双速电动机控制电路实例详解

6.4.3.1　电路原理与应用

双速电动机属于变极调速异步电动机，是通过改变定子绕组的连接方法达到改变定子旋转磁场磁极对数，从而改变电动机的转速的目的。简单来说，电动机磁极对数增多电动机扭矩增大、转速降低，磁极对数降低电动机扭矩减小、转速升高。如图6.16所示，将电动机定子每项绕组分成两半，并引出6个接头，分别对应绕组的首端、尾端和中间端，编号依次为（U1、V1、W1；U2、V2、W2；U3、V3、W3）。改变电动机定子绕组与三相交流电源的连接一般有两种方式：分别是从图6.16（a）所示的三角形连接，变为图6.16（c）所示的双星形连接；或者是从图6.16（b）所示的星形连接，变为图6.16（c）所示的双星形连接。这两种变换都会使得电动机磁极对数减半，使得电动机从低速运行模式切换到高速运行模式。

图6.16　双速电动机定子绕组与三相电源连接的切换关系

双速电动机控制电路用来控制双速电动机进行两种速度的切换（即该电动机具有高速、低速两种运行模式）。双速电动机及其控制电路可以应用在机床与货运电梯之中，例如需要依靠机床主轴的不同转速来加工不同零件的机床上或者只有两个速度等级的货运电梯上，其优点是两种速度切换迅速、操作简便。

如图6.17所示，双速电动机控制电路是通过控制接触器KM1、KM2、KM3的主触点的不同开闭及其组合等情况，用来改变电动机定子绕组的接线方法（该电路实现星形连接与双星形连接之间切换），从而实现该电动机由高速、低速两种速度之间转换的。

图6.17　电气原理图

双速电动机控制电路的工作流程：当按下【低速起动】按钮SB01（线号2-3、8-9）时，与此同时，在主电路中，接触器KM1的主触点KM1闭合，电动机M 的定子绕组做“多磁极对数”的连接，电动机M 做低速运转；当再按下【高速起动】按钮SB02（线号2-8、3-4）时，接触器KM1的主触点KM1断开，而接触器KM2、KM3的主触点KM2、KM3闭合，电动机M定子绕组做“少磁极对数”连接，电动机M 做高速运转。

双速电动机控制电路其工作原理，如图6.17所示：

1.低速控制：按下【低速起动】按钮SB01（线号2-3、8-9）时，按钮SB01串联在接触器KM2、KM3控制回路中的常闭触点SB01（线号8-9）先断开，串联在接触器KM1控制回路中的常开触点SB01（线号2-3）后闭合，接触器KM1的线圈KM1（线号6-11）得电吸合；接触器KM1并联在【低速起动】按钮SB01（线号2-3）右面的常开辅助触点KM1（线号2-3）闭合，对接触器KM1的通电状态起到自锁作用；接触器KM1串联在接触器KM2、KM3的控制回路中的常闭辅助触点KM1（线号9-10）断开，对接触器KM2、KM3的失电状态起到锁定作用；与此同时，在主电路中，接触器KM1的主触点KM1闭合；电动机M 定子绕组作“多磁极对数”连接，即该电动机M 作低速运转。

2.高速控制：按下【高速起动】按钮SB02（线号2-8、3-4）时，按钮SB02串联在接触器KM1控制回路中的常闭触点SB02（线号3-4）先断开，串联在接触器KM2、KM3控制回路中的常开触点SB02（线号2-8）后闭合；由此可以引起，接触器KM1的线圈KM1（线号6-11）失电断开，接触器KM1的所有触点复位，与此同时接触器KM2、KM3的线圈KM2、KM3（线号10-11）得电吸合；接触器KM2、KM3并联在【高速起动】按钮SB02（线号2-8）右边的常开辅助触点KM2（线号2-7）和KM3（线号7-8）闭合，对接触器KM2、KM3的得电状态起到自锁作用；接触器KM2、KM3串联在接触器KM1控制回路中的常闭辅助触点KM2（线号4-5）和KM3（线号5-6）都断开，对接触器KM1的失电状态起锁定作用；与此同时，在主电路中，接触器KM2、KM3的主触点KM2、KM3闭合；电动机M 的定子绕组作“少磁极对数”连接，即电动机作高速运转。(www.xing528.com)

3.停转控制：按下【停止】按钮SB03（线号1-2）时，断开整个控制电路的电源，此时接触器KM1、KM2、KM3的所有触点都复位，电动机M 停止运转。

6.4.3.2　电路的安装与接线

选择工具、连接导线和模块化的电气控制元件，在电气调试与维修实验台（THWC-3 H）上，按照图6.16所示电气原理图进行接线，所需电气元件，如表6.13所示。

表6.13　电路实现所需电气元件明细表

安装时注意电气元件模块在实验台上安装要牢靠，布置合理，布线美观。接线时注意区分电动机主电路（动力电路）、控制电路、接地保护导线（PE），选用不同规格、颜色的导线来完成电路的接线，要求走线横平、竖直、整齐、合理，接点不得松动。

6.4.3.3　电路的检测与调试

检查并确认电气元件在电气调试与维修实验台（THWC-3 H）上安装牢固、接线正确无误；将实验台控制面板上【急停】按钮旋开，并弹起；按下电气维修实验台控制面板上的【起动】按钮，接通三相交流总电源。

然后手动“合”上空气开关QS；当按下【低速起动】按钮SB01（线号2-3、8-9）时，电动机M 应该做低速运转；再按下【高速起动】按钮SB02（线号2-8、3-4）时，电动机M 应该做高速运转；最后，按下【停止】按钮SB03（线号1-2），电动机M 应停止运转。

若双速电动机控制电路不能正常工作，应冷静分析并排除故障使电路能正常工作。

6.4.3.4　项目小结

本项目中，同学们应学会双速三相异步交流电动机的控制电路原理、接线与调试方法，以及在电气调试与维修实验台（THWC-3 H）上对应的操作。