中職（zhí）學生對三相異步電（diàn）動（dòng）機正（zhèng）反轉（zhuǎn）控製原理圖認識

摘 要：在中職電工電子（zǐ）教學中，三（sān）相異步電（diàn）動機正反（fǎn）轉控製是一個重點（diǎn）內（nèi）容。在電工電子實際工作中，各類自動化裝置的電動機驅動工作部往往需（xū）要正、反兩個方（fāng）向的運動，如主軸的正轉與反轉、搖臂的上升和下降等很多是靠電動機的正反轉來實現的。三（sān）相異步電（diàn）動機的（de）正反轉控製是一個基本的自動控製環節，對電工電子教學（xué）中較簡單（dān）的（de）控製內容教師可以在此基礎上做一些刪改，較複雜的控（kòng）製內容可以在此（cǐ）基礎上進行適當（dāng）的補充。本文重點介（jiè）紹在中職電工（gōng）電子專業教學中（zhōng），幾種常（cháng）見的正反轉控（kòng）製電路的安裝（zhuāng）與（yǔ）調試（shì）中的常（cháng）見問題及解決方案。

三相異步電動機正反轉控製原理圖1

    為了使電動機能夠正轉和反轉，可采用兩隻接觸器KM1、KM2換接電動機（jī）三相電源的相（xiàng）序（xù），但兩個接觸器不能吸合，如果（guǒ）同時吸合將造成電源的短路事故，為（wéi）了防止這種事故，在電路中應采取可靠的互鎖（suǒ），上圖為采用按（àn）鈕和接（jiē）觸（chù）器雙重（chóng）互鎖的電動機正、反兩方（fāng）向運行的（de）控製電路。線路分析如下：
一、正向啟動：1、合上空（kōng）氣（qì）開關QF接通三相電源2、按下正向啟動按鈕SB3，KM1通電吸（xī）合並自鎖，主觸頭閉合（hé）接通電動機，電動（dòng）機這時的相序是L1、L2、L3，即正向運行。
二、反向啟動：1、合上空氣開（kāi）關QF接通三相電源2、按下反向啟動按（àn）鈕SB2，KM2通電吸合並通過輔助（zhù）觸點自鎖，常開主觸頭閉（bì）合換接了（le）電動機三相的電源相序，這時電動機的相序（xù）是L3、L2、L1，即（jí）反向運行。
三、互鎖環節：具有（yǒu）禁（jìn）止功能在線路中起安（ān）全保護作用1、接觸（chù）器（qì）互（hù）鎖：KM1線圈回路串入（rù）KM2的常閉輔助觸點，KM2線圈回路串入KM1的常閉觸點。當正轉接觸器KM1線圈通電動作後，KM1的輔助常閉觸點斷（duàn）開了KM2線圈回路，若使KM1得電吸合，必須先使KM2斷電釋放，其輔助（zhù）常閉觸頭複位，這就防止了KM1、KM2同時（shí）吸合造成相間短路，這一線路環節稱為互鎖環節。2、按鈕互鎖：在電路中采（cǎi）用了控製（zhì）按鈕操作的正反傳控製電路，按（àn）鈕SB2、SB3都具有一對常開觸點，一對常閉觸點，這兩個（gè）觸點分別與KM1、KM2線圈回路連（lián）接（jiē）。例如按鈕SB2的常開觸點與接觸（chù）器KM2線圈串聯，而常閉（bì）觸點與接觸器（qì）KM1線圈回路串聯。按鈕SB3的常開觸點與接觸器（qì）KM1線圈串聯，而常閉觸（chù）點壓KM2線圈回路（lù）串聯。這樣當按下（xià）SB2時隻能有接觸器KM2的線圈（quān）可以（yǐ）通（tōng）電而KM1斷電，按下SB3時隻能有接觸器KM1的線（xiàn）圈可以（yǐ）通電而KM2斷電，如果同時按下SB2和SB3則兩隻接觸器線圈都不能通電。這樣（yàng）就起到了互鎖的作用。
四、電動機正向（或反向）啟動運轉後，不必先按停止按（àn）鈕使（shǐ）電動機停止，可以直接按反向（xiàng）（或正向）啟動按鈕，使電動機（jī）變為反方向運行。
五、電動機的過（guò）載保護由熱繼電器（qì）FR完成。
 
三相異步電動機正反轉控製原理圖2
　　在選（xuǎn）擇斷路器時，我們不僅要關注斷路器的延遲曲線（xiàn）等主要指標，還應重視它的很多次要功能，這些常容易被忽略（luè）的性能不僅能為一個良好的設計錦上添花，而且還能幫助工程師們為其應用設計精密的保護電路。
　　目前（qián）市麵上有許多配備了各種可（kě）選功能的斷路器，這些（xiē）功能（néng）對於電路保護（hù）設計很（hěn）有（yǒu）幫助。下麵（miàn）列出的是一些較為常見的（de）功能。
　　輔助接點（diǎn）（輔助開關）：它們是與主接點電隔離的接點（diǎn），適用於（yú）報警和程序開（kāi）關。輔助接（jiē）點可用於向操作人員或控製係統告警，發出警報，或在重要應用（yòng）中接通備用電源。
　　傳動：傳動器類型的選擇不僅是出於美觀的考慮。具有開關速度是通（tōng）/斷（duàn）開關兩倍的（de）傳動搖杆開關的斷路器能夠節約成本和電路板空間。推（tuī）挽式傳動器在遇到突發事件時最為穩定。
　　分流端子：傳統斷路器（qì）被（bèi）認為是“串聯跳閘”的，這是因為接點、電流感應元件和負載都是串聯的。分流（liú）端（duān）子從主電路分出支路，這樣可將次（cì）級負載接入。如果（guǒ）初級負載（zǎi）發生了短路或過載，斷路器將跳閘並切斷兩個負載的（de）電源。
　　與（yǔ）輔助（zhù）接點不同，分流端子是接到位於開關接（jiē）點和（hé）電流感應元件之間的斷路器載流通路的，這（zhè）意味著第二個負載不受過載或短路保（bǎo）護。可以采（cǎi）用一個獨立（lì）的（de）斷路（lù）器來保護次級電路，否則該電路隻可用於（yú）具有內置保護電路的（de）設備。 
　　複式控製（遙控跳閘或繼電器跳閘）：複式控製斷路器將兩個彼此電隔離的感應元件組合起來以實現（xiàn）多項功能。例如，複式控製斷路器可利用遙控傳動器或感應器來進行傳（chuán）統的過流保護以及電路斷接。遙控（kòng）跳閘（zhá）是複（fù）式（shì）控製的一（yī）個例子，通常被稱為“繼電器跳閘”。
　　低壓跳閘：這是斷路器中一個獨立的電壓敏感元件，如（rú）果電壓降到預定值以下，它將使主接點開路。具有（yǒu）低電壓跳閘的開關斷（duàn）路器被廣泛用於（yú）有線連接電器的通（tōng）/斷控製。安全管理部門要求這（zhè）些電器（qì）在發生掉電時必須切斷電源，以避免電源恢複時電器突然重（chóng）新啟動的危險。
　　自動跳閘：一個自動跳閘的斷路器在故障期間不（bú）會一直保持閉合—因為開關裝（zhuāng）置不會因強行保持傳動器接通而失效。在一（yī）個完全自動跳閘的設計中，當傳動（dòng）器被保持在“接通”位置時，主接點在發生故障之後將始終保（bǎo）持開路。一些被稱為“循（xún）環自動跳閘”的斷路器（qì）在故障（zhàng）期間不能強行保持接通狀態，但如果傳動器一直處在“接通”的（de）位置，則它們將周期性地接通和斷開（kāi）。如（rú）果斷（duàn）路器安裝在容易夠（gòu）得著的地方（即未封閉），則應采用自（zì）動跳（tiào）閘斷路器。
六、倒順開關正反（fǎn）轉控製線路的安裝與調試（shì）模塊的特點分（fèn）析：
　　在中職電工電子教學中，倒順開（kāi）關正反轉（zhuǎn）控製線路所用電器較少，線路比較簡單，操作人員勞動強度大，操作安全性差。在倒順（shùn）接法安裝時，學生的一些常（cháng）見問題有：一是開關的金（jīn）屬外殼是否可靠接地。接地線連接倒順開關是否接到指（zhǐ）定的接地螺釘上（shàng），切忌接在開關的罩殼上。二是進出線接線是否接（jiē）錯。接線時，應看（kàn）清開關線端標記，保證標記為L1、L2、L3接電（diàn）源，標記為U、V、W接（jiē）電動機，否則會造成兩（liǎng）線電源短路。三是倒（dǎo）順開關的操作順序是否正確。四（sì）是若（ruò）作（zuò）為臨時（shí）性裝置安裝時，如將倒（dǎo）順開關安裝在牆（qiáng）壁上時（shí），接到電動機的引線（xiàn）可采用塑（sù）料銅線或橡套電纜線，並采用金屬軟（ruǎn）管保護；若（ruò）將開關和電動機一起安裝在同一金屬結構件上或支（zhī）架上，開（kāi）關（guān）的電源進線（xiàn）必須采用四角（jiǎo）插頭和插（chā）座連接，並在插座前裝熔斷器或（huò）再加裝隔離（lí）開關。可移動（dòng）的引線必須完整無損，不得有接頭。引線（xiàn）的長度一般不超過2m。
　　學生在調試時的注（zhù）意事項：一（yī）是電動機由正轉變反轉。應（yīng）先使電動（dòng）機停轉，然後再把手柄（bǐng）扳到倒向（xiàng）的位置，使其（qí）反轉。若（ruò）直接由順變倒（dǎo），電動機的（de）定子繞組會因為電（diàn）源突然反接而產生很大的反向電流，易使電動機（jī）定子繞組因過熱而損壞。二是（shì）調試時電動機不啟動或電（diàn）動機缺相可（kě）能使熔斷器的（de）熔體熔斷、倒順開關操作失控、倒順開關（guān）動靜觸頭接觸不良。查明原因後更換（huàn）熔體、修複或更換倒順開（kāi）關，對觸頭進行修整。這些應是（shì）教師指導的重點。
七、電動機（jī）接觸器控製（zhì）線路的安裝與調試模塊的教學分析：
　　在電工電子教學中，我們采用接觸器（qì）來控製電動機的正反轉，可以大大減輕勞動強度，但（dàn）電（diàn）路相對複雜。學生在實習安裝時有以下常見問題。
　　1.接（jiē）線（xiàn）常（cháng）見故障：
　　接觸器連鎖觸頭接線沒有正確連接（jiē）兩個接觸器，即正轉的接觸器（qì）和反轉的接觸器沒有分別（bié）用正轉（zhuǎn）按鈕和（hé）反轉按鈕（niǔ）控製。教師（shī）要提醒學生注意兩個接觸器的主觸頭所接的電源相序不同，其相（xiàng）應的（de）控製電路有兩個接觸器連鎖觸頭，如果連接錯誤會造成主電路中兩（liǎng）相電源短路（lù）。一般我們（men）采取的措施就是在正反轉控製（zhì）電路中分別串接對方接觸（chù）器的一對常閉輔助觸頭。在（zài）調試時，我們應先合上QF，再（zài）按下SB1及SB3，看控製是否正常，並在按下SB1後，再按下SB2，觀察有無連鎖作用。
　　2.學生實習排除故障常見原因（yīn）：
　　（1）鐵芯吸不上或吸力不足。原因：電流電壓過低、線圈技術參數不符合使用要求、線圈（quān）燒斷或斷線（xiàn）、卡住、生鏽、彈力過大。
　　（2）鐵芯（xīn）不放開（kāi）或釋放過慢。原因：觸頭熔（róng）焊或（huò）壓力過小、卡住、生鏽、磁麵有油汙或塵埃（āi）、剩磁過大（dà）（鐵芯材料或加（jiā）工問題）。
　　（3）線圈過熱或燒毀：鐵芯不能完全吸合。原因：使用條件不符、操作頻率過高（交流）、空氣潮濕或含有腐蝕性氣體。
　　（4）電磁鐵噪聲過大（dà）。原因（yīn）：電（diàn）壓過低、壓力過大、磁麵不平、有油汙、塵埃、斷路環斷裂。
　　（5）觸頭熔焊。原因（yīn）：操作頻率過高或（huò）過負荷、觸頭表麵有金（jīn）屬顆粒突起或異物、有卡（kǎ）住現象。
　　解決這些問（wèn）題對於教學效果的提升非常重要。
八（bā）、電（diàn）動機接觸器（qì）雙（shuāng）重連鎖正反（fǎn）轉控製電路（lù）模塊的（de）教學分析：
　　教學中對於接觸器（qì）連鎖正反轉控製線路的優點是（shì）安全可靠的，缺點是操作不便（biàn）。用接觸器控製電動機的正反（fǎn）轉（zhuǎn），大大減輕了勞動（dòng）強度，但電路要（yào）相對複雜；用按（àn）鈕連鎖正反做控製線路（lù）的優點（diǎn）是（shì）操作方（fāng）便，不（bú）需按動停止按鈕，可以直接（jiē）進行正反轉切換（huàn），但（dàn）缺點是容易（yì）產生相間（jiān）短路。如：當（dāng）接觸器主觸頭熔焊或者（zhě）被異物（wù）卡住時，即使接觸器線圈失電，其主觸頭也（yě）沒（méi）有分斷，這時按下（xià）開關，得電動作，主觸（chù）頭閉合，就會造成相間短路（lù）。所以，這（zhè）一電（diàn）路存（cún）在一定的安全隱患，這也是教學中教師和學生應該關注的一個重點問題。按鈕、接觸器雙重連鎖正反轉控製電路克（kè）服了接觸器控製電路（lù）中間歇性的缺點，但電路中（zhōng）元（yuán）件較多。控製（zhì）電路至少含有5個控製電（diàn）器，正反停3個按鈕，正反轉2個接觸器。這樣線路相對複雜，電路中有兩個按鈕不帶自鎖，具有兩對觸點，一組常開，一組常閉。利用按鈕與接觸器的觸點組成的電路，在按下（xià）正（zhèng）轉按鈕後再按反轉按鈕就沒有反應，這就是連（lián）鎖（suǒ）；相反，在（zài）反轉時按正轉按鈕也沒有反應，這樣正反轉切換必須要在停機後才能起作用（yòng）。在實際應用當中，設計的電路既要工作安全也要操作方便，這就是（shì）按鈕、接觸器雙重連鎖正反轉控製線路的特點。優點：接觸器連鎖控製線路與按鈕連（lián）鎖控製線路組合在一起形成的新電路，具備了以上兩種電路的優點，操作方便、安全可靠，還不會造成（chéng）相間短路。在完成教學任務時，學生應該同時完成作業記錄表格，培養良好的職業習慣。
九（jiǔ）、位置控（kòng）製線路的控製電路（lù）模塊的教學特點分析：
　　在（zài）機（jī）械運動過程中，一些部件的行程或位置要進行限製。學生在設計控製電路時要對機（jī）械工作性能、結構特點、運動情況、加工工藝及加工情況加以（yǐ）充分的了（le）解，使控製係統簡單、經（jīng）濟、合理（lǐ），便於操作，維修方便，安全可靠，能夠最大限度地滿足機械加工工藝的要求，但更重（chóng）要（yào）的是確保控製電（diàn）路（lù）工作的安全性和（hé）可靠性。學（xué）生在學習此部分內容時，要經常考慮安裝調試的注意事項：一是要正確連（lián）接電器的線圈、正確連接電器元件的（de）觸頭、防止出（chū）現寄生電路；二是在控製電路（lù）中控製觸頭應合理布置（zhì），所有導線的截麵積在等於或（huò）大於0.55mm2時，必須使用軟管，在布線（xiàn）時嚴禁損傷線芯和導線絕緣（yuán）；三是在各電器元件接線端子上引入和引出的導線，除了間距很小和（hé）元件機械強度很差允許直接架空敷設外，其他導（dǎo）線必須經過走線（xiàn）槽進行連接，進入走線槽內的導（dǎo）線要（yào）完全置於走線槽內，並盡可能避免交叉；四是在所有接線端子、導線線頭上，都應套有與電路圖上相應接線號碼一致的編碼套（tào）管，並按線（xiàn）號連接，連（lián）接（jiē）必須牢靠，不（bú）得鬆動，並嚴格按照工序要求操作。學生完成作業項目後，教師要組織小組進行（háng）評價和檢查，防止出現錯誤連接和安全事（shì）故。
十（shí）、小結：
在中職電工電子課實習教學中，異步電動機的檢查與調整內容是教學的重點，我們采取模塊化教學有助於學生更好地理解體會不同正反轉控製電路的優缺點，學生通（tōng）過比較學習能（néng）夠強（qiáng）化理解和記（jì）憶（yì）能力，有助於（yú）理解此部（bù）分內容。但在實際工作中，學生會遇到更為複雜的故障，因此隻通（tōng）過（guò）教學中簡單的實習是遠遠不（bú）夠的，還需要在實習的基（jī）礎上進行更深刻的思考與探究。