配电线路基础：电动机控制回路解读

电动机控制电路是指控制电动机的启动、运转、变速、制动和停机的电路。通过不同电气控制部件不同的连接方式，可实现对电动机不同工作状态的控制。

1）电动机控制回路中电气元件的认识

（1）电动机

电动机有直流电动机和交流电动机。交流电动机按供电方式不同，可分为单相交流电动机和三相异步电动机。常见电动机的符号见表3-4-4所示。

表3-4-4　常见电动机的符号

续表

（2）接触器

接触器是通过电磁机构的动作频繁接通和断开主电路供电的装置，分为交流接触器和直流接触器，其符号由线圈和触头构成，用KM表示，见表3-4-5。

表3-4-5　接触器的符号

交流接触器利用主触头来开闭电路，用辅助触头来导通控制回路。主触头一般是常开接点，而辅助触头常有两对常开接点和常闭接点。

接触器原理与电压继电器相同，只是接触器控制的负载功率较大，故体积也较大。交流接触器广泛用作电力开断和控制电路。接触器的工作原理是：当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯，并带动交流接触器触头动作，常闭触头断开，常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原，常开触头断开，常闭触头闭合。

（3）继电器

常见的继电器符号见表3-4-6。

表3-4-6　常见继电器的符号

续表

继电器是根据信号（电压、电流、时间等）来接通或切断小电炉电路和电器的控制元件，广泛用于生产过程中的自动化装置、电力系统保护装置，各类远动、遥控和通信装置，是现代自动控制系统中最基础的电器元件之一。继电器由驱动线圈和开关触头两部分组成。继电器具有跳跃的输入-输出特性。当继电器接受一个输入信号X时，只有它达到动作值Xd，继电器才动作，输出从零跃至Ymax。输入信号继续增大，输出信号仍为Ymax不变。继电器动作之后，如果减少输入信号，则继电器只在输入减少到Xf时才动作，返回起始位置，输出信号跃回零。这一特性称为继电特性。

实践点滴

继电器分类

继电器按照功能的不同，可分为时间继电器、中间继电器、电流继电器、电压继电器等。

1.时间继电器：一种延时或周期性定时接通、切断某些控制电路的继电器。当线圈得电后，经一段时间延时后（预先设定时间），其常开、常闭触头才会动作。

2.中间继电器：通常用来控制各种电磁线圈使信号得到放大，将一个输入信号转变成一个或多个输出信号。

3.电流继电器：根据继电器线圈中电流大小而接通或断开电路的继电器，分为欠电流继电器和过电流继电器。欠电流继电器是指线圈中的电流低于容许值时动作的继电器。过电流继电器是指线圈中的电流高于容许值时动作的继电器。

4.电压继电器：一种按电压值动作的继电器，主要用于交流电路欠电压或零电压保护。

5.过热保护继电器：利用电流的热效应推动动作机构使触头闭合或断开的保护电器，主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡保护及其他电气设备发热状态时的控制。

（4）按钮

按钮开关是指利用按钮推动传动机构，使动触点与静触点按通或断开并实现电路换接的开关，在电气自动控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器、电磁起动器等。

按钮开关可以完成启动、停止、正反转、变速以及互锁等基本控制。每一个按钮开关通常有两对触点，每对触点由一个常开触点和一个常闭触点组成。当按下按钮、两对触点同时动作，常闭触点断开，常开触点闭合。其符号见表3-4-7。

表3-4-7　按钮符号

2）电动机控制电路图的识读

电动机控制电路主要由供电电路、控制电路、保护电路、指示灯电路及电动机等部分构成。每个电路中均包含有不同的功能器件，通过巧妙连接实现电动机各种控制。

（1）电动机点动

如图3-4-7所示，主电路由刀开关Q、熔断器FU、交流接触器KM的主触点和笼型电动机M组成；控制电路由起动按钮SB和交流接触器线圈KM组成。

图3-4-7　电动机点动接线

（2）电动机正转

电动机正转如图3-4-8所示。

图3-4-8　电动机正转接线

①启动：合上刀Q→按下启动按钮SB1→接触器KM线圈通电→KM主触点闭合和常开辅助触点闭合→电动机M接通电源运转；（松开SB1）利用接通的KM常开辅助触点自锁、电动机M连续运转。

②停机：按下按钮SB2→KM线圈断电→KM主触点和辅助常开触点断开→电动机M断电停转。

（3）电动机正反转

电动机正、反转控制线路如图3-4-9所示，接触器KM1为正向接触器，控制电动机M正转；接触器KM2为反向接触器，控制电动机M反转。

（4）电动机正、反转互锁控制电路图

电动机正、反转控制电路如图3-4-10所示。熔断器FU4、FU5、FU6表示当电流超过5A时，电动机就会短路断开，起到保护作用。电动机的过载保护由热继电器FR2完成。电动机外壳接地。

图3-4-9　电动机正、反转控制线路

图3-4-10　电动机正、反转互锁控制电路

重要知识

互锁环节——禁止功能

电动机的正、反转控制电路是指能够使电动机实现正、反两个方向运转的电路。该功能是通过改变接入电动机绕组的电源相序来实现的。可用交流继电器KM4、KM5来换接电动机三相电源的相序，但两个接触器不能闭合，如果同时闭合将造成电源的短路事故。为了防止这种事故，在电路中应采取可靠的互锁。(www.xing528.com)

1.接触器互锁

KM4线圈回路串入KM5的常闭触头，KM5线圈回路串入KM4的常闭触头。当正转接触器KM4线圈通电动作后，KM4的辅助常闭触头（KM4-3）断开了KM5线圈回路，若使反转接触器KM5线圈得电闭合，必须先使KM4线圈失电释放，其辅助常闭触头复位，这就防止了KM4、KM5同时闭合造成相间短路。

2.按钮互锁

电路采用了控制按钮操作的正反转控制电路，按钮SB5、SB6都具有一对常开触头、一对常闭触头，这两对触头分别与KM4、KM5线圈回路连接。SB5表示正转启动按钮，SB6表示反转启动按钮，则按钮SB5的常开触头（SB5-1）与接触器KM4线圈串联，而常闭触头（SB4-2）与接触器KM5线圈回路串联。按钮SB6的常开触头（SB6-1）与接触器KM5线圈串联，而常闭触头（SB6-2）与接触器KM4线圈回路串联。这样，当按下SB5时，只能有接触器KM4的线圈可以通电而KM5失电，按下SB6时只能有接触器KM5的线圈可以通电而KM4失电，如果同时按下SB5和SB6则两只接触器线圈都不能通电。这样就起到了互锁的作用。

①电动机正转：合上空气开关QF2，接通三相电源。当按下正向控制按钮SB5时，常开按钮SB5-1接通，SB6-2和KM5-3均为常闭触头，所以接触器KM4的线圈得电，常开触头KM4-1闭合，接通电动机，电动机的相序为U、V、W，电动机正向运转。此时，常开触头KM4-2闭合，实现对按钮SB5-1的自锁，可保证电动机正转不受影响。同时，常闭按钮SB4-2和常闭触头KM4-3均断开，接触器KM5的线圈不得电，触头KM5-1保持常开，反转控制无效。常开触头KM4-4闭合，正转指示灯HL4亮，常闭触头KM4-5断开，停止指示灯HL6不亮。

②电动机反转：合上空气开关QF2，接通三相电源。按下反转启动按钮SB6，常闭触头SB6-2断开，KM4的线圈失电，触头全部复位。常开按钮SB6-1闭合，SB4-2和KM4-3均为常闭，所以KM5的线圈得电，常开触头KM5-1闭合，接通电动机，电动机的相序为U、W、V，电动机反向运转。此时，常开触头KM4-2闭合，实现对按钮SB6-1的自锁，可保证电动机反转不受影响。同时，常闭按钮SB6-2和常闭触头KM5-3均断开，KM4的线圈不得电，触头KM4-1保持常开，正转控制无效。常开触头KM5-4闭合，反转指示灯HL5亮，常闭触头KM5-5断开，停止指示灯HL6不亮。

③电动机停机：当电动机要停机时，按下停止按钮SB4，常闭按钮SB4断开，正转和反转回路均无电流，不论电动机是正转还是反转都会停止运转，电动机停止运行。KM4和KM5的线圈失电，触头全部复位，触头KM4-5和KM5-5为常闭，停止指示灯亮。

要说明的一点：电动机正向（或反向）启动运转后，不必先按停止按钮使电动机停止，可以直接按反向（或正向）启动按钮，使电动机变为反方向运行。

实践点滴

电动机降压启动

电动机降压启动是指在电动机启动时，加在定子绕组上的电压小于额定电压，当电动机转速升到一定值时，再将加在定子绕组上的电压升至额定电压，可防止启动电流过大，损坏供电系统中的相关设备。电动机降压启动方式适用于容量在10kW以上的电动机或由于其他原因不允许直接启动的电动机上。

而当电动机采用Y连接时，线电压是相电压的倍；当采用△连接时，线电压等于相电压。以三相380V交流电为电源，在电动机Y-△启动时，Y连接时，每相电压为220V；△连接时，每相承受的电压为380V。所以可以通过先启动电动机Y方式接通电路，这时电动机降压启动运转，而通过时间继电器延时工作的特点设定时间，使Y型接触器线圈自动失电，△接触器线圈得电，这样使Y方式换成△，电动机就进入全压正常工作状态。除了Y-△降压启动，常见的降压启动方式还有电阻器降压启动、自耦变压器降压启动等。

（5）电动机Y型启动

①电动机星形三角形（Y-△）启动控制电路图。

图3-4-11为电动机Y-△控制电路。该电路中，SB1表示停止按钮，SB2表示Y型按钮，SB3表示△按钮。熔断器FU1、FU2和FU3起过流保护作用。电动机的过载保护由热继电器FR1完成。电动机外壳接地。

图3-4-11　三相电动机Y-△控制电路

合上空气开关QF1，接通三相电源。按下星型按钮SB2，接触器KM1的线圈得电，常开触头KM1-1闭合，接通电动机控制回路；常开触头KM1-2闭合，实现对按钮SB2的自锁，即此时断开SB2，KM1线圈仍然得电。同时，接触器KM3的线圈得电，常开触头KM3-1闭合，此时电动机以Y型方式接通电路。常开触头KM3-4断开，保证接触器KM2的线圈不得电。常开触头KM3-3闭合，Y型启动指示灯HL2黄灯亮；常闭触头KM3-4断开，停止指示灯不亮。

②电动机△启动。

在电动机△启动时，接触器KM1的线圈始终得电，保证KM1-1、KM1-2触头是闭合的。按下△按钮SB3，接触器KM2的线圈得电，常开触头KM2-1闭合，此时电动机以△方式接通电路。常开触头KM2-2闭合，实现对按钮SB3的自锁，即此时断开SB3，KM2的线圈仍然得电。常闭触点KM2-4断开，保证接触器KM3的线圈不得电，这时KM3-1断开，电动机不会以Y型方式接通电路。常开触头KM2-3闭合，△启动指示灯HL3红灯亮，常闭触头KM2-4断开，停止指示灯不亮。

③电动机停机。

当电动机要停机时，按下停止按钮SB1，Y-△控制回路无电流，KM1的线圈失电，触头全部复位，触头KM1-2、KM3-为常闭，停止指示灯HL1绿灯亮。

【例】　图3-4-12，控制电路能否实现既能点动又能连续运行？

图3-4-12

答：不可以。

任务演练

演练任务描述

人员组成

以3～4人为一团队，共同识读。

具体任务

1.对电动机控制电路、单相电能表计量电路、照明灯具控制电路等电路图纸进行仔细识读，解读各电气回路的结构和原理。

2.根据图纸对照实际电路进行各电气元件认知和电气接线图识读。

能力要求

1.认真阅读图纸，做到不漏、不错。

2.对图纸上的电气元件进行了解，清楚其功能。

3.练过程中能保持用心、专心、细心、耐心。

低压电气接线图识读　任务工单

1.工作负责人（监护人）________班组________

2.工作班人员（不包括工作负责人）

_________________________________________________________________共____人。

3.工作任务

4.计划工作时间：____年____月____日____时____分至____年____月____日____时____分。

5.安全措施及注意事项

_____________________________________

_____________________________________

_____________________________________

6.任务单签发人________________年____月____日____时____分

7.工作负责人__________________年____月____日____时____分

8.确认工作负责人布置的任务和本施工项目安全措施

工作班组人员签名___________________________________________________________

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任务评定总表（100分）

续表