試析電動機控制電路的原理及故障排查

李艷利

摘 要；各行各業(yè)中廣泛使用的生產(chǎn)設(shè)備大多都是由電動機拖動的，其中三相鼠籠式異步電動機使用最為廣泛。由于各類生產(chǎn)設(shè)備的工藝要求不同，因此就需要各種各樣與之相適應(yīng)的控制電路。盡管這些電路整體上千差萬別，但都是由一些基本的控制電路組成的。只要掌握這些基本的控制電路，就可以為閱讀、分析及設(shè)計各種更復(fù)雜、更獨特的電路打下堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電動機；控制電路；原理；故障

引言

生產(chǎn)實踐中電動機控制電路各種各樣，盡管這些電路整體上千差萬別，但它們都是由一些基本的控制電路組成的。只要掌握這些基本的控制電路，就可以為閱讀、分析及設(shè)計各種更復(fù)雜的電路打下堅實的基礎(chǔ)。

1 直接起動控制電路的工作原理分析

三相鼠籠異步電動機的起動有降壓和全壓（直接）起動兩種方式，直接起動所用的電器設(shè)備少，電路簡單，容量小的電動機常采用直接起動。

1.1 組合開關(guān)控制電路

直接起動控制電路中最簡單的是用組合開關(guān)對電動機控制的電路。合上組合開關(guān)，三相交流電通過組合開關(guān)、熔斷器直接加到三相異步電動機的定子繞組上，電動機單向運轉(zhuǎn)；斷開開關(guān)，電動機停轉(zhuǎn)。該電路的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，而且熔斷器能起短路保護作用，但缺點是當電動機過載或欠壓時，熔體熔斷造成電動機不能正常運行或損壞，而且不能實現(xiàn)遠距離和自動化控制。

1.2 點動控制電路

利用接觸器可實現(xiàn)對電動機的遠距離控制和自動化控制。點動控制電路是最簡單的一種，電路如圖1 所示。

該電路由主電路和控制電路兩部分組成。電源、開關(guān)、熔斷器、接觸器KM 主觸點和電動機組成主電路；按鈕SB 和KM 線圈組成控制電路。當合上電源開關(guān)時，電動機不轉(zhuǎn)動，因為KM的主觸點是斷開的。按下SB，KM 線圈通電，KM 主觸點閉合，電動機轉(zhuǎn)動；松開SB，KM 線圈失電，KM 主觸點斷開，電動機停轉(zhuǎn)。該電路與前述的用開關(guān)控制電動機的電路相比，優(yōu)點是操作方便，操縱小電流的控制電路就可控制大電流的主電路，而且能實現(xiàn)遠距離和自動化控制。但這種電路的缺點是要想使電動機長期運行，必須始終用手按住啟動按鈕，很不方便。要想使電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)，需要采用具有接觸器自鎖的控制電路。

1.3 有接觸器自鎖的控制電路

具有接觸器自鎖的控制電路如圖2 所示。該電路在點控電路的基礎(chǔ)上，在控制電路中串聯(lián)了動斷按鈕SB2，而且把接觸器的一對動合輔助觸點與動合按鈕SB1 并聯(lián)。當按下動合按鈕SB1時，線圈通電，引起KM 主觸點閉合，電動機轉(zhuǎn)動；松開SB1，因并聯(lián)在啟動按鈕兩端的KM 動合輔助觸點已經(jīng)閉合，接觸器KM的線圈維持通電，保證KM 主觸點仍處于閉合狀態(tài)，電動機繼續(xù)運轉(zhuǎn)；按下停止按鈕SB2，電動機停轉(zhuǎn)。該電路不僅能保證電動機單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，而且具有三種保護功能：熱繼電器實現(xiàn)過載保護；熔斷器實現(xiàn)短路保護；接觸器實現(xiàn)失壓和欠壓保護。

上面的幾種控制電路都只能使電動機朝一個方向轉(zhuǎn)動，但在生產(chǎn)實踐中，經(jīng)常需要電動機能正反轉(zhuǎn)，如機床工作臺的前進和后退、搖臂鉆床搖臂的上升和下降、起重機吊鉤的上升和下降等。這就需要正反轉(zhuǎn)控制電路。

1.4 正反轉(zhuǎn)控制電路

1）無聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路。無聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路是最簡單的一種正反轉(zhuǎn)控制電路。其工作過程如下：按下動合按鈕SB1，KM1 線圈通電，KM1的動合主觸點和動合輔助觸點閉合，電動機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)；按下動斷按鈕SB3，KM1 線圈斷電，KM1 主觸點和輔助觸點斷開，電動機停轉(zhuǎn)。按下動合按鈕SB2，KM2 線圈通電，KM2 動合主觸點和動合輔助觸點閉合，電動機反向運轉(zhuǎn)。該電路雖然實現(xiàn)了電動機正反轉(zhuǎn)，但當誤操作即按下按鈕SB1 后又按下按鈕SB2 時，線圈KM1 和KM2 的六個主觸點同時閉合，將造成電源短路。要解決該電路的缺點，可以在此電路的基礎(chǔ)上稍作改進，實現(xiàn)電器聯(lián)鎖控制。

2）帶電氣互鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路。把接觸器KM1、KM2 的動斷輔助觸點串接在對方線圈回路中，這樣接觸器KM1 和KM2 的兩個線圈就不會同時通電，這種相互制約的控制方式稱為互鎖或者聯(lián)鎖。該電路的缺點是在電動機由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)的操作中，必須先按停止按鈕，這樣難以提高勞動生產(chǎn)率。為此可采用按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路。

3）按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路。該電路SB1、SB2 采用復(fù)合按鈕，其動斷觸點分別串接在對方線圈回路中，這樣，按下SB2 時，只有KM2 得電動作，同時SB2 的動斷觸點將KM1 線圈回路切斷；同理按下SB1 時，只有KM1 得電動作，同時SB1 的動斷觸點將KM2 線圈回路切斷，從而保證KM1 和KM2 不同時通電。這樣既操作方便又安全可靠。

2 故障排查

掌握了電路的工作原理，知道了電路的動作過程，就能快速準確地排查故障。排查故障的方法很多，測量法是找出故障點的基本、可靠和有效的方法。在不通電的情況下可以采用萬用表電阻法進行故障診斷，即使用萬用表的電阻檔通過測量電阻來檢查電路。下面以無聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路為例簡單介紹故障排查方法。

2.1 主電路的檢查

在切斷總電源的情況下合上自動空氣開關(guān)，用萬用表電阻檔分別測量三相火線和異步電動機的三根引線之間的電阻值，正常時電阻應(yīng)為無窮大。然后測量點不變，手動交流接觸器KM1、KM2 的動合主觸點使之閉合，此時，若電阻幾乎為零，說明KM1、KM2 動合主觸點動作良好且接線正確，熱繼電器的熱元件接線正確；若電阻為無窮大，再分別檢查KM1、KM2 和熱元件的好壞及接線情況。

2.2 控制電路的檢查

用萬用表電阻檔測量控制電路兩端的電阻值，若電阻為無窮大，則電路正常。然后按下SB1，若電阻幾乎為零，說明SB1動作良好且連接正確，電路中其它元件正常且連接正確；若電阻為無窮大，再分別對該部分電路中各元件進行檢查。同理可檢查KM2 線圈所在電路。

參考文獻

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