任务一 三相异步电动机正反转控制电路的分析与调试

一、任务内容

在生产机械中的很多设备都需要正反转，如车床主轴需要正反转以满足车削螺纹的需要，铣床在加工时有顺铣和逆铣之分，其本质就是铣床主轴的正反转运动。实现机床正反转运动常用的方法有两种，一种是通过机械传动实现，如CA6140车床主轴的正反转就是通过摩擦离合器改变传动方向来实现的；第二种是通过电动机的正反转驱动传动系统实现可逆运行。现要对几种常用的电动机正反转控制电路进行分析并按照控制电路完成电路接线与调试。

二、任务分析

通过对三相异步电动机的工作原理分析可知，要实现三相异步电动机的正反转，只要改变接入三相异步电动机定子绕组的三相电源相序，即正转时三相电源线L1、L2、L3分别接到定子绕组的U1、V1、W1接线端子上；反转时，任意交换其中两相绕组的电源相序，如三相电源线L1、L2、L3分别接到定子绕组的U1、W1、V1接线端子上即可。完成三相电源相序交换这项任务是通过接触器来完成的。

三、任务实施

1.三相异步电动机正-停-反控制电路分析

图2-1所示是电动机正-停-反控制电路。电路控制过程分析如下。

图2-1 正-停-反控制电路

2.1 电动机正停反控制原理

2.2 电动机正停反电路运行

其中，上方有横线表示常闭触点，无横线表示常开触点。反转操作同正转操作类似，但反转起动按钮换成了SB3，此处不再赘述。本任务中，若主电路中KM1、KM2主触点都闭合，则主电路将发生短路现象，引起安全生产事故。为避免这种情况的发生，在控制电路中必须防止KM1、KM2两个接触器的线圈同时得电。因此，正反转切换时，必须先按下SB1使KM1线圈失电，然后才能换向起动。所以该控制电路称为正-停-反控制电路。

相关知识点——互锁

在控制电路中将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，这种互相制约的控制称为互锁。

2.三相异步电动机正-停-反控制电路调试

（1）选择元器件和导线 本任务中，根据图2-1所示电动机正-停-反控制电路原理图，以给定的三相异步电动机的额定功率、额定电压和额定电流为主要参数，依据项目一中讲述的各类常用低压元器件的选用依据并结合工程经验合理选择所需的元器件。在导线选择时，要把主电路和控制电路分开来考虑。主电路导线规格选择可根据1mm²导线通过8A电流的经验法来选定，但主电路最小规格为1.5mm²；控制电路一般为小电流电路，电流在5A以内，导线规格可选1mm²或1.5mm²。

（2）安装元器件 按图样的要求，正确使用安装工具，将元器件固定在配电板上。在元器件安装时，要符合以下条件。

1）操作方便：元器件在操作时，不应受到空间的制约，不应有触及带电体的可能。

2）维修容易：能够较方便地更换元器件及维修电路。

3）元器件布局要遵守元器件飞弧距离要求（按产品说明书上要求）。

4）保证一、二次线的安装距离。

具体元器件安装可依据元器件安装规范要求和相关元器件的使用说明来执行。本任务中，电器元件的安装以图2-2所示的布置图为依据，用安装工具将相应元器件固定在网孔板上。在元器件安装时，要检查熔断器、交流接触器、热继电器、起停按钮有无损坏，操作按钮和接触器触点动作是否灵活可靠。

（3）连接电路 电气控制电路接线的基本技术要求如下：

1）从一端子到另一端子走线连续，横平竖直，中间没有接头。

2）导线敷设应排成束，并有线夹固定，走线尽可能避免交叉，这是设置控制柜时就已经考虑到的问题。

3）导线的敷设不妨碍电器元件的拆卸。

图2-2 电动机正-停-反控制电路电器布置图

4）主控电路导线、工作零线、保护线颜色符合国标要求，线端应有与图样上一致的标号。

本任务中，电路接线应严格按照接线工艺规则，根据图2-1的控制原理图，分主电路和控制电路两部分来连接。主电路接线时，应确保接触器KM1、KM2在接入电动机绕组时有两相相序交换，实现电动机正反转。在控制电路接线时，要确保接触器KM1、KM2的常闭辅助触点互相串接在对方电路中，实现电气互锁，以防止通电后主电路发生短路。

（4）通电调试 在通电调试前，一定要做好安全防护。如调试人员必须穿绝缘电工鞋，地面铺设绝缘毯。

1）系统供电电压确认。根据电气原理图，确认主电路和控制电路的供电电压是否正常。

2）线路检查。

①目视检查。线路检查先通过目视检查查看系统中是否有未连接的线路，如接有变压器的，则一定要检查变压器一次侧与二次侧是否有反接现象，防止反接后出现超高压现象。

②仪表检查。检查前，将所有回路（控制回路及主回路）断路器全部合上。

主回路检查：用万用表的欧姆档检查各级主回路是否存在短接状态（因主回路存在接触器等断开器件，故必须逐级检查）。

控制回路检查：用万用表欧姆档检查交流回路及直流回路是否有短接和串接状况。

3）通电调试。在上述检查都正常后，便可接通电源进行调试。按下正转起动按钮SB2，观察接触器KM1触点动作和电动机转动。由正转切换到反转时，必须先按下停止按钮SB1，然后才可以按下反转起动按钮SB3。在调试过程中，如电动机转速较低或不转，且有“嗡嗡”的杂音，则有可能是电动机发生缺相，应立即切断电源仔细排查故障。在调试过程中，如闻到异味或听到异响的情况，则应立即切断电源，排查、分析故障并消除。

拓展知识点——正-反-停控制电路

图2-3所示是电动机正-反-停控制电路。当按下复合按钮SB2时，KM1线圈得电，并通过KM1常开辅助触点自锁。同时KM2因所在支路中联动按钮SB2的常闭触点断开而确保失电，主电路中KM1主触点闭合、KM2主触点断开，电动机正转。

当按下SB3时，KM1线圈因所在支路的SB3常闭触点断开而失电，KM2线圈因所在支路的SB3常开触点闭合而得电，同时通过KM2常开辅助触点自锁，主电路中形成KM1主触点断开、KM2主触点闭合的状态，电动机反转。

当按下SB1时控制电路中各线圈均失电，电动机停转。所以该控制电路称为正-反-停控制电路。

图2-3 正-反-停控制电路

2.3 电动机正反停控制原理

2.4 电动机正反停电路运行

上述过程可用如下的电器元件动作顺序表示。

（1）正向起动

（2）反向起动

（3）停止

按下SB1→KM2失电释放→电动机M反转停止

KM1线圈与KM2线圈所在支路中既有电气互锁，又有机械互锁，该控制电路称为电气-机械双重互锁电路。该电路比较安全可靠，是机电设备中最常用的电气控制电路。