试析电动机控制电路的原理及故障排查

李艳利

摘 要；各行各业中广泛使用的生产设备大多都是由电动机拖动的，其中三相鼠笼式异步电动机使用最为广泛。由于各类生产设备的工艺要求不同，因此就需要各种各样与之相适应的控制电路。尽管这些电路整体上千差万别，但都是由一些基本的控制电路组成的。只要掌握这些基本的控制电路，就可以为阅读、分析及设计各种更复杂、更独特的电路打下坚实的基础。

关键词：电动机；控制电路；原理；故障

引言

生产实践中电动机控制电路各种各样，尽管这些电路整体上千差万别，但它们都是由一些基本的控制电路组成的。只要掌握这些基本的控制电路，就可以为阅读、分析及设计各种更复杂的电路打下坚实的基础。

1 直接起动控制电路的工作原理分析

三相鼠笼异步电动机的起动有降压和全压（直接）起动两种方式，直接起动所用的电器设备少，电路简单，容量小的电动机常采用直接起动。

1.1 组合开关控制电路

直接起动控制电路中最简单的是用组合开关对电动机控制的电路。合上组合开关，三相交流电通过组合开关、熔断器直接加到三相异步电动机的定子绕组上，电动机单向运转；断开开关，电动机停转。该电路的优点是结构简单，而且熔断器能起短路保护作用，但缺点是当电动机过载或欠压时，熔体熔断造成电动机不能正常运行或损坏，而且不能实现远距离和自动化控制。

1.2 点动控制电路

利用接触器可实现对电动机的远距离控制和自动化控制。点动控制电路是最简单的一种，电路如图1 所示。

该电路由主电路和控制电路两部分组成。电源、开关、熔断器、接触器KM 主触点和电动机组成主电路；按钮SB 和KM 线圈组成控制电路。当合上电源开关时，电动机不转动，因为KM的主触点是断开的。按下SB，KM 线圈通电，KM 主触点闭合，电动机转动；松开SB，KM 线圈失电，KM 主触点断开，电动机停转。该电路与前述的用开关控制电动机的电路相比，优点是操作方便，操纵小电流的控制电路就可控制大电流的主电路，而且能实现远距离和自动化控制。但这种电路的缺点是要想使电动机长期运行，必须始终用手按住启动按钮，很不方便。要想使电动机连续运转，需要采用具有接触器自锁的控制电路。

1.3 有接触器自锁的控制电路

具有接触器自锁的控制电路如图2 所示。该电路在点控电路的基础上，在控制电路中串联了动断按钮SB2，而且把接触器的一对动合辅助触点与动合按钮SB1 并联。当按下动合按钮SB1时，线圈通电，引起KM 主触点闭合，电动机转动；松开SB1，因并联在启动按钮两端的KM 动合辅助触点已经闭合，接触器KM的线圈维持通电，保证KM 主触点仍处于闭合状态，电动机继续运转；按下停止按钮SB2，电动机停转。该电路不仅能保证电动机单向连续运转，而且具有三种保护功能：热继电器实现过载保护；熔断器实现短路保护；接触器实现失压和欠压保护。

上面的几种控制电路都只能使电动机朝一个方向转动，但在生产实践中，经常需要电动机能正反转，如机床工作台的前进和后退、摇臂钻床摇臂的上升和下降、起重机吊钩的上升和下降等。这就需要正反转控制电路。

1.4 正反转控制电路

1）无联锁的正反转控制电路。无联锁的正反转控制电路是最简单的一种正反转控制电路。其工作过程如下：按下动合按钮SB1，KM1 线圈通电，KM1的动合主触点和动合辅助触点闭合，电动机连续单向运转；按下动断按钮SB3，KM1 线圈断电，KM1 主触点和辅助触点断开，电动机停转。按下动合按钮SB2，KM2 线圈通电，KM2 动合主触点和动合辅助触点闭合，电动机反向运转。该电路虽然实现了电动机正反转，但当误操作即按下按钮SB1 后又按下按钮SB2 时，线圈KM1 和KM2 的六个主触点同时闭合，将造成电源短路。要解决该电路的缺点，可以在此电路的基础上稍作改进，实现电器联锁控制。

2）带电气互锁的正反转控制电路。把接触器KM1、KM2 的动断辅助触点串接在对方线圈回路中，这样接触器KM1 和KM2 的两个线圈就不会同时通电，这种相互制约的控制方式称为互锁或者联锁。该电路的缺点是在电动机由正转变为反转或由反转变为正转的操作中，必须先按停止按钮，这样难以提高劳动生产率。为此可采用按钮、接触器双重联锁正反转控制电路。

3）按钮、接触器双重联锁正反转控制电路。该电路SB1、SB2 采用复合按钮，其动断触点分别串接在对方线圈回路中，这样，按下SB2 时，只有KM2 得电动作，同时SB2 的动断触点将KM1 线圈回路切断；同理按下SB1 时，只有KM1 得电动作，同时SB1 的动断触点将KM2 线圈回路切断，从而保证KM1 和KM2 不同时通电。这样既操作方便又安全可靠。

2 故障排查

掌握了电路的工作原理，知道了电路的动作过程，就能快速准确地排查故障。排查故障的方法很多，测量法是找出故障点的基本、可靠和有效的方法。在不通电的情况下可以采用万用表电阻法进行故障诊断，即使用万用表的电阻档通过测量电阻来检查电路。下面以无联锁的正反转控制电路为例简单介绍故障排查方法。

2.1 主电路的检查

在切断总电源的情况下合上自动空气开关，用万用表电阻档分别测量三相火线和异步电动机的三根引线之间的电阻值，正常时电阻应为无穷大。然后测量点不变，手动交流接触器KM1、KM2 的动合主触点使之闭合，此时，若电阻几乎为零，说明KM1、KM2 动合主触点动作良好且接线正确，热继电器的热元件接线正确；若电阻为无穷大，再分别检查KM1、KM2 和热元件的好坏及接线情况。

2.2 控制电路的检查

用万用表电阻档测量控制电路两端的电阻值，若电阻为无穷大，则电路正常。然后按下SB1，若电阻几乎为零，说明SB1动作良好且连接正确，电路中其它元件正常且连接正确；若电阻为无穷大，再分别对该部分电路中各元件进行检查。同理可检查KM2 线圈所在电路。

参考文献

[1]曹建林.电工学[M].北京：高等教育出版社，2008：101.

[2]周定文，付植桐.电工技术[M].北京：高等教育出版社，2013：220.

[3]曹太忠.浅谈电动机控制线路故障检修[J].数子技术与应用，2010（8）：177.