矿山电控3-21

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3．可逆旋转控制电路 生产机械往往要求运动部件可以实现正 反两个方向的运动，这就要求拖动电动机能作 正、反向旋转。由电动机工作原理可知，改变 电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转 向，常用的可逆旋转控制电路有如下几种。 1）倒顺开关控制可逆旋转电路 倒顺开关是组合开关的一种，也称为可 逆转换开关。图3-7为用倒顺开关控制的电动 机正反转控制电路。
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1．单向旋转控制电路 三相笼型异步电动机单方向旋转可用开关或接触 器控制，相应的有开关控制电路和接触器控制电路。 1）开关控制电路 图3 - 4为电动机单向旋转控制电路。其中a) 为 刀开关控制电路，b)为自动开关控制电路。 采用开关控制的电路仅适用于不频繁起动的小容 量电动机，它不能实现远距离控制和自动控制，也不 能实现零压、欠压和过载保护。
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图 7-4 电动机单向旋转控制电路
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2）接触器控制电路 图3-5为接触器控制
电动机单向旋转的电
路。图中Q为三相电源 开关，FU1、FU2为熔 断器，KM为接触器， FR为热继电器，M为 笼型异步电动机，SB1 为停止按钮，SB2为起 动按钮。
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（1）电路工作原理 合上电源开关Q，引入电源，按下起动按钮SB2， KM线圈通电，常开主触点闭合，电动机接通电源起 动。同时，与起动按钮并联的接触器常开触点也闭 合，当松开SB2时，KM线圈通过其本身常开辅助触 点继续保持通电，从而保证了电动机连续运转。这 种用接触器自身辅助触点保持线圈通电的电路，称 为自锁或自保电路。辅助常开触点称为自锁触点。 当需电动机停止时，可按下停止按钮SB1，切 断KM线圈电路，KM常开主触点与辅助触点均断开， 切断电动机电源电路和控制电路，电动机停止运转。
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2）按钮控制的可逆旋转控制电路 图3-8为两个按钮分别控制两个接触器来改 变电动机相序，实现电动机可逆旋转的控制电路。 图3-8a最为简单，按下正转起动按钮SB2时， KM1线圈通电并自锁，接通正序电源，电动机正 转。此时若按下反转起动按钮SB3，KM2线圈也 通电，由于KM1、KM2同时通电，其主触点闭 合，将造成电源两相短路，因此，这种电路不能 采用。
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2）双速感应电动机手动变速和自动加速的控制电路 图3-12为双速电动机手动调速和自动加速控制电路。 与图3-11相比，引入了一个自动加速与手动变速选择 开关SA，时间继电器KT及电源指示灯HL1。 当选择手动变速时，将开关SA扳在“M”位置，时 间继电器KT电路切除，电路工作情况与图3-11相同。 当需自动加速工作时，将SA扳在“A”位置。按下 SB2，KM1通电并自锁，同时KT相继通电并自锁，电 动机按D联接低速起动运行，当KT延时常闭触点打 开、延时常开触点闭合时，KM1断电，而KM2、KM3 通电并自锁，电动机便由低速自动转换为高速运行， 实现了自动控制。
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当SA置于“M”位置，仅按下低速起动按钮SB2 则可使电动机只作三角形接法的低速运行。 时间继电器KT自锁触点作用是在KM1线圈断电后， KT仍保持通电，直到已进入高速运行即KM2、KM3 线圈通电后，KT才被断电，一方面使控制电路可靠 工作，另一方面使KT只在换接过程中短时通电，减 少KT线圈的能耗。
相关知识 一、三相笼型异步电动机全压起动控制电路 三相笼型异步电动机具有结构简单、坚固耐用、价 格便宜、维修方便等优点，获得了广泛的应用。对它的 起动控制有直接起动与降压起动两种方式。 笼型异步电动机的直接起动是一种简单、可靠、经 济的起动方法。由于直接起动电流可达电动机额定电流 的4～7倍，过大的起动电流会造成电网电压显著下降， 直接影响在同一电网工作的其它电动机，甚至使它们停 转或无法起动，故直接起动电动机的容量受到一定限制。 可根据起动电动机容量、供电变压器容量和机械设备是 否许来分析，也可用下面经验公式来确定： （3-1） I ST 3 S
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3）定子串电阻减压起动优缺点 电动机定子串电阻减压起动不受定子绕组 接法形式的限制，起动过程平滑，设备简单。 但是，由于串接电阻起动时，一般允许起动电 流为额定电流的2～3倍，减压起动时加在定子 绕组上的电压为全电压时的1/2，这时将使电动 机的起动转矩为额定转矩的1/4，起动转矩小。 因此，串接电阻减压起动仅适用于对起动转矩 要求不高的生产机械上。另外，由于存在起动 电阻，将使控制柜体积增大，电能损耗大，对 于大容量电动机往往采用联接电抗器来实现减 压起动。
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二、三相笼型异步电动机减压起动控制电路 三相笼型异步电动机容量在10kW以上或不 能满足式（3-1）条件时，应采用减压起动。有 时为了减小和限制起动时对机械设备的冲击，即 使允许直接起动的电动机，也往往采用减压起动。 三相笼型异步电动机减压起动的方法有：定子绕 组电路串电阻或电抗器；Y-D联接；延边三角形 和使用自耦变压器起动等。这些起动方法的实质， 都是在电源电压不变的情况下，起动时减小加在 电动机定子绕组上的电压，以限制起动电流；而 在起动以后再将电压恢复至额定值，电动机进入 正常运行。
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1）双速感应电动机按钮控制的调速电路 图3-11为双速电动机按钮控制电路。图中KM1为D 联接接触器，KM2、KM3为双Y联接接触器，SB2为低 速按钮，SB3为高速按钮，HL1、HL2分别为低、高速 指示灯。 电路工作时，合上开关Q接通电源，当按下SB2， KM1通电并自锁，电动机作D联接，实现低速运行， HL1亮。需高速运行时，按下SB3，KM2、KM3通电并 自锁，电动机接成双Y联接实现高速运行，HL2亮。 由于电路采用了SB2、SB3的机械互锁和接触器的 电气互锁，能够实现低速运行直接转换为高速，或由高 速直接转换为低速，无需再操作停止按钮。
图3-8b是在图3-8a基础上扩展而成，将KM1、 KM2常闭辅助触点串接在对方线圈电路中，形成 相互制约的控制，称为互锁或联锁控制。这种利 用接触器（或继电器）常闭触点的互锁又称为电 气互锁。该电路欲使电动机由正转到反转，或由 反转到正转必须先按下停止按钮，而后再反向起 动。 对于要求频繁实现正反转的电动机，可用38c控制，它是在3-8b基础上将正转启动按钮SB2 与反转启动按钮SB23的常闭触点串接在对方常开 触点电路中，利用按钮的常开、常闭触点的机械 连接，在电路中互相制约的接法，称为机械互锁。
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出版社理工分社源自出版社理工分社3）具有自动往返的可逆旋转控制电路 机械设备中如机床的工作台、高炉的加料设 备等均需自动往返运行，而自动往返的可逆运行 通常是利用行程开关来检测往返运动的相对位置， 进而控制电动机的正反转来实现生产机械的往复 运动。 图3-9为机床工作台往复运动的示意图。
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1．定子电路串电阻（电抗器）起动控制电路 1）定子串电阻减压自动起动控制电路 图3-13为电动机定子串电阻减压自动起动控制电 路。图中KM1为接通电源接触器，KM2为短接电阻接 触器，KT为起动时间继电器，R为减压起动电阻。
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电路工作情况： 合上电源开关Q，按下起动按钮SB2，KM1通电 并自锁，同时KT通电，电动机定子串入电阻R进行减 压起动，经时间继电器KT的延时，其常开延时闭合 触点闭合，KM2通电，将起动电阻短接，电动机进 入全压正常运行。KT的延时时间长短根据电动机起 动过程时间长短来整定。 该控制电路在电动机进入正常运行后，KM1、 KT始终通电工作，不但消耗了电能，而且增加了出 现故障的机率。若发生时间继电器触点不动作的故障， 将使电动机长期在减压下运行，造成电动机无法正常 工作，甚至烧毁电动机。
（2）电路保护环节 ①短路保护 由熔断器FU1、FU2分别实现主电路和 控制电路的短路保护。为扩大保护范围，在电路中熔断 器应安装在靠近电源端，通常安装在电源开关下边。 ②过载保护 由于熔断器具有反时限保护特性和分散 性，难以实现电动机的长期过载保护，为此采用热继电 器FR实现电动机的长期过载保护。当电动机出现长期 过载时，串接在电动机定子电路中的双金属片因过热变 形，致使其串接在控制电路中的常闭触点打开，切断 KM线圈电路，电动机停止运转，实现过载保护。 ③欠压和失压保护 当电源电压由于某种原因严重欠 压或失压时，接触器电磁吸力急剧下降或消失，衔铁释 放，常开主触点与自锁触点断开，电动机停止运转。而 当电源电压恢复正常时，电动机不会自行运转，避免事 故发生。因此具有自锁的控制电路具有欠压与失压保护。
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出版社 理工分社 2．点动控制电路 生产机械除需要正常连续运转外，往往还需要作调整运动， 这时就需要进行“点动”控制。图3-6为具有点动控制的几种典型 电路。 图a为点动控制电路的最基本形式，按下SB， KM线圈通电， 常开主触点闭合，电动机起动旋转，松开SB、KM断开，电动机 停止运转。所以点动控制电路的最大特点是取消了自锁触点。 图b为采用开关SA断开自锁回路的点动控制电路，该电路可 实现连续运转和点动控制，由开关SA选择，当SA合上时为连续 控制；SA断开时为点动控制。 图c为用点动按钮常闭触点断开自锁回路的点动控制电路。 SB2为连续运转起动按钮，SB1为连续运行停止按钮，SB3为点 动按钮。当按下SB3时，常闭触点先将自锁回路切断，而后常开 触点才接通，使KM线圈通电，常开主触点闭合，电动机起动旋转； 当松开SB3时，常开触点先断开，KM线圈断电，常开触点断开， 电动机停转，而后SB3常闭触点才闭合，但KM常开辅助触点已断 开，KM线圈无法通电，实现点动控制。
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任务描述 任何电气控制线路都是由一些基本控制线路所组成， 牢固掌握这些基本控制线路的结构特点、控制原理对以 后分析实际电气设备的控制线路具有非常重要的意义， 所以必须对基本控制线路的分析做到熟练和举一反三。 任务分析 本任务从最简单的点动控制、单向连续运转控制分 析入手，逐渐深入到正反转、自动往返控制、各种降压 启动控制、转子串电阻控制、转子串频敏变阻器控制、 电气制动控制以及直流电动机控制等常见控制形式，通 过大量实例的分析，应能比较熟练地掌握电气控制线路 的分析方法、各种控制电路的结构性能特点。