方式需要4台自耦降压起动柜，而改进后的控制系统只需两台自耦降压起动柜就可实现通风控制要求，减少了设备占用空间，节省了经费开支。使用条件为同一时间只能有一台电动机工作。1.2 改变正常运行接触器逻辑位置法1.2.1 起动系统设计
改变自耦降压起动系统正常运行接触器的位置及增加相应的互锁电路，可以实现一台自耦变压器起动两台电动机。电动机起动、运行一次如图5所示。
LLL图5 电动机起动、运行一次图
一台自耦变压器起动两台电动机的方法电工电气 (2010 No.11)
电动机1和电动机2可以选择任意一个起动，当一台电动机正在起动时，另一台电动机不能起动，只有当一台电动机起动完毕后，另一台电动机才能起动(两电动机起动间隔应大于3min)。1.2.2 起动过程
电动机起动控制原理图如图6所示。当按动电动机1起动按钮SB1时，中间继电器KA1吸合，接触器KM2吸合，同时，接触器KM5、KM6吸合，时间继电器KT吸合，开始计时，自耦变压器工作，电动机1开始降压起动；当时间继电器时间达到设定值时，继电器KA线圈得电，其常闭触点分开，接触器KM5和KM6断开，KM1吸合，KM2断开，电动机1开始
L
N
工作电
工作电源
源指示
1#电机起动
2#电机起动
正常运行，自耦降压起动过程结束。在电动机1起动过程未完成时，由于中间继电器KA2不能吸合，所以电动机2不能起动，只有当电动机1起动完毕后，电动机2才可以起动。起动电动机2时，起动按钮SB2，其起动过程与电动机1起动过程相同，这样就完成了一台自耦变压器起动两台电动机过程。当电动机正常运行时，按动起动SB1或SB2，由于KM1或KM2处于工作状态，其常闭触点开启，KA1或KA2不能工作，其常开触点不能闭合，自耦降压起动器无法工作，避免了再次起动自耦降压起动过程。使用条件为按顺序起动两台电动机后，两台电动机可以同时工作，但两台电动机的起动间隔应大于3min。
1#电机运2#电机运降压起动行、停止1#电机运1#电机停行、停止2#电机运2#电机停自耦降压自耦降压或者停止1#电机过行指示止指示2#电机过行指示止指示起动计时起动完毕降压起动载保护载保护过载保护
图6 电动机起动控制原理图
2 结语
上述两种自耦降压起动系统设计完成后，通过组装调试，设备能平稳起动电动机，且运行稳定、可靠，证明设计方法是可行的。
两种起动方法用于两种不同的场合。自耦降压起动柜前移法相对简单，不用对传统的自耦降压起动柜进行改造，只将其整体前移，再增加电动机选择电路即可。缺点，只能用于两台电动机不能同时工作的场合。改变正常运行接触器逻辑位置法需对传统的自耦降压起动柜进行改造，在传统的自耦降压起动系统的基础上增加1个正常运行接触器和起动接触器，通过接触器的逻辑控制，改变正常运行接触器的逻辑位置，实现一台自耦变压器起动两台电动机。通过增加接触器，该方法还可以实现起动
两台以上电动机，理论上，在一台自耦变压器起动一台电动机的基础上，每增加两个接触器，可多起动一台电动机，但连续起动时间总和不能大于自耦变压器的最长起动时间[1]。因此，也限制了一台自耦变压器起动电动机的数量，一般情况下，一台自耦变压器连续(中间应有足够的时间间隔)起动3台电动机是可以的。
参考文献
[1] 朱林根.现代建筑电气设备选型技术手册[G].北
京：中国建筑工业出版社，1999.
[2] 黄海平.常用电气线路290例[M].北京：科学出版
社，2007.
[3]《电气工程师手册》第二委员会.电气工程师手册
[G].2版.北京：机械工业出版社，2002.
修稿日期：2010-09-11
45
一台自耦变压器起动两台电动机的方法电工电气 (2010 No.11)
一台自耦变压器起动两台电动机的方法
刘泽西，王勇，谢新萍
(西北核技术研究所，陕西 西安 710024)
摘 要：为了克服传统电动机自耦降压起动的缺点，采用自耦降压起动柜前移和改变正常运行接触器逻辑位置两种方法，实现了一台自耦变压器起动两台电动机，达到了减少起动设备数量、提高设备利用率、节约经费的目的。通过对两种起动方法的组装调试，运行稳定可靠，证明设计是成功的。
关键词：自耦变压器；起动；电动机
+
中图分类号：TM411.3 文献标识码：B 文章编号：1007-3175(2010)11-0043-03
Methods of One Autotransformer Starting Two Electromotors
LIU Ze-xi, WANG Yong, XIE Xin-ping
（Northwest Institute of Nuclear Technology, Xi’an 710024, China）
Abstract: To avoid disadvantages of the auto-induction voltage-reduced start-up of conventional electromotors, this paper adopted two methods which were forwarding the autotransformer and changing the logical placement of working contactor to realize one autotransformer controlling two electric engines, so as to reduce the number of the start-up equipment and save the expenditure, rais-ing the equipment utilization. The two mehtods pass the assembling test and the improved system runs stably and reliably, which are proved to be successful design.
Key words: autotransformer; start; electromotor
0 引言
自耦降压起动是大功率电动机常用的起动方法，主要用于不频繁起动和停止的场合[1]。由于该起动方法具有简单、可靠，不受电动机绕组接线方式限制等优点[2]，且极少向电网注入谐波的特点，在电能质量要求高的场合为首选方法。但传统的自耦降压起动常用一台自耦变压器起动一台电动机的方式[3]。该方式在电动机增加时，起动设备数量也相应增加。如果电动机是轮流工作制，同一时间总会有一些起动设备处于不工作状态，起动设备的利用率就不高，也不经济。特别是在老供水站或通风系统扩容改造时，由于受到空间的限制，往往没有容纳所增加设备的空间。因此，又不得不对设备控制室进行扩容，也增加了投资。这样，根据设备运行的情况，采用自耦降压起动柜前移和
改变正常运行接触器逻辑位置两种方法，对自耦降压起动设备进行了改造，实现了一台自耦变压器起动两台电动机，将电动机起动设备减少到电动机数量的一半，压缩了控制设备占用面积，减少了工程投资。
1 自耦降压起动系统设计
1.1 自耦降压起动柜前移法1.1.1 工程概况
某工程通风系统示意如图1所示，4台风机的功率均为37kW，为减小起动电流对周围设备的影响，通风电动机采用了自耦降压起动方式。该系统采用串联通风形式，要求送风机和排风机不能同时工作。若采用传统的一台自耦变压器起动一台风机的方法，那么至少有一半的风机电动机起动设备总处于闲置状态。设备利用率低，也是不经济的。
作者简介：刘泽西(1966- )，男，高级工程师，本科，从事工程设计和监理工作；
王勇(1969- )，男，高级工程师，工程硕士，从事工程设计和监理工作； 谢新萍(1977- )，女，工程师，本科，从事工程设计和监理工作。
43
电工电气 (2010 No.11)
图1 通风系统示意图
1.1.2 起动系统设计
图2所示为传统自耦降压起动方式的一台自耦降压柜起动一台电动机的示意图。为实现一台自耦变压器起动两台风机电动机，需将传统的自耦降压起动柜移至起动接触器前方[1]
。利用接触器之间的互锁，使同一时间只能有两台送风机或两台排风机工作，这样就能实现一台自耦变压器起动两台风机，如图3所示。此时，风机工作方式的选择电路就显得十分重要。在设计时如果起动逻辑不清，就可能出现一台自耦变压器同时起动两台风机的情况，造成自耦变压器严重过载而被损坏或送风机和排风机同时工作，而使风管爆裂。
图2 原通风系统起动示意图
图3 改进后通风系统起动示意图
1.1.3 风机工作方式选择电路设计
图4为风机工作方式的选择电路，F1和F3、F2和F4分别为两个通风机房里的送风机和排风机，当开关SA1闭合时，接触器KM1工作线圈得电，主触点闭合，然后起动自耦降压起动柜1，送风机F1降压起动并投入工作。同时，KM1的常闭辅助触点分别串接在两个通风机房排风机工作接触器KM2、KM4线圈回路中，使排风机不能起动。此时，即使误旋转了排风机起动旋钮，也不能起动排风机。同样，当排风机工作时，送风机也不能工作，从而实现了送风机和排风机工作状态的互锁。风机起动前先选择送风或排风方式，再起动降压起动柜，实现了一台44
一台自耦变压器起动两台电动机的方法
自耦降压起动柜起动两台风机。
图4 风机工作方式的选择电路
1.1.4 改进的控制系统结构
将图2和图3比较可明显看出，原通风起动方式需要4台自耦降压起动柜，而改进后的控制系统只需两台自耦降压起动柜就可实现通风控制要求，减少了设备占用空间，节省了经费开支。使用条件为同一时间只能有一台电动机工作。1.2 改变正常运行接触器逻辑位置法1.2.1 起动系统设计
改变自耦降压起动系统正常运行接触器的位置及增加相应的互锁电路，可以实现一台自耦变压器起动两台电动机。电动机起动、运行一次如图5所示。
LLL图5 电动机起动、运行一次图
一台自耦变压器起动两台电动机的方法电工电气 (2010 No.11)
电动机1和电动机2可以选择任意一个起动，当一台电动机正在起动时，另一台电动机不能起动，只有当一台电动机起动完毕后，另一台电动机才能起动(两电动机起动间隔应大于3min)。1.2.2 起动过程
电动机起动控制原理图如图6所示。当按动电动机1起动按钮SB1时，中间继电器KA1吸合，接触器KM2吸合，同时，接触器KM5、KM6吸合，时间继电器KT吸合，开始计时，自耦变压器工作，电动机1开始降压起动；当时间继电器时间达到设定值时，继电器KA线圈得电，其常闭触点分开，接触器KM5和KM6断开，KM1吸合，KM2断开，电动机1开始
L
N
工作电
工作电源
源指示
1#电机起动
2#电机起动
正常运行，自耦降压起动过程结束。在电动机1起动过程未完成时，由于中间继电器KA2不能吸合，所以电动机2不能起动，只有当电动机1起动完毕后，电动机2才可以起动。起动电动机2时，起动按钮SB2，其起动过程与电动机1起动过程相同，这样就完成了一台自耦变压器起动两台电动机过程。当电动机正常运行时，按动起动SB1或SB2，由于KM1或KM2处于工作状态，其常闭触点开启，KA1或KA2不能工作，其常开触点不能闭合，自耦降压起动器无法工作，避免了再次起动自耦降压起动过程。使用条件为按顺序起动两台电动机后，两台电动机可以同时工作，但两台电动机的起动间隔应大于3min。
1#电机运2#电机运降压起动行、停止1#电机运1#电机停行、停止2#电机运2#电机停自耦降压自耦降压或者停止1#电机过行指示止指示2#电机过行指示止指示起动计时起动完毕降压起动载保护载保护过载保护
图6 电动机起动控制原理图
2 结语
上述两种自耦降压起动系统设计完成后，通过组装调试，设备能平稳起动电动机，且运行稳定、可靠，证明设计方法是可行的。
两种起动方法用于两种不同的场合。自耦降压起动柜前移法相对简单，不用对传统的自耦降压起动柜进行改造，只将其整体前移，再增加电动机选择电路即可。缺点，只能用于两台电动机不能同时工作的场合。改变正常运行接触器逻辑位置法需对传统的自耦降压起动柜进行改造，在传统的自耦降压起动系统的基础上增加1个正常运行接触器和起动接触器，通过接触器的逻辑控制，改变正常运行接触器的逻辑位置，实现一台自耦变压器起动两台电动机。通过增加接触器，该方法还可以实现起动
两台以上电动机，理论上，在一台自耦变压器起动一台电动机的基础上，每增加两个接触器，可多起动一台电动机，但连续起动时间总和不能大于自耦变压器的最长起动时间[1]。因此，也限制了一台自耦变压器起动电动机的数量，一般情况下，一台自耦变压器连续(中间应有足够的时间间隔)起动3台电动机是可以的。
参考文献
[1] 朱林根.现代建筑电气设备选型技术手册[G].北
京：中国建筑工业出版社，1999.
[2] 黄海平.常用电气线路290例[M].北京：科学出版
社，2007.
[3]《电气工程师手册》第二委员会.电气工程师手册
[G].2版.北京：机械工业出版社，2002.
修稿日期：2010-09-11
45