三相异步电动机的控制，目前普遍采用的是继电器、接触器、按钮及开关等控制电器来组成控制系统，这种系统一般称为继电器-接触器控制系统。本章主要介绍该控制系统的一些基础知识。
1.三相异步电动机的起动如何控制
（1）直接起动
直接起动又叫全电压起动，即给电动机定子直接加具有额定频率的额定电压使其从静止状态变为旋转状态的一种起动方法。电动机经熔丝通过三相开关与电源接通或断开，如图8-37所示。
电动机直接起动设备简单、操作方便、起动时间短。但是，直接起动的起动电流大，引起电压出现较大的降落，在某些场合会给电动机本身及电网造成危险，因此，这种起动方法一般用于10kW以下的小容量笼型异步电动机。
图8-37 直接起动电路原理图
（2）减压起动
减压起动适用于不能直接起动而负载又比较轻的场合。
1）定子串联电阻减压起动。如图8-38所示为定子串联对称电阻的减压起动接线图。开始起动时，KM1闭合，将起动电阻串接入定子电路中，接通额定的三相电源后，定子绕组的电压为额定电压减去起动电流在起动电阻上造成的电压降，实现减压起动。当电动机转速升高到某一定数值时，断开KM1，闭合KM2，切除起动电阻，电动机全电压运行在固有机械特性线上，直至达到稳定转速。
2）自耦变压器减压起动。自耦变压器减压起动是利用自耦变压器来降低起动电压，从而限制起动电流，其电路原理如图8-39所示。自耦变压器绕组一般有65%、80%等抽头，用以选择接线。起动时，将开关SA2投向起动位置，电动机由三相自耦变压器TA二次侧的抽头引入低压而起动；待电流表指针下跌到稳定值时，再将开关投向上方运行位置，电动机在全电压下运行。起动过程分三步，即减压→延时→全电压。
图8-38 定子串联电阻减压起动原理图
图8-39 自耦变压器减压起动原理图
3）星形-三角形起动。如图8-40所示为三相异步电动机星形-三角形起动原理图，它的主电路除熔断器和热元件外，另由三个接触器的动合主触点构成。其中KM1位于主电路的前段，用于接通和分断主电路，并控制起动接触器KM3和运行接触器KM2电源的通断。KM3闭合时，电动机绕组为
联结，实现减压起动；KM2则是在起动结束时闭合，将电动机绕组切换成△联结，实现全电压运行。
2.三相异步电动机的反转如何控制
三相异步电动机的反转是靠改变定子绕组的电源相序实现的。图8-41所示为电动机反转的控制线路。图中，QS为三极隔离开关；FU为熔断器，用于电路的短路保护；FR为热继电器，对电动机起过载保护作用。当正转时，KM1闭合，KM2断开；反转时，KM1断开，KM2闭合。
图8-40 星形-三角形起动原理图
图8-41 电动机反转控制原理图
3.三相异步电动机的制动如何控制
在技术上，让电动机断开电源后迅速停止的方法，叫做制动。使电动机制动的方法有多种，应用广泛的有机械制动和电力制动两类。
（1）机械制动
所谓机械制动是指利用机械装置使电动机切断电源后立即停转。目前广泛使用的机械制动装置是电磁抱闸，其主要工作部分是电磁铁和闸瓦制动器。电磁铁由电磁线圈、静铁心和衔铁组成，如图8-42所示；闸瓦制动器由闸瓦、闸轮、弹簧和杠杆等组成，如图8-43所示。其中，闸轮与电动机转轴相连，闸瓦对闸轮制动力矩的大小可通过调整弹簧作用力来改变。
图8-42 电磁铁
图8-43 闸瓦制动器
电磁抱闸控制电路如图8-44所示。若需电动机起动运行，先合上电源开关，再按下起动按钮SB2，接触器线圈KM（4-5）通电，其主触点与自锁触点同时闭合，在向电动机绕组供电的同时，电磁抱闸线圈也通电，电磁铁产生磁场力吸合衔铁，衔铁克服弹簧的作用力，带动制动杠杆动作，推动闸瓦松开闸轮，电动机立即起动运转。
如要停车制动时，只需按下停车按钮SB1，分断接触器KM的控制电路，KM线圈断电，释放主触点，分断主电路，使电动机绕组和电磁抱闸线圈同时断电，电动机断电后在凭惯性运转的同时，电磁铁线圈因断电释放衔铁，弹簧的作用力使闸瓦紧紧抱住闸轮，闸瓦与闸轮之间强大的摩擦力使电动机立即停止转动。
电磁抱闸制动的优点是通电时松开制动装置，断电时起制动作用。如果运行中突然停电或电路发生故障使电动机绕组断电，闸瓦能立即抱紧闸轮，使电动机处于制动状态，生产机械亦立即停止动作而不会因停电而造成损失。如起吊重物的卷扬机，当重物吊到一定高度时，突然遇到停电，电磁抱闸立即制动，使重物被悬挂在空中，不致掉下。(www.xing528.com)
图8-44 电磁抱闸控制电路原理图
（2）电力制动
电动机需要制动时，通过电路的转换或改变供电条件，使其产生跟实际运转方向相反的电磁转矩——制动转矩，迫使电动机迅速停止转动的制动方式叫电力制动。电力制动有反接制动和能耗制动等方式。
1）反接制动。反接制动的方法是利用改变电动机定子绕组中三相电源相序，使定子绕组中的旋转磁场反向，产生与原有转向相反的电磁转矩——制动力矩，使电动机迅速停转。
图8-45 反接制动控制电路原理图
如图8-45所示，在电动机起动运行时，其动触点与上面三个静触点接触，电动机正向运转。如需电动机停转，将动触点拉离上方静触点，切断电源即可。若要制动，将动触点与下方三个静触点闭合，电动机绕组端头U、V、W由依次接电源相线的L1、L2、L3调为依次接L2、L1、L3，电源相序的改变，使定子绕组旋转磁场反向，在转子上产生的电磁转矩与原转矩方向相反。这个反向转矩，即可使电动机惯性转速迅速减小而停止。当转速为零时，应及时切断反转电源，否则电动机将反转。所以，在反接制动中，应采用保证在电动机转速接近于零时能自动切断电源的装置，以防止反转的发生。在反接制动技术中，多采用速度继电器来配合实现这一目的。
速度继电器的转子与被控制电动机的转子装在同一根转轴上，其动合触点串联在电动机控制电路中，与接触器等配合，完成反接制动。在图8-45电路中，速度继电器的作用是反映电动机转速快慢并对其进行反接制动。主电路中串入限流电阻，用以限制电动机在制动过程中产生的强大电流，因为制动电流可达额定电流的10倍，容易烧坏电动机绕组。
该控制电路由两条回路组成，一条是以KM1线圈为主的正转接触器控制电路，它的作用是控制电动机启动运行，带动生产机械做功。另一条回路是以KM2线圈为主的反接制动控制电路，它的作用是需要电动机停止时，切换电源相序，完成反接制动。
2）能耗制动。能耗制动是在切断电动机三相电源的同时，从任何两相定子绕组中输入直流电流，以获得大小方向不变的恒定磁场，从而产生一个与电动机原转矩方向相反的电磁转矩，以实现制动。因为这种方式是用直流磁场来消耗转子动能实现制动，所以又叫动能制动或直流制动。
能耗制动时间的控制由时间继电器来完成。有变压器全波整流能耗制动控制线路如图8-46所示，其制动控制过程如下：
图8-46 有变压器全波整流能耗制动控制电路原理图
按动SR2，KM1得电且自保持，电动机运转。
欲使电动机停止，可以按下SB1，KM1失电，同时KM2得电，然后KT得电，KM2的主触头闭合，经整流后的直流电压通过限流电阻R加到电动机两相绕组上，使电动机制动。制动结束，时间继电器KT延时触点动作，使KM2与KT线圈相继失电，整个线路停止工作，电动机停车。
无变压器半波整流能耗制动控制电路与有变压器全波整流能耗制动控制电路相比，省去了变压器，直接利用三相电源中的一相进行半波整流后，向电动机任意两相绕组输入直流电流作为制动电流，这样既简化了电路，又降低了设备成本。其电路结构如图8-47所示。
图8-47 无变压器半波整流能耗制动控制电路原理图
记忆口诀
电机制动方法多，机械电力都可用。
机械制动较直观，电磁抱闸来控制。
电力制动有多种，反接能耗最常用。
4.三相异步电动机如何调速
（1）用接触器控制的双速电动机调速电路
用接触器控制的双速电动机调速电路如图8-48所示，其控制电路主要由两个复合按钮和三个接触器线圈组成。在主电路中，电动机绕组连接成三角形，在三个顶角处引出U1、V1、W1；在三相绕组各自的中间抽头引出U2、V2、W2。其中U1、V1、W1与接触器KM1主触点连接，U2、V2、W2与KM2的主触点连接，U1、V1、W1三者又与接触器KM3主触点连接。它们的控制电路由复合按钮和接触器辅助动断触点实现复合电气联锁。
图8-48 用接触器控制的双速电动机调速电路原理图
（2）用时间继电器控制的双速电动机电路
用时间继电器控制的双速电动机电路如图8-49所示。它的主电路和用接触器控制的双速电动机主电路相同。不同的是在控制电路的干路上加接了三个接点，能切换两个位置的开关SA，在接触器KM2线圈支路中又并联了时间继电器KT的电磁线圈。
图8-49 用时间继电器控制的双速电动机电路原理图
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