孙宁 张涛 谭耀洲

　　

　　

　　摘 要：目前大部分的生产机械均用三相异步电动机来拖动。在《电工技术》课程里“电动机控制电路的搭建”是一个非常重要的教学任务， 教学中我们通常通过控制电路的组成及原理、故障分析两大部分对任务进行讲解。

　　关键词：电机结构；低压电器；控制电路；故障分析

　　由于异步电动机具有结构简单、价格便宜、工作可靠等优点，它是所有电动机中应用最广的一种。在电机拖动过程中，常常会遇到由各类低压电器组成的控制电路，因此知道低压电器的结构和工作原理非常重要的，能够使我们在日常中能有效的运用它。电动机控制电路的搭建的教学任务主要从以下几个方面进行讲解：

　　一、控制电路的器材组成

　　（一）三相异步电动机

　　三相异步电动机由定子和转子两大部分组成。在三相异步电动机中，是采用给定子的对称三相绕组通入对称三相电流的方法来产生旋转磁场的。规定三相绕组电流的方向都是从首端指向末端，将三相绕组的三个首端U1、V1和W1分别接到三相对称电源上。小型异步电动机定子绕组通常用高强度漆包线制成线圈后嵌放在定子铁心槽内，大中型电动机则用经过绝缘处理后的铜条嵌放在定子铁心槽内。转子的工作原理是产生感应电动势和电流，并在旋转磁场的作用下产生电磁力矩而转动。转子根据绕组结构不同分为鼠笼型和绕线型两种，本次电路搭建使用的是鼠笼型三相异步电动机。

　　（二）交流接触器（KM）

　　交流接触器是一种利用电磁铁的电磁吸力来操作的电磁开关，用来频繁地接通和分断带有负荷的电路。如用来控制电动机和其它电设备主电路的“开”“关”。其中吸引线圈未通电时的状态称为常态；常态下互相分开的触点称为动合触点（常开触点）；常态下互相闭合的触点称为动开触点（常闭触点）。

　　（三）按钮开关（SB）

　　常用于接通和断开控制电路，是一种常用的手动电器。

　　（四）空气开关

　　空气开关又简称低压断路器，是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。它是低压配电网络和电力拖动喜用中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身，一般可用于不频繁地启动电动机。

　　二、控制电路的原理设计及分析

　　三相异步电动机控制电路的原理图有主电路和控制电路两部分组成，其中主电路包括空气开关、交流接触器的常开主触点、电动机；控制电路包括交流接触的线圈、主令电器，并且控制电路的元件是串联接入到交流接触器之前的两根不同的火线上。

　　三、控制电路的搭建

　　（一）点动控制电路

　　生产机械在调整状态是，需要有点动控制。按照左边原理图进行电路的连接，可实现电动机的点动控制。点动控制线路工作过程是：合上QF并按下SB1，则KM线圈通电并且 KM常开主触头闭合，所以电动机得电运行；松开SB1，KM线圈断电，闭合的KM常开主触头断开，因此电动机失电停止运行。

　　（二）自锁控制电路

　　在实际工作工，生产机械即需要点动控制，也需要连续长期地工作（又称为长动控制）。由于电路设计并不能实现电动机的连续运转，所以欲使电动机启动后连续运转，必须在启动按钮两端并联一个接触器KM的常开辅助触点， 这个辅助触点亦称自锁触点。即在点动控制线路中的SB1（常开按钮）两端并接KM常开辅助触头，就构成了自锁控制线路（连续运行）。

　　自锁控制线路工作过程是：合上QF并按下SB1，则KM线圈通电、如果KM常开主触头闭合，所以电动机得电运行；松开SB1，KM线圈断电，则闭合的KM常开主触头断开，因此电动机失电停止运行。

　　（三）反转控制电路

　　很多生产机械的运动部件都需要正反工作，其中大多数都是由电动机的正反转来实现的。在生产上需要电动机的反转，我们知道异步电动机转子的旋转方向是通旋转磁场的旋转方向一致的。因此只要将电动机与电源相连的三根导线，任意对调两根，即改变三相电的相序，就可实现电动机反转。

　　（四）继电器保护控制

　　在上述基本控制电路中加上热继电器的动断触头，就构成继电保护控制线路。本次控制电路以热继电器为例进行说明其原理。热继电器的热元件FR串联在电机的主回路中，其动断触头FR串联在控制回路中，人继电器的动作电流与电机额定电流相同，当主回路电流超过电机电流时，FR热继电器按照规定要求动作，切断控制回路，电机脱离电源停止转动，这种保护成为过载保护。

　　四、 故障电路分析

　　（一） 左图电路故障分析

　　通过观察发现，把交流接触器的常开辅助触电并联在了常开按钮开关和常闭按钮开关的两端。这种连接方式可以实现自锁控制让电动机连续运转，但停止按钮缺失效，因此按下控制电路中的停止按钮时，电动机仍然转动。因此电路故障为停止按钮失效。

　　（二） 右图电路故障分析

　　通过观察发现，把交流接触器的常开辅助触电并联在了常闭按钮开关的两端。按这种连接方式连接电路会发现，按下控制电路中的启动按钮时，电动机开始转动，松开启动按钮时，电动机停止转动。因此电路故障为并联自锁触头不起作用。

　　在整个电路的连接过程中，由于元器件连接位置的不同，可能会出现不同的现象，因此在检测故障时，大家要具体情况具体分析，这就体现出读图识图的重要性。

　　五、 识读原理图的方法

　　（一） 识读主电路。阅读主电路时，应先了解主电路中皆有那些用电设备以及他们的用途和工作特点。

　　（二） 识读控制电路。阅读控制电路时，应先了解各个电器的用途和相互联系。然后根据主电路对控制电路的要求，并结合生产机械的工艺过程，按照动作的先后顺序，仔细阅读，顺序解决。

　　教学中讲解原理图识读时，一定按照先主电路后控制电路的顺序进行阅读，对于比较复杂的控制电路，可按照先简后繁、先易后难的原则，先阅读简单的部分，后阅读复杂的部分，因为不论怎样复杂的控制电路，总是有许多简单的基本环节组成的，只要抓住要素，就能举一反三，达到良好的教学效果。

　　（作者单位：武汉军械士官学校，湖北 武汉 430075）