电动机启动控制方式和电路安装方案

电动机常用启动与控制方式包括:直接、Y-Δ、自耦变压器降压启动及正反转控制等。

一、工作内容

(1)三相电动机直接启动控制电路的安装。

(2)三相电机正、反向启动控制电路的安装。

(3)三相电机Y-Δ启动控制电路的安装。

二、危险点分析与控制措施

(1)防人身触电。操作前拉开主电源刀闸,并做好防止误合刀闸的措施。检查接线是否正确应使用电工仪表,禁止用试送电的方法判断接线是否完成或接线是否正确。

(2)防止短路弧光伤人。接线完成送电操作时,应防止因接线错误造成短路电弧伤人。

(3)防意外人身伤害。正确使用工器具和个人劳动防护用品。

三、作业准备

(1)人员分工。电动机启动、控制电路安装作业设:现场工作负责人1人(兼安全监护人),安装操作人员1人,辅助工作人员若干。

(2)主要工具。一般为常用电工工具(一套)、便携式电钻(一把)及检测仪表,特殊新产品应配有专用工具。

(3)材料准备。进行安装作业所需材料见表8-1;所有材料外观必须合格,绝缘无损伤,结构(机构)无明显质量问题。

(4)工作人员按规定着装,穿工作服、绝缘鞋、戴安全帽。严格按操作规程的要求履行相关操作手续。

表8-1　电动机启动、控制电路安装所需材料表

四、操作步骤及安装质量标准

(一)三相电动机直接启动控制电路的安装

1.熟悉电气原理图

图8-1所示为电动机单向启动控制线路的电气原理图。

电路的控制动作如下:合上刀开关Qs。

(1)启动。

(2)停车。

2.绘制安装接线图

根据接线原理图和板面布置要求绘制安装接线图,绘成后给所有接线端子标注编号。绘制好的接线图如图8-2所示。

3.检查电器元件

检查刀开关的三极触刀与静插座的接触情况;检查各主触点情况;按压其触点架观察动触点(包括电磁机构的衔铁、复位弹簧)的动作是否灵活;用万用表测量电磁线圈的通断,并记下直流电阻值;测量电动机每相绕组的直流电阻值,并作记录。此外,还要认真检查热继电器确认工作性能可靠。

4.固定电器元件

按照接线图规定的位置将电器元件摆放在安装底板上。以保证主电路走线美观整齐。定位打孔后,将各电器元件固定牢靠。同时要注意将热继电器水平安装,并将盖板向上以利散热,保证其工作时保护特性符合要求。

图8-1　三相电动机单向启动控制线路电气原理图

图8-2　三相电动机单向启动控制线路安装接线图

5.照图接线

从刀开关QS的下接线端子开始,先做主电路,后做辅助电路的连接线。

主电路使用导线的横截面积应按电动机的工作电流适当选取。将导线先校直,剥好两端的绝缘皮后成型,套上写好的线号管接到端子上。做线时要注意水平走线尽量靠近底板;中间一相线路的各段导线成一直线,左右两相导线应对称。三相电源线直接接入刀开关QS的上接线端子,电动机接线盒至安装底板上的接线端子之间应使用电缆连接。注意做好电动机外壳的接地保护线。

辅助电路(对中小容量电动机控制线路而言)一般可以使用截面积1.5mm2左右的导线连接。将同一走向的相邻导线并成一束。接入螺丝端子的导线先套好线号管,将芯线按顺时针方向绕成圆环,压接入端子,避免旋紧螺钉时将导线挤出,造成虚接。

6.检查线路和试车

(1)对照原理图、接线图逐线核查。重点检查按钮盒内的接线和接触器的自保线,防止错接。

(2)检查各接线端子处接线情况,排除虚接故障。

(3)用万用表电阻挡检查,断开QS,摘下接触器灭弧罩。

1)按点动控制线路的步骤、方法检查主电路。

2)检查辅助电路接好FU2,作以下几项检查。

a.检查启动控制将万用表笔跨接在刀开关QS下端子L11、L31处,应测得断路;按下SB2,应测得KM线圈的电阻值。

b.检查自保线路松开SB2后,按下KM触点架,使其动合辅助触点也闭合,应测得KM线圈的电阻值。

如操作SB2或按下KM触点架后,测得结果为断路,应检查按钮及KM自保触点是否正常,检查它们上、下端子连接线是否正确、有无虚接及脱落。必要时用移动表笔缩小故障范围的方法探查断路点。如上述测量中测得短路,则重点检查单号、双号导线是否错接到同一端子上了。例如:启动按钮SB2下端子引出的5号线应接到接触器KM线圈上端的5号端子,如果错接到KM线圈下端的4号端子上,则辅助电路的两相电源不经负载(KM线圈)直接连通,只要按下SB2就会造成短路。再如:停止按钮SB1下接线端子引出的3号线如果错接到接触器KM自保触点下接线端子(5号),则启动按钮SB2不起控制作用。此时只要合上隔离开关QS(未按下SB2),线路就会自行启动而造成危险。

c.检查停车控制在按下SB2或按下KM触点架测得KM线圈电阻值后,同时按下停车按钮SBI,则应测出辅助电路由通而断。否则应检查按钮盒内接线,并排除错接。

d.检查过载保护环节摘下热继电器盖板后,按下SB2测得KM线圈阻值,同时用小螺丝刀缓慢向右拨动热元件自由端,在听到热继电器动断触点分断动作的声音同时,万用表应显示辅助电路由通而断。否则应检查热继电器的动作及连接线情况,并排除故障。

(4)试车。完成上述各项检查后,清理好工具和安装板检查三相电源。将热继电器电流整定值按电动机的需要调节好,经现场负责人(监护人)检查合格许可后,开始试车。其主要内容有以下几项。

1)空操作试验合上QS,按下SB2后松开,接触器KM应立即得电动作,并能保持吸合状态;按下停止按钮SB1,KM应立即释放。反复操作几次,以检查线路动作的可靠性。

2)带负荷试车切断电源后,接好电动机接线,合上QS、按下SB2,电动机M应立即得电启动后进入运行;按下SB1时电动机立即断电停车。

(二)三相电机正、反向启动控制电路的安装

电动机正、反向启动控制方式是使用两只交流接触器来改变电动机的电源相序,使三相电机在控制回路的切换下,能正、反两个方向切换旋转。于是,控制电路的关键在于两只接触器不能同时得电动作,否则将造成电源短路。

1.熟悉电气原理图

正、反向启动控制线路中的主电路使用两只交流接触器KM1和KM2分别接通电动机的正序、反序电源。其中KM2得电时,将电源的U、W两相对调后送入电动机,实现反转控制,主电路的其他元件的作用与单向启动线路相同。正、反向启动控制原理如图8-3所示。

辅助电路中,正反向启动按钮SB2和SB3都是有动合、动断两对触点的复式按钮。每只按钮的动断触点都串联在控制相反转向的接触器线圈通路里。当操作任意一只启动按钮时,其动断触点先分断,使相反转向的接触器断电释放,因而防止两只接触器同时得电动作。每只按钮上起这种作用的触点称为“联锁触点”,其两端的接线称为“联锁线”。每只接触器除使用一副动合触点进行自保外,还将一副动断触点串联在相反转向的接触器线圈通路中,以进行联锁,防止电源短路。其他元件的作用与单向启动线路相同。

线路控制动作如下:合上刀开关QS。

图8-3　电动机正反启动控制线路(按钮联锁)电气原理图

(1)正向启动。

(2)反向启动。

2.绘制安装接线图

电器元件的排布方式与按钮联锁线路完全相同。辅助电路中,将每只接触器的联锁触点并排画在自保触点旁边。认真对照原理图的线号标好端子号,如图8-4所示。

3.检查电器元件

认真检查两只交流接触器的主触点、辅助触点的接触情况,按下触点架检查各极触点的分合动作,必要时用万用表检查触点动作后的通断,以保证自保和连锁线路正常工作。检查其他电器、动作情况和进行必要的测量、记录、排除发现的电器故障。

4.固定电器元件

按照接线图规定的位置在底板上定位打孔和固定电器元件。(www.xing528.com)

5.照图接线

接线的顺序、要求与单向启动线路基本相同,并应注意以下几个问题。

(1)从QS到接线端子板XT之间的走线方式与单向启动线路完全相同。两只接触器主触点端子之间的连线可以直接在主触点高度的平面内走线,不必向下贴近安装底板,以减少导线的弯折。

图8-4　电动机正反向控制线路(辅助触点联锁)安装接线图

(2)做辅助电路接线时,可先接好两只接触器的自保线路,核查无误后再做连锁线路。自保线为单号,联锁线为双号,前者做在接触器线圈的前端,后者做在接触器线圈后端,这两部分电路没有公共接点,应反复核对,不可接错。

6.检查线路和试车

(1)对照原理图、接线图逐线核查。重点检查主电路两只接触器之间的换相线及辅助电路的自保、联锁线路,防止错接、漏接。

(2)检查各端子处接线情况,排除虚接故障。

(3)用万用表检查。断开QS,摘下KM1、KM2的灭弧罩,用万用表R×l挡测量检查以下各项。

1)检查主电路断开FU2以切除辅助电路。

a.检查个相通路两支表笔分别接L11～L21、L21～L31和L11～L31端子,测量相间电阻值,未操作前应测得断路;分别按下KM1、KM2的触点架,均应测得电动机一相绕组的直流电阻值。

b.检查电源换相通路两支表笔分别接L11端子和接线端子板上的U端子,按下KM1的触点架时应测得R→0;松开KM1而按下KM2触点架时,应测得电动机一相绕组的电阻值。用同样的方法测量L31～W之间通路。

2)检查辅助电路拆下电动机接线,接通FU2将万用表表笔接于QS下端L11、L31端子,作以下几项检查。

a.检查正反车启动及停车控制,操作按钮前应测得断路;分别按下SB2和SB3时,各应测得KM1和KM2的线圈电阻值;如同时再按下SB1,万用表应显示线路由通而断。

b.检查自保线路,分别按下KM1及KM2触点架,应分别测得KM1、KM2的线圈电阻值。

c.检查连锁线路,按下SB2(或KM1触点架),测得KM1线圈电阻值后,再同时轻轻按下KM2触点架使其动断触点分断,万用表应显示线路由通而断;用同样方法检查KM1对KM2的联锁作用。

d.按前面所述的方法检查FR的过载保护作用,然后使FR触点复位。

(4)试车。上述检查一切正常后,检查三相电源,做好准备工作,经现场负责人(监护人)检查合格许可后,开始试车。具体操作内容如下所述。

1)空操作实验。合上刀开关QS,做以下几项实验。

a.正、反向启动、停车按下SB2,KM1应立即动作并能保持吸合状态;按SB1使KM1释放;按下SB3,则KM2应立即动作并保持吸合状态;再按SB1,KM2应释放。

b.联锁作用试验按下SB2使KM1得电动作;再按下SB3,KM1不释放且KM2不动作;按SB1使MKI释放,再按下SB3使KM2得电吸合,按下SB2则KM2不释放且KM1不动作。反夏操作几次检查联锁线路的可靠性。

c.用绝缘棒按下KM1的触点键,KM1应得电并保持吸合状态;再用绝缘棒缓慢地按下KM1触点键,KM1应释放,随后KM2得电吸合;再按下KM1触点键,则KM2释放而KM1吸合。

作此项试验时应注意:为保证安全,一定要用绝缘棒操作接触器的触点键。

2)带负荷试车。切断电源后接好电动机接线,装好接触器灭弧罩,合上刀开关后试车。

试验正、反向启动、停车、操作SB2使电动机正向启动;操作SB1停车后,再操作SB3使电动机反向启动。注意观察电动机启动时的转向和运行声音,如有异常则立即停车检查。

(三)三相电机Y-Δ启动控制电路的安装

Y-Δ启动线路常用于轻载或无载启动的电动机的降压启动控制。

1.熟悉电气原理图

电动机Y-Δ启动控制方式通常有按钮转换和时间继电器转换两种形式。

(1)按钮转换电动机Y-Δ启动控制电路。如图8-5所示按钮转换的Y-Δ启动控制线路电气原理图。其中:KM1是电源接触器,它得电时主触点将三相电源接到电动机的U1、V1和W1端子;KM2是Y接触器,它的主触点上端子分别接电动机U2、V2和W2端子,而下端子用导线短接形成电动机三相绕组的“星连接”。KM3是Δ接触器,它的主触点闭合时将电动机绕组接成Δ形。显然KM2和KM3不允许同时得电,否则它们的主触点同时动作会造成电源短路事故。

辅助电路中使用三只按钮,SB1、SB2、SB3分别为停止、Y启动、Δ运行按钮,同时通过按钮联锁,保证KM2和KM3不能同时得电。为进一步防止电源短路,在KM2和KM3之间还设有辅助触点联锁。辅助电路的形式还可以防止人员误操作引起电动机启动顺序错误,如未操作SB2进行Y接启动而直接按下SB3,由于KM1未动作,自保触点未闭合,线路将不能工作。

线路控制动作如下:合上刀开关QS,Y-Δ启动控制线路(按钮转换)。

图8-5　Y-Δ降压启动控制线路(按钮转换)电气原理图

1)Y接启动。

2)Δ接运行。

3)停车。

(2)自动Y-Δ启动控制线路(时间继电器转换)。图8-6是时间继电器转换的自动YΔ启动线路的电气原理图。主电路与前述线路完全相同。辅助电路中增加了时间继电器KT,用来控制电动机绕组Y接启动的时间和向Δ接运行状态的转换。因而取消了运行控制按钮SB3,线路在接触器的动作顺序上采取了措施:由Y接触器KM2的动合辅助触点接通电源接触器KM1的线圈通路,保证KM2主触点的“封星”线先短接后,再使KM1接通三相电源,因而KM2主触点不操作启动电流,其容量可以适当降低;在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁,防止它们同时动作造成短路;此外,线路转入Δ接运行后,KM3的动断触点分断,切除时间继电器KT,避免KT线圈长时间运行而空耗电能,并延长其寿命。

图8-6　时间继电器转换的自动Y-Δ启动线路的电气原理图

自动星三角减压启动控制线路(时间继电器转换)电气原理图线路控制动作如下:合上刀开关QS。

1)启动。

2)停车。

按SB1→辅助电路断电→各接触器释放→电动机断电停车

2.绘制安装接线图

以图8-6为例,对应的接线图如图8-7所示。主电路中QS、FU1、KM1和KM3排成一纵直线,KM2与KM3并列放置,以上布局与前述线路相同。将KT与KM在纵方向对齐,使各电器元件排列整齐,走线美观方便。注意主电路中各接触器主触点的端子号不得标错,辅助电路的并联支路较多,应对照原理图看清楚连线方位和顺序。尤其注意连接端子较多的5号线,应认真核对,防止漏标编号。

图8-7　自动Y-Δ减压启动控制线路(时间继电器转换)安装接线图

3.检查电器元件

按前所述的要求检查各电器元件。首先检查延时类型,如不符合要求,应将电磁机构拆下,倒转方向后装回。用手压合衔铁,观察延时器的动作是否灵活,将延时时间调整到5s左右。

4.固定电器元件

除按常规固定各电器元件以外,还要注意JS7-1A时间继电器的安装方位。如果设备运行时安装底板垂直于地面,则时间继电器的衔铁释放方向必须指向下方,否则违反安装要求。

5.照图接线

主电路中所使用的导线截面积较大,注意将各接线端子压紧,保证接触良好和防止振动引起松脱。辅助电路中5号线所连接的端子多,其中KM2动断触点上端子到KT延时触点上端子之间的连线容易漏接;13号线中KM1线圈上端子到KM2动断触点上端子之间的一段连线也容易漏接,应注意检查。

6.检查线路和试车

按常规要求进行检查。

(1)用万用表检查。断开QS,摘下接触器灭弧罩,万用表拨到R×1档,作以下各项检查。

1)按前所述的步骤、方法检查主电路。

2)检查辅助电路,拆下电动机接线,万用表笔接L11、L31端子,作如下几项测量。

a.检查启动控制,按下SB2,应测得KT与KM2两只线圈的并联电阻值;同时按下SB2和KM2触点架,应测得KT、KM2及KM13只线圈的并联电阻值;同时按下KM1与KM2的触点架,也应测得上述3只线圈的并联电阻值。

b.检查联锁线路,按下KM1触点架,应测得线路中四个电器线圈的并联电阻值;再轻按KM2触点架使其动断触点分断(不要放开KM1触点架),切除了KM3线圈,测量的电阻值应增大;如果在按下SB2的同时轻按KM3触点架,使其动断触点分断,则应测得线路由通而断。

c.检查KT的控制作用,按下SB2测得KT与KM2两只线圈的并联电阻值,再按住KT电磁机构的衔铁不放,约5s后,KT的延时触点分断切除KM2的线圈,测得电阻值应增大。

(2)试车。装好接触器的灭弧罩,检查三相电源接线无误,经负责人(监护人)检查合格许可后,通电试车。

1)空操作试验,合上QS,按下SB2,KT、KM2和KM1应立即得电动作,约经5s后,KT和KM2断电释放,同时KM3得电动作。按下SB1,则KM1和KM3释放。反复操作几次,检查线路动作的可靠性。调节KT的针阀,使其延时更准确。

2)带负荷试车断开QS,接好电动机接线,仔细检查主电路各熔断器的接触情况,检查各端子的接线情况,作好立即停车的准备。

合QS,按下SB2,电动机应得电启动转速上升,此时应注意电动机运转的声音;约5s后线路转换,电动机转速再次上升进入全压运行。