淺析三相異步電動機控制回路在生產中的應用

寧國平 寧國燕 武楨 潘柯柯

（冀南技師學院，河北邯鄲 056003）

0.概述

工業生產過程中需要大量的異步電動機，這些電動機起著很重要的作用，是維持生產正常進行的必要條件，如工礦企業的大型風機，起著為各種主體生產設備送風或抽氣的作用，大量的水泵機組也多是采用三相異步電動機進行動力旋轉，通過異步電動機的旋轉以此來帶動水泵機組的運行，為生產供水，大量的閥門，如煤氣盲板閥、煤氣電動蝶閥、混合煤氣三通閥等大型的閥門也是采用了三相異步電動機進行工作，通過傳動設備將三相異步電動機的電能轉換為閥門的機械能，以此來實現特有的管道介質接通或輸送功能，而這些風機、水泵、閥門等動力設備要想保證能正常工作，實現各自的控制功能，離不開三相異步電動機的控制電路，這些控制電路的型式很多樣，隨著科技的進步大量的電動設備采用了集成控制電路來控制設備的正常運轉，但仍然有大量的設備采用了經典的控制電路來控制設備的正常運轉，這些控制回路的功能是很多電子模塊所不能取代的，本文通過論述經典的控制回路的工作方式和掌握方式，來實現對基礎的三相異步電動機控制回路的理解和應用，介紹常用的控制電路如何在生產設備中起到控制作用，以及我們通過什么樣的方式來掌握三相異步電動機的控制回路，掌握控制回路的練習方法和應用實踐。

1.三相異步電動機正反轉控制電路在生產中的應用

三相異步電動機在生產中的很多場所會用到，通過它的工作能夠實現大量的基本控制功能，在工礦企業常見的應用場所有風機、水泵、閥門等。這些場所為什么需要三相異步電動機的正反轉電路呢？正反轉控制又是如何在沒有人為干預的情況下如何正常運行呢？三相異步電動機的正反轉控制電路為什么在企業的生產中處處需要呢？我們一一進行分析。

首先，工業生產中需要大量的能源介質來保證生產的順利進行，如工業鍋爐的煤粉燃燒需要大量的空氣，而這些空氣需要大型風機來保證介質的正常供應，這些風機的動力多數來自三相異步電動機來進行提供，而三相異步電動機的啟動和停止等控制信號需要控制回路的合理設計和規范安裝后，進行調試、檢查、試運行等步驟才能實現。其次，大量的工業用水泵和大型儲罐或球罐的過濾器和反洗水泵等需要三相異步電動機的正反轉控制來實現正洗和反洗功能，這些功能的正確實現需要控制回路的正確設計和正確安裝后，需要根據生產實際進行調試、試運行和反復試驗后才能正常投入生產運轉中，這些控制功能的實現需要科學的回路設計和規范的安裝，才能得以在生產中正常投入使用。有很多的大型煤氣站采用了型式多樣的閥門，如電動閥、盲板閥、調節閥等機構，這些閥門的外觀或工作方式不盡相同，但工作的基本原理和控制邏輯是相同的，雖然隨著科技的發展產生了很多集成電路板控制的閥門，但由于這樣的閥門造價高、故障率高、后期維修難度高、維修成本高等缺點，許多場所不會采用這樣的閥門，而靠邏輯控制回路進行功能實現的三相異步電動機控制方式在許多工業生產場所大量應用，由于這種控制方式能夠實現遠端的自動控制，同時改造成本較低，改造難度較小，安裝器件簡單，邏輯控制方式清晰明了等優點的存在，使得這些控制方式在實際生產過程中大量采用，應用范圍很廣泛，滲透到了工業生產和人民生活的方方面面，那么這么有效的三相異步電動機控制回路有哪些種類呢？我們通過什么途徑和方式來進行掌握和實際應用呢？我們來分析探討這些控制回路的電路結構，元器件功能，電路特點和工作原理，以及它的安裝工藝和流程，對這些方面進行系統分析和闡述后達到活學活用的目的。

2.三相異步電動機實現正反轉的方法

工業生產中和生活中大量的采用交流電能進行動力供電，而常見的動力電路有三相三線制，即動力電路只有三相相線，分別為A相、B相、C相，通過三相電源給設備進行供電；還有采用三相四線制的供電方式，除了正常供電的A相、B相、C相外還多了一根中性線，即我們常說的零線，這種供電方式不盡能滿足三相電源的正常供給，同時能實現220V交流電的正常供給；還有一種供電方式為三相五線制，即采用A相、B相、C相、中性線和保護接地線供電方式，這種供電方式不僅能實現正常的三相供電和兩相供電，還能實現異步電動機的保護。而在生產過程中想要實現設備的正反轉控制有多種方式，雖然控制器件不一樣，但其本質原理是一樣的，它的本質原理都是通過改變三相電的任意兩相供電電源來實現的。如一臺風機采用了三相異步電動機，這臺異步電動機采用的是Y型連接方式，正轉時電源的A相、B相、C相分別接到電動機的U端子、V端子、W端子上，此時電動機的旋轉方向若為正向，那么我們通過一種器件，如倒順開關或者兩個接觸器等方式實現電源的供電任意兩相的順序進行倒換后，便能實現電動機的反轉。

3.倒順開關的正反轉控制

倒順開關也叫逆轉換開關，利用改變電源的供電順序來實現電動機的正反轉，倒順開關的外觀如圖1所示。

圖1 倒順開關實物圖

那么倒順開關的工作原理是什么呢？我們分析一下它的接線原理圖2所示。

圖2 倒順開關工作原理圖

倒順開關的內部有6個接線端子，若三相異步電動機正傳時L1、L2、L3分別接在電動機的U、V、W三個端子上，若通過轉換倒順開關的旋鈕便能將三相電源進行轉換，如電源的L1接在W端子上，L2仍然接在電動機的V相上，L3接在電動機的U相上，這樣就通過倒順開關的切換操作實現了電動機的正反轉控制。

4.接觸器聯鎖正反轉控制

在實際生產過程中，大量采用了接觸器控制的正反轉控制方式，因為有需多場所需要遠程控制或者需要短時進行切換操作，或者控制回路在高空處，通過倒順開關無法實現其控制功能，如電動葫蘆、橋式起重機等，在這些設備上我們采用了接觸器聯鎖的控制方式來實現其正反轉控制功能。接觸器控制方式來實現電動機的正反轉電路圖3所示。

圖3 接觸器控制正反轉原理圖

電動機在正轉過程中KM1接觸器吸合，三相電源L1、L2、L3分別接在電動機的U相、V相、W相上，電動機正轉，當需要電動機反轉時按動SB2控制按鈕，KM1接觸器斷開，KM2接觸器吸合，此時三相電源的L1接在W相上，L2仍然接在V相上，L3接在U相上，這樣實現了電源的互換，進而實現了電動機的反轉。

5.結語

我們了解了三相異步電動機的正反轉控制應用場所，以及實現電動機正反轉的元器件及其工作原理，通過分析比較我們得知接觸器控制電動機的正反轉控制回路應用更加廣泛，通過本文的論述希望對電氣從業人員在工作實踐中進行回路改造和器件應用場合的選擇有所借鑒和幫助。