Y—Δ減壓起動的電機正反轉控制電路分析與檢測

摘 要：電機的繼電控制電路，如正反轉控制，Y-Δ起動控制，是生產設備常用的電路。文章主要分析帶有Y-Δ減壓起動正反轉控制電路的工作原理，接線要點，故障檢測的一般方法。這個電路應用廣泛，文章的分析有助于從事相關工作的讀者對電路的理解，對現場線路的安裝、檢測、維護有指導意義。

關鍵詞：繼電控制；Y-Δ；分析；檢測

1 概述

繼電控制電路是生產設備常用的電路，新安裝好的電路需要調試，電路出故障需要檢測，要想安全、快速檢測電路，必需理解電路的工作原理以及掌握檢測電路的基本方法。繼電控制電路有其特點，與電子電路相比結構相對簡單得多，且元件布局有規律。主電路的負載是電動機，控制電路的負載是繼電器線圈。

文章以Y-Δ減壓起動正反轉控制電路為例，說明繼電控制電路的工作原理，接線、故障檢測的一般方法。

電動機起動時因初始轉速為零，在起動階段線路的電流比穩定運行時大得多。三相異步電動機的起動電流是額定電壓下的堵轉電流，為額定電流的5-7倍。對于大容量動機這電流對線路影響是比較大的，比如引起供電線路電壓波動，大電流沖擊對電氣設備的損害等。為了減小電動機起動電流，繼電控制電路設置了減壓起動控制部分，待電機轉速進入接近正常轉速時，電路自動切換到電機正常工作狀態時的全壓供電狀態。減壓起動電路常用的有Y-Δ減壓起動、定子串電阻或電抗減壓起動、自耦變壓器減壓起動等。電動機Δ形運行方式線路電流是Y形運行方式線路電流的3倍。

2 電路原理分析

2.1 主電路分析

圖1所示，KM1、KM2分別控制電動機的正反轉運行，通過改變電源的相序實現，即L1與L3交換接線位置。這兩個接觸器不能同時得電吸合，否則造成線路短路（L1與L3）。KM3閉合電動機作Y形連接，KM4閉合電動機作Δ形連接。這兩個接觸器也不能同時得電吸合，否則造成線路短路。為了防止這兩個接觸器同時吸合，電路上采用互鎖保護控制。

FR為熱繼電器，它實現對電動機的過載保護作用。當電機發生過載時，熱繼電器動作，導致控制電路中熱繼電器的輔助常閉觸點斷開，控制電路失去供電電壓，所有線圈斷電，繼電器復位，電機無供電電壓而得到保護。FU1為熔斷器，對供電線路起短路保護作用。

2.2 控制電路分析

KM1控制電動機的電源供電，KM3控制電動機繞組作Y形方式連接，KM4控制電動機繞組作Δ形方式連接。SB2為正轉起動按鈕，當它閉合時，線圈KM1得電吸合，輔助常開觸點KM1閉合自鎖，電動機以正轉方式運行，同時，線圈KM3得電，線圈KT得電，電動機繞組作Y形方式連接，且定時器延時機構開始工作。定時器的設定時間到了，KT常閉觸點斷開，線圈KM3失電，KT常開觸點閉合，線圈KM4得電，電動機繞組作Δ形方式連接。常閉觸點KM1和KM2及KM3和KM4是互鎖關系，一通一斷，防止這兩個線圈同時得電吸合，造成線路短路。SB3為反轉起動按鈕，當它閉合時，電動機以反轉方式運行，原理與正轉運行方式原理相同。SB1為停止按鈕，當它斷開時，所有線圈失電，接觸器復位，電動機停止運行。

3 電路接線

電路接線，要按一定的順序連接，否則容易接錯或漏接。接電路一般按以下原則：（1）先接主電路，后接控制電路；（2）并聯的幾條支路，按從左到右順序接完一條再接另一條；（3）在一條支路中，從上到下，按順時針方向接完一個回路再到另一個回路，且先接內環后接外環；（4）在連接控制電路線圈時，只接線圈的一端，另一端先不接。當所有支路接完后再將所有線圈沒接的那一端并接一起，回到電源。這樣做可以避免控制電路因接錯造成短路故障；（5）同一個繼電器在不同支路的輔助觸點要分開使用，不能共用一個。

4 電路檢查

4.1 短路檢查

電路連接完之后，要通電調試，這時擔心是否會短路，特別是在考場，怎么解決這一問題？短路分控制電路短路和主電路短路兩種情況。控制電路只要是按照上述第（4）點連接，肯定是不會發生短路現象，除非線圈內部有短路。對于主電路的檢查，先將主電路與電源隔離開，即主電路與空氣開關的接線斷開。按起動按鈕，電路進入工作狀態，用萬用表測量主電路負載阻值，測量電阻應為電機繞組電阻。電阻接近零，說明有短路故障。測試前可先測量電機電阻，以做比較。

4.2 故障檢查

電路連接完之后，將主電路與電源隔離開，按起動按鈕，電路進入工作狀態，看各繼電器的吸合狀態是否符合電路要求。若不符合要求，故障一般發生在控制電路，根據現象判斷故障可能發生的部位。繼電器不吸合，肯定是線圈沒電壓，可以用電壓法檢查。將萬用表一根表筆接觸在線圈的一端（公共端），另一根表筆從線圈的另一端開始往上檢查。若出現電壓為零，說明此處有開路現象，斷開電源，用萬用表電阻擋位對開路點進一步檢查。繼電器不能自鎖，應查相應的自鎖電路。

如果繼電器工作狀態正常，說明控制電路沒問題，故障出在主電路，主要檢查接觸器的觸點是否接觸良好。

故障舉例：電機繼電控制電路如圖1，按起動按鈕SB2或SB3，電機能正反轉運行，但只能做Y形方式運行，不能切換到Δ形方式運行。

分析：（1）Y形方式運行正常，說明控制電路KM1、KM2、KM3所在支路沒問題，它們的公共電路也沒問題；（2）Δ形方式不能工作，說明控制電路線圈KM4不通電；（3）重點檢查線圈KM4支路的KM3、KT觸點。

檢查：（1）觀察KT是否吸合，若吸合而無延時動作，說明延時功能機構可能損壞；（2）觀察線圈KM3經延時后是否會斷電，若不能斷電可推斷時間繼電器延時功能機構有故障；（3）將主電路與電源脫離，KT常閉觸點一端斷開，KT常開觸點用導線連接閉合，通電，若KM4吸合，說明KT部件有故障。對于機械式時間繼電器（如JS7-2A），也可人為地觸動延時機構，執行延時動作。

5 結束語

繼電控制電路的分析，應先分析主電路后分析控制電路和輔助電路。在主電路中，弄清楚各接觸器與電動機的連接關系，判斷出它們的作用；在控制電路中，弄清楚每個線圈得電的條件及互鎖關系。理解電路原理圖是有目標、有針對性地進行電路故障檢測的前提，是快速排除疑難故障的關鍵。

參考文獻

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[2]田淑珍.工廠電氣控制設備及技能訓練（第2版）[M].北京：機械工業出版社，2013.

[3]阮友德.電氣控制與PLC[M].北京：人民郵電出版社，2009.

作者簡介：林圃（1968-），男，工學碩士，海南經貿職業技術學院工程技術學院高級實驗師，長期從事《PLC技術》課程的理論與實踐教學，研究方向主要為PLC技術應用。