三相异步电动机直接启动控制电路优化

1.手动控制直接启动电路

手动控制是指用手动电器进行电动机直接启动操作的控制方式。可以使用的手动电器有刀开关、低压断路器、转换开关等。

图4.40所示为三相异步电动机手动控制直接启动电路。图4.40（a）所示为刀开关控制电路。当采用开启式负荷开关控制时，电动机的最大功率不要超过5.5kW；若采用封闭式负荷开关控制，则电动机的功率可达28kW。

用刀开关控制电动机时，无法利用热继电器进行过载保护，只能利用熔断器进行短路和过载保护，同时电路不能失电压和欠电压保护，这一点使用时要注意。

图3.40（b）所示为断路器控制电路，断路器除手动操作功能外，还具有自动跳闸保护功能。断路器的过电流脱扣器和热脱扣器可以用来对电动机进行短路和过载保护。

图4.40　三相异步电动机手动控制直接启动电路

手动控制直接启动电动机时，操作人员通过手动电器直接对主电路进行接通和断开操作，安全性能和保护性能较差，操作频率也受到限制，因此只适合电动机容量较小和操作不是很频繁的场合。

2.接触器控制直接启动电路

接触器控制指的是利用按钮和接触器来实施对主电路控制的方法。在画电路图时，一般将电路分为主电路和控制电路两部分。电源到电动机等大电流通过的电路称为主电路，一般画在左侧，按钮、各种电器线圈等小电流通过的电路为控制电路，一般画在右侧。动力线一般绘成水平线，主电路和控制电路则应垂直于电源线画出。

1）三相异步电动机点动控制电路

点动控制电路如图4.41所示。图4.41 中左侧为主电路，三相电源经刀开关QS、熔断器FU1和接触器KM 的三对主触点，接到电动机M 的定子绕组上，主电路中流过的电流是电动机的工作电流，电流值较大。右侧部分为控制电路，由熔断器FU2、按钮SB和接触器线圈KM 串联而成，控制电流较小。

图4.41　三相异步电动机点动控制电路

点动控制电路的工作过程如下：合上电源开关QS，因没有按下点动按钮SB，接触器KM 没有通电，KM 的主触点断开，电动机M 不通电；按下点动按钮SB后，控制电路中接触器KM 线圈通电，其主回路的常开触点闭合，电动机通电运行；松开按钮SB，按钮在复位弹簧作用下自动复位，控制电路接触器KM 线圈断电，主电路中KM 触点恢复原来的断开状态，电动机停止转动。

这个控制电路中，QS也称隔离开关，它不能直接给电动机M 供电，只起到隔离电源的作用。主电路熔断器FU1 起短路保护的作用，如发生三相电路的任意两相电路短路，或是一相电路发生对地短路，短路电流将使熔断器迅速熔断，从而切断主电路电源，实现对电动机的过流保护。控制电路的FU2 对控制电路实现短路保护的作用。

2）三相异步电动机单向连续运行控制电路

连续运行是相对于点动控制而言的，它是指在按下启动按钮启动电动机后，若松开按钮，电动机仍能得电连续运转。只要对点动控制电路进行一些改进，就可以使电动机在不按着按钮的情况下连续运行。三相异步电动机单向连续运转控制电路如图4.42所示。

图4.42　三相异步电动机单向连续运行控制电路

主电路由三相电源、刀开关QS、熔断器FU1、交流接触器KM 主触点、热继电器FR、电动机等组成。

控制电路由电源、熔断器FU2、热继电器常闭触点、停止按钮SB1、启动按钮SB2+KM 动合辅助触点、交流按触器KM 吸引线圈等组成。

启动按钮SB2 两端的KM 动合辅助触点起自锁作用，按下启动按钮SB2，KM 线圈通电，使辅助触点闭合，即使松开按钮后，仍保持线圈持续通电，电动机继续运转。若要电动机停止运转，只需按停止按钮SB1 使接触线圈断电，电动机停转，同时解除自锁。由于SB1 常态下是闭合的，故不影响启动和运转。此电路的启停过程如下。

启动：合上刀开关QS，接通电源。(www.xing528.com)

另外，此电路还可实现短路、过载和失电压保护。

短路保护靠熔断器FU1 实现，它串接在主电路中，当电路一旦发生短路故障，熔体熔断，使电动机脱离电源。

过载保护靠热继电器FR 实现，电动机负载过大，电压过低或缺相运行，都将引起电动机电流过大，如长时间过电流会使热继电器的热元件发热，使其串接在控制电路的动断触点断开，接触器KM 线圈断电，切断主电路使电动机停转。同时KM 辅助触点也断开，解除自锁。故障排除后重新启动时，需先按下FR 复位按钮，使FR 的动断触点复位（闭合）。

失电压和欠电压保护靠交流接触器实现。当电压降至低于工作电压的85%时，接触器吸引线圈的电磁吸力不足，衔铁自行释放，使主、辅触点自行复位，切断电源，电动机停转，同时解除自锁。

3）三相异步电动机点动和单向连续运行控制电路

在生产过程中，经常需要电动机既能点动运行，又能连续运行。图4.43所示的几种电路既能控制电动机点动运行，又能控制电动机连续运行。图4.43所示的主电路与图3.42所示的电路完全一样，这里只绘出控制电路。

（1）转换开关控制。转换开关控制电路如图4.43（a）所示。转换开关SA 闭合为单向连续运行电路，SA 断开为点动控制电路。

图4.43　三相异步电动机点动和单向连续运行控制电路

（2）中间继电器控制。中间继电器控制电路如图4.43（b）所示。按下SB2 为连续运行电路，按下SB3 为点动控制电路。

（3）按钮控制。按钮控制电路如图4.43（c）所示。按下SB2 为连续运行电路，按下SB3 为点动控制电路。

4）三相异步电动机多点控制电路

在两个或两个以上的地方实现电动机启动、停止的控制线路称为多点控制电路。它主要用于大型机械设备，能在不同的位置对运动机构进行控制，例如，对驱动某一运动机构的电动机在多处进行启动和停止的控制。

图4.44所示为三相异步电动机单向连续运行多点控制电路，启动按钮是SB3、SB4，停止按钮是SB1、SB2。启动按钮全部并联在自锁触点两端，按下任何一个都可以启动电动机。停止按钮全部串联在接触器线圈电路上，按下任何一个都可以停止电动机的工作。

图4.44　三相异步电动机单向连续运行多点控制电路

3.多台电动机顺序控制电路

多台电动机的顺序控制是指多台电动机的启动和停止可按设备的需求进行先后顺序控制。顺序启停控制电路有顺序启动、同时停止控制电路和顺序启动、顺序停止控制电路两种类型。

图4.45（a）所示为两台电动机顺序控制电路的主电路，图4.45（b）和图4.45（c）所示为控制电路。图4.45（b）所示电路的工作原理如下：按下SB2，KM1 得电并自锁，电动机M1 启动，同时串在KM2 控制回路中的KM1 常开触点也闭合；此时再按下SB4，KM2 得电并自锁，则电动机M2 启动。如果先按下SB4，因KM1 常开触点断开，电动机M2 不可能先启动，达到了按顺序动作的要求。

图4.45　三相异步电动机顺序控制电路

有些设备除了要求按顺序启动外，有时还要求按一定顺序停止。图4.45（c）所示为按顺序启动和停止工作的电路，要达到这个目的，只需在顺序启动控制电路图的基础上，将接触器KM2 的一个辅助常开触点并接在停止按钮SB1 的两端。这样，即使先按下SB1，由于KM2 得电，电动机M1 也不会停转。只有按下SB3，电动机M2 先停转后，此时按下SB1 才使电动机M1 停转，达到先停转M2，后停转M1 的要求。

许多顺序控制还要求有一定的时间间隔，这可以通过时间继电器来实现。图4.46所示电路就有这种功能，图中KM1、KM2 分别控制电动机M1、M2，电动机M1 启动一段时间后，时间继电器KT 的延时时间到，其延时闭合常开触点接通KM2 并使其自锁，电动机M2 启动，KM2的常闭触点断开，切断时间继电器KT 线圈，使KT 停止工作。