中职电工电子教学中关于电动机自动往返控制线路的分析

何敏

摘 要： 在电工电子实际工作中，我们经常需要对生产机械的运动部件进行行程上的控制，如外圆磨床、万能铣床的工作台、组合机床的滑台等，使它们在一定的行程范围内做自动往返的循环运动。要实现这种控制，就必须使用行程开关作为控制元件控制三相异步电动机的正反转。

关键词： 电动机 行程开关 正反转 自动往返

在中职电工电子教学中，三相异步电动机的控制是一个重要环节。在电工电子实际工作中，我们经常需要对生产机械的运动部件进行行程上的控制，如外圆磨床、万能铣床的工作台、组合机床的滑台等，使它们在一定的行程范围内作自动往返的循环运动。要实现这种控制，就必须使用行程开关作为控制元件控制三相异步电动机的正反转。

一、行程开关

行程开关是常用低压电器中的一种，又称为限位开关或位置开关。它的功能和按钮开关一样，不同的是，按钮开关通过手按实现对线路的通断控制，而行程开关是通过生产机械的运动部件对其碰撞，使其触点动作，进而发出控制指令，实现对线路通断的控制。所以，行程开关是一种由物体的运动决定线路通断的开关。

在具体应用时，行程开关可以安装在运动或静止的物体上，如门框、支架等静物或行车、连杆等动物。当动物与静物相接近时，行程开关的操作机构就会触发其触点系统，使行程开关原本闭合的触点断开或者断开的触点闭合，通过这种触点的断开或闭合，实现线路的通断和生产机械的动作。

二、电动机的正反转

由三相异步电动机的工作原理可知，三相异步电动机在工作时，有三相电源会接入电动机的定子绕组，这三根相线按照一定的相序进行排列。如果更改了接入电动机定子绕组的三相电源相序，也就是把接入电动机的三根相线中的任意两根对调连接时，电动机就可以实现反向转动了。

三、工作台自动往返运行的控制电路

工作台自动往返运行的控制电路图如图所示，在主电路中，有三相电源L1、L2、L3分别接入电路，从上到下依次经过熔断器FU、交流接触器KM、热继电器FR。其中：（1）熔断器FU起到短路保护作用，防止主电路过热。（2）触头KM1、KM2分别是交流接触器KM1、KM2的主触头，起到控制电动机通电的作用。当主触头KM1闭合时，三相电源按L1、L2、L3的相序接入电动机；当主触头KM2闭合时，三相电源按L3、L2、L1的相序接入电动机。如此一来，接入电动机的三相电源相序发生更改，电动机就会发生反向转动，也就实现了机床上工作台的前进和后退。（3）热继电器主要起过载保护作用，防止电动机因过载而出现过热。

在控制电路中，主要接入了熔断器FU、热继电器FR、按钮开关SB、行程开关SQ及交流接触器KM等低压电器。其中：（1）SB1为停止按钮，SB2设定为前进启动按钮，SB3设定为后退启动按钮。（2）通过工作台可以看出，SQ1为电动机前进到后退的换向行程开关，SQ2为电动机后退到前进的换向行程开关，SQ3为前进运动极限保护行程开关，SQ4为后退运动极限保护行程开关。

四、线路工作原理

具体操作过程：首先闭合电源开关QS，

1.按下前进启动按钮SB2（工作台从后向前运动），5区交流接触器KM1线圈得电，KM1吸合，各触头相序动作：（1）4区KM1辅助常开触头将闭合，即使松开按钮SB2，也依然可以保证交流接触器KM1线圈始终得电，也就起到相应的自锁功能。（2）6区KM1辅助常闭触头将断开，确保6区支路不能得电，也就是实现了连锁功能（即确保5区支路得电的同时，6区支路不能得电，电动机不能既前进又后退）。（3）1区KM1主触头将由原本的断开状态变为闭合，电动机也将得电，正向转动，并带动工作台前进。

当工作台前移到前端时，将碰撞行程开关SQ1，SQ1被触发后：⑴5区SQ1常闭触头将由原本的闭合状态变为断开，如此5区支路中断，KM1线圈失电，KM1释放，各触头复位。其中1区KM1主触头恢复原本的断开状态，电动机失去电力供应，停止转动，工作台也停止运行。⑵8区SQ1常开触头将由原本的断开状态变为闭合，如此6区的交流接触器KM2线圈得电，KM2吸合，各触头相序动作：①7区的KM2辅助常开触头将闭合，即使工作台离开行程开关SQ1（8区SQ1恢复原本的断开状态），也依然可以保证交流接触器KM2线圈得电，起到了相应的自锁功能。②5区KM2辅助常闭触头将断开，确保了5区支路不能得电，也就实现了连锁功能（即确保6区支路得电的同时，5区支路不能得电，电动机不能既前进又后退）。③2区KM2主触头将由原本的断开状态变为闭合，电动机也将得电，反向转动，并带动工作台后退（工作台与SQ1脱离接触，SQ1恢复原状，其各触头复位）。

当工作台后移到后端时，将碰触行程开关SQ2，SQ2被触发后，各触头发生相应的动作：⑴6区SQ2常闭触头将由原本的闭合状态变为断开，如此6区支路中断，KM2线圈失电，KM2释放，各触头复位。其中2区KM2主触头恢复原本的断开状态，电动机失去电力供应，停止转动，工作台也停止运行。⑵3区SQ2常开触头将由原本的断开状态变为闭合，如此5区的交流接触器KM1线圈得电，KM1吸合，各触头相序动作。电动机得电，正向转动，并带动工作台前进（工作台与SQ2脱离接触，SQ2恢复原状，其各触头复位）。

如此，工作台就回到了原点，完成了一次往返循环运动。

2.按下后退启动按钮SB3（工作台从前向后运动），6区交流接触器KM2线圈得电，KM2吸合，各触头相序动作：（1）7区KM2辅助常开触头将闭合，即使松开按钮SB3，也依然可以保证交流接触器KM2线圈始终得电，也就起到相应的自锁功能。（2）5区KM2辅助常闭触头将断开，确保5区支路不能得电，也就是实现了连锁功能（即确保6区支路得电的同时，5区支路不能得电，电动机不能既后退又前进）。（3）2区KM2主触头将由原本的断开状态变为闭合，电动机也将得电，反向转动，并带动工作台后退。

当工作台后移到后端时，将碰触行程开关SQ2，SQ2被触发后，各触头动作情况与前文类似。

当工作台转向前移到前端时，将碰撞行程开关SQ1，SQ1被触发后，各触头动作情况也与前文类似。

如此，工作台就回到了原点，完成了一次往返循环运动。

3.在工作台移动的过程中，可以通过点动SB1随时实现电动机停机。当按下SB1时，控制线路便会断电，交流接触器KM失电、释放，电动机也会停转，工作台停止运行。

4.如果工作台的移动范围达到设定的极限范围，便会触发SQ3、SQ4这两个极限保护行程开关，其触头将从原本的闭合状态变为断开，如此一来，控制线路便会断电，交流接触器KM失电、释放，电动机也会停转，工作台停止运行。

以上便是三相异步电动机的自动往返控制线路，在实际应用当中，该控制电路不但工作安全、操作方便，而且不会造成相间短路，这就是按钮、接触器双重连锁自动往返控制线路的特性。学生在学习该课程时，可结合实训装备，实现“学练结合”，以培养和激发学生的学习兴趣，调动他们的学习积极性，从而取得较好的教学效果，提高教育质量。

参考文献：

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[2]乔礼惠.电动机自动正反转循环控制[J].电气时代，2007（10）.

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