三相電機控制線路的安裝與調試

秦澤輝

內蒙古根河市金河廣播電視中心

三相電機控制線路的安裝與調試

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三相異步電動機的基本運行控制包括起動、調速、正反轉和制動。本文主要介紹三相異步電動機的直接起動控制電路和正反轉控制電路。熟悉并認識常用的低壓電器元件，了解三相異步電動機的工作原理，初步認識電機的電氣控制，實現對三相異步電動機的正反轉控制。掌握常用低壓電器元件的安裝使用方法，對三相異步電動機控制線路進行規劃與實施。

三相異步；電動機；電氣；控制基礎

三相異步電動機的基本運行控制包括起動、調速、正反轉和制動。本文主要介紹三相異步電動機的直接起動控制電路和正反轉控制電路。熟悉并認識常用的低壓電器元件，了解三相異步電動機的工作原理，初步認識電機的電氣控制，實現對三相異步電動機的正反轉控制。掌握常用低壓電器元件的安裝使用方法，對三相異步電動機控制線路進行規劃與實施。

一、常用低壓器件

低壓電器是指用在交流頻率50Hz、額定電壓1000V以下及直流額定電壓1200V以下電路中，能根據外界的信號和要求，手動或自動地接通、斷開電路，以實現對電路或電氣設備的切換、控制、保護、檢測和調節的各種電器元件。低壓電器作為基本控制電器，廣泛應用于輸、配電系統和自動控制系統中，在工農業生產、交通運輸和國防工業中起著極其重要的作用。目前，低壓電器正朝著小型化、模塊化、組合化和高性能化發展。

常用的低壓電器元件主要有刀開關、熔斷器，斷路器、接觸器、繼電器、按鈕，行程開關等，學習、識別與使用這些電器元件是掌握電氣控制技術的基礎。

二、三相異步電動機及其內部結構

電動機是將電能轉換成機械能的裝置，俗稱馬達，主要作用是產生驅動力矩，作為用電器或小型機械的動力源。根據電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。工業生產中廣泛應用交流電動機，特別是三相異步電動機。它具有結構簡單、易于控制、效率高和功率大等許多優點，例如一般的機床、起重機、傳送帶、鼓風機、水泵等都普遍使用三相異步電動機作為動力源，

三相異步電動機主要由定子和轉子兩部分組成。定子與轉子由氣隙隔開

1.定子

定子由定子鐵心、定子繞組和機座組成。定子鐵心是電動機的磁路部分，由彼此絕緣的硅鋼片疊成，目的是減小鐵損（渦流損耗和磁滯損耗）。繞組是電動機的電路部分，通常由漆包線繞制而成，三組均勻分布，空間位置彼此相差120°。機座用于容納定子鐵心和繞組并固定端蓋，起保護和散熱作用。

2.轉子

轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸三部分組成。轉軸由中碳鋼制成，其兩端由軸承支撐，通過轉軸電動機輸出機械轉矩。鐵心是由外圓沖有均勾槽口、彼此絕緣的硅鋼片疊成的。轉子鐵心根據結構可分為籠型轉子和繞線型轉子。

3.氣隙

異步電動機與其他類型的電機一樣，定子與轉子之間必須有一定的氣隙。為了降低電動機的空載電流和電動機的功率因數，氣隙應該盡量地小，一般中小型異步電動機的氣隙為0.2mm～1.5mm。

四、三相異步電動機的工作原理

1.旋轉磁場的產生

若給在空間位置上互差120°的三相對稱繞組通入三相對稱電流，在三相繞組中就會產生旋轉磁場。

在一個電流周期內，三相電流產生的旋轉磁場在空間轉過360°。旋轉磁場的旋轉方向取決于三相電流的相序。若在三相繞組U、V、W中通入三相正序電流，則磁場按順時針方向旋轉；通入三相逆序電流則相反。實際應用中，把電機與電源相連的三相電源線調換任意兩項后，即可改變電動機的旋轉方向。一般約定：電流由線圏的首端流進，末端流出為正序；電流由線圈的末端流進，首端流出為逆序。

2.旋轉磁場的磁極對數

旋轉磁場的磁極對數用P表示，取決于三項定子繞組。若三相繞組每相繞組由-圈組成，則合成磁場只有一對磁極，即極對數P=1；若將每相繞組分成兩段，則是兩對磁極，即P=2。

3.旋轉磁場的轉速

旋轉磁場的轉速也稱為同步轉速，取決于磁場的磁極對數。對一臺具體的電動機而言，磁極對數在制造時就已經確定好了，因此在工頻情況下不同磁極對數的電動機的同步轉速也是確定的。

4.電動機的轉動原理

定子三相繞組通入三相交流電，定子繞組產生旋轉磁場，切割轉子導體，產生感應電動勢，轉子繞組是閉合的，從而產生感應電流。由電磁感應原理，產生電磁力F，從而產生電磁轉矩丁，使得電動機的轉子轉動起來。

5.轉差率

由前面的分析可知，電動機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，但轉子轉速n不可能達到與旋轉磁場的轉速相等，所以這種電動機便稱為三相異步電動機。旋轉磁場的同步轉速和電動機轉子轉速之差與旋轉磁場的同步轉速之比稱為轉差率。

6.三相異步電動機的銘牌數據

每個出廠的電動機機身上都有銘牌數據，若要經濟合理地使用電動機，必須査看電動機的銘牌，根據實際的需要來選擇合適的電動機。

五、三相異步電動機的電氣控制基礎

電氣控制線路圖可以繪制成兩種不同的形式：安裝圖（接線示意圖）和電氣原理圖。安裝圖是按照電氣與設備的實際布置位置繪制的，將屬于同一個電氣或設備的全部部件按照其實際位置畫在一起，便于安裝與檢修。電氣原理圖是按照電路功能進行繪制的，各元件的導電部分（如線圈和觸點）的位置，都繪制在它們實現功能作用的地方（如線圈和觸點可以不畫在一起、而并不按照各電器元件的實際布置繪制，對分析電路而言比較方便。

較復雜的電氣控制線路一般分為主電路和控制電路。主電路主要由主熔斷器、接觸器的主觸點及電動機等組成；控制電路由按鈕、接觸器線圈及輔助觸點等組成。控制電路的電流較小，通常與主電路共用一個電源。

三相異步電動機的基本運行控制包括起動、調速、正反轉和制動。下面主要介紹三相異步電動機的直接起動控制電路和正反轉控制電路。

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