第六讲 三相异步电动机正反转控制电路（练习）-山东省春季高考（机电技术类）考纲技能通

三相异步电动机正反转控制电路绘制、安装与调试实操练习题 实操任务说明 给定三相异步电动机、断路器、两个接触器（KM1正转接触器、KM2反转接触器）、热继电器、按钮（SB1停止按钮、SB2正转启动按钮、SB3反转启动按钮）、导线、万用表等器材，要求严格遵循电工安全操作规范，完成三相异步电动机正反转控制电路的绘制、器件选择、布局安装、接线（实现双重联锁）、热继电器整定及电路检测调试，落实核心要求：①能正确识读、绘制电动机正反转控制电路的原理图和安装接线图；②能实现电路的双重联锁；③能正确选择器件并合理布局、安装；④能按照工艺要求正确连接电路；⑤能正确设置热继电器的整定电流；⑥能对电路进行检测、调试，确保电路正常运行、联锁可靠、保护功能有效。 实操综合题 1. 简述三相异步电动机正反转控制电路的工作原理，说明双重联锁的作用及实现方式；并绘制该电路的原理图（标注各器件名称及符号）。 2. 结合正反转控制电路需求，简述断路器、两个接触器、热继电器、按钮的选择原则，需明确选择时需考虑的关键因素。 3. 简述器件布局、安装的原则及具体操作方法，说明安装时的核心注意事项。 详细描述三相异步电动机正反转控制电路的接线工艺要求、具体接线步骤，重点说明双重联锁的接线要点，区分主电路和控制电路的接线差异。 5. 简述热继电器整定电流的设置方法、依据，说明整定电流与电动机额定电流的关系，结合正反转电路特点说明整定注意事项。 6. 详细描述电路检测、调试的具体步骤、重点检查内容，重点检查双重联锁的可靠性；若调试时出现电动机无法正转/反转、正反转切换时短路、联锁失效等异常，如何排查修正？ 答案 1. 工作原理、双重联锁作用及原理图绘制： 工作原理：三相异步电动机正反转的核心是改变三相电源的相序，通过两个接触器（KM1正转、KM2反转）分别控制电源相序，实现电动机正转和反转；停止按钮控制电路总断电，热继电器实现过载保护，双重联锁防止两个接触器同时吸合导致主电路短路。 双重联锁的作用：防止KM1、KM2同时吸合，避免主电路三相电源短路，保护电动机、接触器及整个控制电路，确保操作安全、电路可靠运行。实现方式：① 电气联锁：两个接触器的常闭辅助触点分别串联在对方的线圈回路中，一方吸合时，其常闭辅助触点断开，切断另一方线圈回路；② 机械联锁：通过接触器自身的机械结构（机械互锁装置），确保一方吸合时，另一方无法吸合，双重保障联锁可靠性。 原理图绘制要点（文字描述，实操时需绘制规范电路图）：电源三相线（L1、L2、L3）依次连接断路器（QS），断路器输出端分别接入KM1、KM2的主触点输入端；KM1主触点输出端按L1→U、L2→V、L3→W的相序接入电动机（M），KM2主触点输出端按L1→W、L2→V、L3→U（改变一相相序）接入电动机；控制电路从L1引出，依次连接停止按钮（SB1，常闭），分支为两路：一路接入SB2（正转启动，常开）、KM1线圈、KM2常闭辅助触点、热继电器常闭触点（FR），另一路接入SB3（反转启动，常开）、KM2线圈、KM1常闭辅助触点、热继电器常闭触点（FR），两路最终汇合接至L2（或L3）；KM1常开辅助触点与SB2并联、KM2常开辅助触点与SB3并联，分别实现正转、反转自锁；标注各器件符号：QS（断路器）、KM1（正转接触器）、KM2（反转接触器）、FR（热继电器）、SB1（停止按钮）、SB2（正转启动按钮）、SB3（反转启动按钮）、M（电动机）。 2. 器件选择原则及关键考虑因素： ① 断路器（QS）：根据电动机额定电压（三相380V）、额定电流选择，需具备过载、短路保护功能，额定电流略大于电动机额定电流，安装尺寸适配电路布局，确保能可靠切断主电路电源。 ② 接触器（KM1、KM2）：两个接触器型号、规格一致，根据电动机额定电压、额定电流选择，线圈电压需与控制电路电源匹配（常用220V或380V），主触点额定电流大于电动机额定电流，辅助触点数量满足自锁、电气联锁需求（至少各1个常闭、1个常开辅助触点），确保动作可靠、接触良好，且支持机械联锁（优先选择带机械互锁的接触器）。 ③ 热继电器（FR）：根据电动机额定电流选择，整定电流范围覆盖电动机额定电流，具备过载保护功能，动作电流可调节，与电动机额定电流匹配，确保电动机过载时能及时切断控制电路，且常闭触点能可靠接入控制回路。 ④ 按钮（SB1、SB2、SB3）：SB1选用常闭按钮（停止控制），SB2、SB3选用常开按钮（分别控制正转、反转启动），符合国标、绝缘良好，额定电压、电流适配控制电路，安装高度符合规范（距地面1.2-1.5m），操作便捷，按钮之间间距合理，避免误操作。 3. 器件布局、安装原则及注意事项： 布局原则：① 按“主电路在前、控制电路在后”“大功率器件在下、小功率器件在上”“正反转接触器相邻布局”的原则布局，便于实现机械联锁和接线；② 器件布局紧凑、合理，便于接线、操作和检修，避免器件之间相互干扰，尤其KM1、KM2间距适中，便于安装机械联锁件；③ 按钮（SB1、SB2、SB3）安装在配电箱面板上，按“停止按钮在中间、正反转按钮在两侧”的顺序排列，便于操作；断路器、接触器、热继电器等功率器件安装在配电箱内，固定牢固。 安装方法：① 先固定配电箱，再将断路器、KM1、KM2、热继电器依次固定在配电箱安装板上，确保安装牢固、水平，KM1、KM2相邻安装，安装机械联锁装置（若接触器自带，需确认安装到位）；② 按钮安装在配电箱面板上，钻孔固定，按“停止（中间）、正转（左）、反转（右）”排列，确保按钮操作灵活、无卡滞；③ 电动机固定在预设位置，接线盒朝向便于接线的方向，确保接地良好。 注意事项：① 所有器件安装前需检查完好性，重点检查接触器辅助触点通断情况、机械联锁是否可靠，确保无破损、无故障；② 安装时避免器件接线端受力，防止接线松动；③ 功率器件安装时需预留散热空间，避免过热；④ 所有金属器件外壳需可靠接地，确保用电安全；⑤ KM1、KM2安装时需确保相序接线空间，避免主电路接线混乱。 4. 接线工艺要求、接线步骤及双重联锁接线要点： 接线工艺要求：① 主电路、控制电路分开布线，颜色规范（主电路三相线用黄、绿、红三色，控制电路用黑色或蓝色，接地线用黄绿双色）；② 接线牢固，接头缠绕紧密，做好绝缘处理（用绝缘胶带包裹），避免虚接、短路，尤其主电路相序接线需准确，防止反转相序错误；③ 导线走向规范，避开障碍物，不裸露导线，转弯处平缓，不强行拉扯线材；④ 接线时先接主电路，再接控制电路，先接负载端，再接电源端；⑤ 双重联锁接线需单独检查，确保电气联锁和机械联锁均可靠。 具体接线步骤：① 主电路接线：将三相电源L1、L2、L3接入断路器（QS）输入端；断路器输出端分别接入KM1、KM2的主触点输入端；KM1主触点输出端按L1→U、L2→V、L3→W的相序接入电动机（M）接线端；KM2主触点输出端按L1→W、L2→V、L3→U（改变L1和L3相序）接入电动机接线端，确保KM1、KM2输出相序差异正确；热继电器热元件（FR）串联在KM1、KM2主触点输出端与电动机之间，确保所有主电路电流均经过热元件。② 控制电路接线：从主电路L1引出一根控制线，接入停止按钮（SB1）常闭触点一端；SB1另一端分支为两路，第一路：接入SB2（正转启动）常开触点一端，SB2另一端接入KM1线圈一端，KM1线圈另一端接入KM2常闭辅助触点一端，KM2常闭辅助触点另一端接入热继电器常闭触点（FR）一端；第二路：接入SB3（反转启动）常开触点一端，SB3另一端接入KM2线圈一端，KM2线圈另一端接入KM1常闭辅助触点一端，KM1常闭辅助触点另一端接入热继电器常闭触点（FR）一端；热继电器常闭触点另一端接至主电路L2（或L3）；③ 自锁接线：将KM1常开辅助触点两端分别连接在SB2常开触点两端，实现正转自锁；将KM2常开辅助触点两端分别连接在SB3常开触点两端，实现反转自锁；④ 双重联锁完善：确认KM1、KM2常闭辅助触点串联在对方线圈回路（电气联锁），检查机械联锁装置安装到位、动作可靠；⑤ 接地接线：将断路器、KM1、KM2、热继电器、电动机外壳用黄绿双色导线连接，接入接地端子，确保可靠接地。 双重联锁接线要点：① 电气联锁：KM1常闭辅助触点必须串联在KM2线圈回路，KM2常闭辅助触点必须串联在KM1线圈回路，接线时需核对触点类型（常闭），避免接反；② 机械联锁：安装时确保KM1、KM2的机械联锁装置卡合到位，手动操作KM1吸合时，KM2无法吸合，反之亦然；③ 接线后需手动检查联锁可靠性，避免电气联锁触点接触不良、机械联锁卡滞。 5. 热继电器整定电流设置方法、依据及注意事项： 设置依据：热继电器整定电流需与电动机额定电流匹配，核心原则是“整定电流≈电动机额定电流”；正反转电路中，电动机正转、反转的工作电流一致，因此整定电流无需区分正反转，统一按电动机额定电流设置；若电动机启动电流较大（如重载启动），可适当提高整定电流（不超过电动机额定电流的1.2倍）；若电动机频繁正反转启动，可将整定电流调整为电动机额定电流的0.9-1.1倍，避免频繁启动导致热继电器误动作。 设置方法：① 先查阅电动机铭牌，确定电动机额定电流；② 打开热继电器外壳，找到整定电流调节旋钮；③ 根据电动机额定电流，旋转调节旋钮，将整定电流指针对准对应数值；④ 调整完成后，闭合热继电器外壳，再次核对整定电流数值，确保与电动机额定电流匹配；⑤ 手动测试热继电器动作可靠性，按下测试按钮，确认常闭触点能可靠断开。 注意事项：① 整定电流需在电动机空载调试前设置到位，避免过载时无法及时保护；② 正反转电路中，热继电器串联在主电路公共端，需确保所有正转、反转电流均经过热元件，整定后不可随意调整；③ 若调试时出现热继电器误动作，需核对整定电流与电动机额定电流的匹配度，避免整定电流过小。 6. 电路检测、调试步骤及故障排查： （1）检测步骤：① 断电状态下检查：核对所有接线，重点检查主电路相序（KM1、KM2输出相序差异正确）、控制电路接线（自锁、双重联锁接线无误）；检查器件安装牢固，接地可靠；用万用表检测各器件通断情况（KM1、KM2主触点、辅助触点，热继电器常闭触点，按钮），重点检测电气联锁触点通断是否正常；手动检查机械联锁，确保KM1、KM2无法同时吸合；② 通电前准备：将热继电器整定电流调整到位，断开电动机接线（空载），闭合断路器，用万用表检测控制电路电压，确保电压正常；分别按下SB2、SB3，观察KM1、KM2是否能单独吸合，联锁是否可靠。 （2）调试步骤：① 空载调试：闭合断路器，按下SB2（正转启动），观察KM1吸合、KM2不吸合，松开SB2后KM1保持自锁；按下SB1（停止），KM1可靠断开；按下SB3（反转启动），观察KM2吸合、KM1不吸合，松开SB3后KM2保持自锁；按下SB1，KM2可靠断开；测试正反转切换：按下SB2（正转），再按下SB3（反转），需先按下SB1停止后，KM2才能吸合（联锁有效）；反复测试3-5次，确认双重联锁可靠、自锁有效；② 负载调试：接入电动机，闭合断路器，按下SB2，观察电动机正转平稳、无异响、过热；按下SB1停止，再按下SB3，观察电动机反转平稳、无异响、过热；模拟过载（调整热继电器整定电流至小于电动机工作电流），观察热继电器是否动作，切断控制电路，电动机停止运转；③ 全面测试：反复进行正反转切换、停止操作，确认电路运行正常、联锁可靠、保护功能有效。 （3）常见故障及排查修正： ① 电动机无法正转/反转：可能原因：对应接触器（KM1/KM2）线圈断路、按钮（SB2/SB3）接触不良、电气联锁触点（对方常闭触点）未闭合、主电路接线错误（相序或断线）。排查修正：用万用表检测对应接触器线圈、按钮通断情况，修复断路部件；检查电气联锁触点，确保常闭触点正常闭合；核对主电路接线，纠正相序或断线问题。 ② 正反转切换时短路、KM1和KM2同时吸合：可能原因：双重联锁失效（电气联锁触点接反、接触不良，机械联锁卡滞）、按钮粘连。排查修正：检查电气联锁接线，确保常闭触点串联正确、接触良好；检查机械联锁装置，修复卡滞问题；检查按钮，更换粘连的按钮，避免误操作。 ③ 联锁失效（一方吸合时另一方仍能吸合）：可能原因：电气联锁常闭触点损坏（无法断开）、机械联锁安装不到位、接触器辅助触点接触不良。排查修正：用万用表检测电气联锁常闭触点，更换损坏的触点；重新安装机械联锁装置，确保卡合可靠；清理接触器辅助触点，修复接触不良。 ④ 电动机正反转方向错误：可能原因：KM2主电路相序接线错误（未改变一相相序）。排查修正：核对KM2主电路接线，调整其中一相（如L1和L3）接线，确保与KM1相序存在一相反接。 ⑤ 电动机启动后立即停止：可能原因：热继电器整定电流过小、热继电器误动作、控制电路自锁触点接触不良。排查修正：调整热继电器整定电流至匹配电动机额定电流，检查热继电器是否损坏；检查KM1、KM2自锁辅助触点，确保接触良好。 学科网（北京）股份有限公司 $