淺析三相異步電動(dòng)機(jī)控制回路在生產(chǎn)中的應(yīng)用

寧國平 寧國燕 武楨 潘柯柯

（冀南技師學(xué)院，河北邯鄲 056003）

0.概述

工業(yè)生產(chǎn)過程中需要大量的異步電動(dòng)機(jī)，這些電動(dòng)機(jī)起著很重要的作用，是維持生產(chǎn)正常進(jìn)行的必要條件，如工礦企業(yè)的大型風(fēng)機(jī)，起著為各種主體生產(chǎn)設(shè)備送風(fēng)或抽氣的作用，大量的水泵機(jī)組也多是采用三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)力旋轉(zhuǎn)，通過異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)以此來帶動(dòng)水泵機(jī)組的運(yùn)行，為生產(chǎn)供水，大量的閥門，如煤氣盲板閥、煤氣電動(dòng)蝶閥、混合煤氣三通閥等大型的閥門也是采用了三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作，通過傳動(dòng)設(shè)備將三相異步電動(dòng)機(jī)的電能轉(zhuǎn)換為閥門的機(jī)械能，以此來實(shí)現(xiàn)特有的管道介質(zhì)接通或輸送功能，而這些風(fēng)機(jī)、水泵、閥門等動(dòng)力設(shè)備要想保證能正常工作，實(shí)現(xiàn)各自的控制功能，離不開三相異步電動(dòng)機(jī)的控制電路，這些控制電路的型式很多樣，隨著科技的進(jìn)步大量的電動(dòng)設(shè)備采用了集成控制電路來控制設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但仍然有大量的設(shè)備采用了經(jīng)典的控制電路來控制設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這些控制回路的功能是很多電子模塊所不能取代的，本文通過論述經(jīng)典的控制回路的工作方式和掌握方式，來實(shí)現(xiàn)對基礎(chǔ)的三相異步電動(dòng)機(jī)控制回路的理解和應(yīng)用，介紹常用的控制電路如何在生產(chǎn)設(shè)備中起到控制作用，以及我們通過什么樣的方式來掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的控制回路，掌握控制回路的練習(xí)方法和應(yīng)用實(shí)踐。

1.三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路在生產(chǎn)中的應(yīng)用

三相異步電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)中的很多場所會(huì)用到，通過它的工作能夠?qū)崿F(xiàn)大量的基本控制功能，在工礦企業(yè)常見的應(yīng)用場所有風(fēng)機(jī)、水泵、閥門等。這些場所為什么需要三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)電路呢？正反轉(zhuǎn)控制又是如何在沒有人為干預(yù)的情況下如何正常運(yùn)行呢？三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路為什么在企業(yè)的生產(chǎn)中處處需要呢？我們一一進(jìn)行分析。

首先，工業(yè)生產(chǎn)中需要大量的能源介質(zhì)來保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，如工業(yè)鍋爐的煤粉燃燒需要大量的空氣，而這些空氣需要大型風(fēng)機(jī)來保證介質(zhì)的正常供應(yīng)，這些風(fēng)機(jī)的動(dòng)力多數(shù)來自三相異步電動(dòng)機(jī)來進(jìn)行提供，而三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止等控制信號需要控制回路的合理設(shè)計(jì)和規(guī)范安裝后，進(jìn)行調(diào)試、檢查、試運(yùn)行等步驟才能實(shí)現(xiàn)。其次，大量的工業(yè)用水泵和大型儲罐或球罐的過濾器和反洗水泵等需要三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制來實(shí)現(xiàn)正洗和反洗功能，這些功能的正確實(shí)現(xiàn)需要控制回路的正確設(shè)計(jì)和正確安裝后，需要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行調(diào)試、試運(yùn)行和反復(fù)試驗(yàn)后才能正常投入生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)中，這些控制功能的實(shí)現(xiàn)需要科學(xué)的回路設(shè)計(jì)和規(guī)范的安裝，才能得以在生產(chǎn)中正常投入使用。有很多的大型煤氣站采用了型式多樣的閥門，如電動(dòng)閥、盲板閥、調(diào)節(jié)閥等機(jī)構(gòu)，這些閥門的外觀或工作方式不盡相同，但工作的基本原理和控制邏輯是相同的，雖然隨著科技的發(fā)展產(chǎn)生了很多集成電路板控制的閥門，但由于這樣的閥門造價(jià)高、故障率高、后期維修難度高、維修成本高等缺點(diǎn)，許多場所不會(huì)采用這樣的閥門，而靠邏輯控制回路進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)的三相異步電動(dòng)機(jī)控制方式在許多工業(yè)生產(chǎn)場所大量應(yīng)用，由于這種控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)端的自動(dòng)控制，同時(shí)改造成本較低，改造難度較小，安裝器件簡單，邏輯控制方式清晰明了等優(yōu)點(diǎn)的存在，使得這些控制方式在實(shí)際生產(chǎn)過程中大量采用，應(yīng)用范圍很廣泛，滲透到了工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的方方面面，那么這么有效的三相異步電動(dòng)機(jī)控制回路有哪些種類呢？我們通過什么途徑和方式來進(jìn)行掌握和實(shí)際應(yīng)用呢？我們來分析探討這些控制回路的電路結(jié)構(gòu)，元器件功能，電路特點(diǎn)和工作原理，以及它的安裝工藝和流程，對這些方面進(jìn)行系統(tǒng)分析和闡述后達(dá)到活學(xué)活用的目的。

2.三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的方法

工業(yè)生產(chǎn)中和生活中大量的采用交流電能進(jìn)行動(dòng)力供電，而常見的動(dòng)力電路有三相三線制，即動(dòng)力電路只有三相相線，分別為A相、B相、C相，通過三相電源給設(shè)備進(jìn)行供電；還有采用三相四線制的供電方式，除了正常供電的A相、B相、C相外還多了一根中性線，即我們常說的零線，這種供電方式不盡能滿足三相電源的正常供給，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)220V交流電的正常供給；還有一種供電方式為三相五線制，即采用A相、B相、C相、中性線和保護(hù)接地線供電方式，這種供電方式不僅能實(shí)現(xiàn)正常的三相供電和兩相供電，還能實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。而在生產(chǎn)過程中想要實(shí)現(xiàn)設(shè)備的正反轉(zhuǎn)控制有多種方式，雖然控制器件不一樣，但其本質(zhì)原理是一樣的，它的本質(zhì)原理都是通過改變?nèi)嚯姷娜我鈨上喙╇婋娫磥韺?shí)現(xiàn)的。如一臺風(fēng)機(jī)采用了三相異步電動(dòng)機(jī)，這臺異步電動(dòng)機(jī)采用的是Y型連接方式，正轉(zhuǎn)時(shí)電源的A相、B相、C相分別接到電動(dòng)機(jī)的U端子、V端子、W端子上，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向若為正向，那么我們通過一種器件，如倒順開關(guān)或者兩個(gè)接觸器等方式實(shí)現(xiàn)電源的供電任意兩相的順序進(jìn)行倒換后，便能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。

3.倒順開關(guān)的正反轉(zhuǎn)控制

倒順開關(guān)也叫逆轉(zhuǎn)換開關(guān)，利用改變電源的供電順序來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，倒順開關(guān)的外觀如圖1所示。

圖1 倒順開關(guān)實(shí)物圖

那么倒順開關(guān)的工作原理是什么呢？我們分析一下它的接線原理圖2所示。

圖2 倒順開關(guān)工作原理圖

倒順開關(guān)的內(nèi)部有6個(gè)接線端子，若三相異步電動(dòng)機(jī)正傳時(shí)L1、L2、L3分別接在電動(dòng)機(jī)的U、V、W三個(gè)端子上，若通過轉(zhuǎn)換倒順開關(guān)的旋鈕便能將三相電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如電源的L1接在W端子上，L2仍然接在電動(dòng)機(jī)的V相上，L3接在電動(dòng)機(jī)的U相上，這樣就通過倒順開關(guān)的切換操作實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。

4.接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，大量采用了接觸器控制的正反轉(zhuǎn)控制方式，因?yàn)橛行瓒鄨鏊枰h(yuǎn)程控制或者需要短時(shí)進(jìn)行切換操作，或者控制回路在高空處，通過倒順開關(guān)無法實(shí)現(xiàn)其控制功能，如電動(dòng)葫蘆、橋式起重機(jī)等，在這些設(shè)備上我們采用了接觸器聯(lián)鎖的控制方式來實(shí)現(xiàn)其正反轉(zhuǎn)控制功能。接觸器控制方式來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)電路圖3所示。

圖3 接觸器控制正反轉(zhuǎn)原理圖

電動(dòng)機(jī)在正轉(zhuǎn)過程中KM1接觸器吸合，三相電源L1、L2、L3分別接在電動(dòng)機(jī)的U相、V相、W相上，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)按動(dòng)SB2控制按鈕，KM1接觸器斷開，KM2接觸器吸合，此時(shí)三相電源的L1接在W相上，L2仍然接在V相上，L3接在U相上，這樣實(shí)現(xiàn)了電源的互換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。

5.結(jié)語

我們了解了三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制應(yīng)用場所，以及實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的元器件及其工作原理，通過分析比較我們得知接觸器控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制回路應(yīng)用更加廣泛，通過本文的論述希望對電氣從業(yè)人員在工作實(shí)踐中進(jìn)行回路改造和器件應(yīng)用場合的選擇有所借鑒和幫助。