基本电气控制线路的装接

项目五 基本电气控制线路的装接

三相异步电动机在工农业生产中应用非常广泛，其控制线路的安装和调试是电工职业岗位的一项重要技能。本项目主要介绍常用的几种继电—接触器控制线路以及线路的安装、调试，逐步培养学生读图能力和故障处理能力以及实践操作技能，为今后从事控制线路的设计、安装和技术改造打下一定的基础。

一、学习目标

知识目标：

1．了解电气原理图，平面布置图、安装接线图的工艺规范及要求；

2．熟练掌握相关低压控制器件的选取与应用；

3．掌握三相异步电动机的如下运行控制原理：手动控制、点动控制、连续控制、电机的正、反转、降压启动方式、制动控制、行程控制等；

4．掌握控制线路的保护功能和检测知识。

技能目标：

1．能够识读和绘制电气控制原理图；

2．能结合控制电路器件进行规范、合理的布局并能正确绘制、识读接线图；

3．会结合控制对象选择相关控制器件并能正确使用与安装，会使用常用检测工具和仪表；

4．能规范地进行电气控制线路的安装与检测维护，并能将所学典型控制环节运用于实际控制电路中。

5．培养学生良好的职业道德、安全生产、规范操作、质量及效益意识。

二、工作任务单

任务一 三相异步电动机基本控制电路的装接

知识链接一 电气控制识图基本知识

一、电工用图的分类及其作用

在电气控制系统中，首先是由配电器将电能分配给不同的用电设备，再由控制电器使电动机按设定的规律运转，实现由电能到机械能的转换，满足不同生产机械的要求。在电工领域安装、维修都要依靠电气控制原理图和施工图，施工图又包括电气元件布置图和电气接线图。电工用图的分类及作用见表5-1。

表5-1 电工用图的分类及作用

图5-1 电气原理图

图5-2 平面布置图

图5-3 接线图

电气控制图是电气工程技术的通用语言。为了便于信息交流与沟通，在电气控制线路中，各种电器元件的图形符号和文字符号必须统一，即符合国家强制执行的国家标准。我国颁布了GB 4728—84《电气图用图形符号》、GB 6988—87《电气制图》及GB 7159—87《电气技术中的文字符号制订通则》，GB5226－85《机床电气设备通用技术条件》，GB/T6988-1997《电气技术用文件的编制》等。

二、读图的方法和步骤

电路和电气设备的设计、安装、调试与维修都要有相应的电气线路图作为依据或参考。电气线路图是根据国家标准的图形符号和文字符号，按照规定的画法绘制出的图纸。

1．电气线路图中常用的图形符号和文字符号

要识读电气线路图，必须首先明确电气线路图中常用的图形符号和文字符号所代表的含义，这是看懂电气线路图的前提和基础。

（1）基本文字符号。基本文字符号又分单字母文字符号和双字母文字符号两种。单字母符号是按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为23类，每一大类电器用一个专用单字母符号表示，如“K”表示继电器、接触器类，“R”表示电阻器类。当单字母符号不能满足要求而需要将大类进一步划分、以便更为详尽地表述某一种电气设备、装置和元器件时采用双字母符号。双字母符号由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，组合形式为单字母符号在前、另一个字母在后，如“F”表示保护器件类，“FU”表示熔断器，“FR”表示热继电器。

（2）辅助文字符号。辅助文字符号用来表示电气设备、装置、元器件及线路的功能、状态和特征，如“DC”表示直流，“AC”表示交流。辅助文字符号也可放在表示类别的单字母符号后面组成双字母符号，如“KT”表示时间继电器等。辅助文字符号也可单独使用，如“ON”表示接通，“N”表示中性线等。

2．电气原理图的绘制和阅读方法

电气原理图是用于描述电气控制线路的工作原理、以及各电器元件的作用和相互关系，而不考虑各电路元件实际的位置和实际连线情况的图纸。绘制和阅读电气原理图，一般遵循下面的规则。

（1）原理图一般由主电路、控制电路和辅助电路三部分组成。主电路就是从电源到电动机绕组的大电流通过的路径；控制电路是指控制主电路工作状态的电路；辅助电路包括照明电路、信号电路及保护电路等。信号电路是指显示主电路工作状态的电路；照明电路是指实现机械设备局部照明的电路；保护电路是实现对电动机的各种保护。控制电路和辅助电路一般由继电器的线圈和触点、接触器的线圈和触点、按钮、照明灯、信号灯、控制变压器等电器元件组成。这些电路通过的电流都较小。一般主电路用粗实线表示，画在左边（或上部） ，电源电路画成水平线，三相交流电源相序L1、L2、L3由上而下依次排列画出，经电源开关后用U、V、W或U、V、W后加数字标志。中线N和保护地线PE画在相线之下，直流电源则正端在上、负端在下画出；辅助电路用细实线表示，画在右边（或下部）。

（2）原理图中，所有的电器元件都采用国家标准规定的图形符号和文字符号来表示。属于同一电器的线圈和触点，都要用同一文字符号表示。当使用相同类型电器时，可在文字符号后加注阿拉伯数字序号来区分，例如两个接触器KM1、KM2表示，或用KMF、KMR表示。

（3）原理图中，同一电器的不同部件，常常不绘在一起，而是绘在它们各自完成作用的地方。例如接触器的主触点通常绘在主电路中，而吸引线圈和辅助触点则绘在控制电路中，但它们都用KM表示。

（4）原理图中，所有电器触点都按没有通电或没有外力作用时的常态绘出。如继电器、接触器的触点，按线圈未通电时的状态画；按钮、行程开关的触点按不受外力作用时的状态画等。

（5）原理图中，在表达清楚的前提下，尽量减少线条，尽量避免交叉线的出现。两线需要交叉连接时需用黑色实心圆点表示，两线交叉不连接时需用空心圆圈表示。

（6）原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件一般应按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，可水平或垂直布置。

（7）为了查线方便。在原理图中两条以上导线的电气连接处要打一圆点，且每个接点要标一个编号，编号的原则是：靠近左边电源线的用单数标注，靠近右边电源线的用双数标注，通常都是以电器的线圈或电阻作为单、双数的分界线，故电器的线圈或电阻应尽量放在各行的—边（左边或右边）。

在阅读电气原理图以前，必须对控制对象有所了解，尤其对于机、液（或气）、电配合得比较密切的生产机械，单凭电气线路图往往不能完全看懂其控制原理，只有了解了有关的机械传动和液（气）压传动后，才能搞清全部控制过程。

阅读电气原理图的步骤：一般先看主电路，再看控制电路，最后看信号及照明等辅助电路。先看主电路有几台电动机，各有什么特点，例如是否有正、反转，采用什么方法启动，有无制动等；看控制电路时，一般从主电路的接触器入手，按动作的先后次序（通常自上而下）一个一个分析，搞清楚它们的动作条件和作用。控制电路一般都由一些基本环节组成，阅读时可把它们分解出来，便于分析。此外还要看有哪些保护环节。

知识链接二 基本控制线路的装接步骤和工艺要求

一、电气控制线路的安装工艺及要求

1．安装前应检查各元件是否良好。

2．安装元件不能超出规定范围。

3．导线连接可用单股线（硬线）或多股线（软线）连接。用单股线连接时，要求连线横平竖直，沿安装板走线，尽量少出现交叉线，拐角处应为直角。布线要美观、整洁、便于检查。用多股线连接时，安装板上应搭配有行线槽，所有连线沿线槽内走线。

4．导线线头裸露部分不能超过2mm。

5．每个接线柱不允许超过两根导线，导线与元件连接要接触良好，以减小接触电阻。

6．导线与元件连接处是螺丝的，导线线头要沿顺时针方向绕线。

二、安装电气控制线路的方法和步骤

安装电动机控制线路时，必须按照有关技术文件执行。电动机控制线路安装步骤和方法如下。

1．阅读原理图。明确原理图中的各种元器件的名称、符号、作用，理清电路图的工作原理及其控制过程。

2．选择元器件。根据电路原理图选择组件并进行检验。包括组件的型号、容量、尺寸、规格、数量等。

3．配齐需要的工具，仪表和合适的导线。按控制电路的要求配齐工具，仪表，按照控制对象选择合适的导线，包括类型、颜色、截面积等。电路U、V、W三相用黄色、绿色、红色导线，中性线（N）用黑色导线，保护接地线（PE）必须采用黄绿双色导线。

4．安装电气控制线路。根据电路原理图、接线图和平面布置图，对所选组件（包括接线端子）进行安装接线。要注意组件上的相关触点的选择，区分常开、常闭、主触点、辅助触点。控制板的尺寸应根据电器的安排情况决定。导线线号的标志应与原理图和接线图相符合。在每一根连接导线的线头上必须套上标有线号的套管，位置应接近端子处。线号编制方法如下。

（1）主电路。三相电源按相序自上而下编号为L1、L2、L3；经过电源开关后，在出线端子上按相序依次编号为U11、V11、W11。主电路中各支路的，应从上至下、从左至右，每经过一个电器元件的线桩后，编号要递增，如U11、V11、W11，U12、V12、W12……。单台三相交流电动机（或设备）的三根引出线按相序依次编号为U、V、W（或用U1、V1、W1表示），多台电动机引出线的编号，为了不致引起误解和混淆，可在字母前冠以数字来区别，如1U、1V、1W，2U、2V、2W……。

（2）控制电路与照明、指示电路。应从上至下、从左至右，逐行用数字来依次编号，每经过一个电器元件的接线端子，编号要依次递增。

5．连接电动机及保护接地线、电源线及控制电路板外部连接线。

6．线路静电检测。包括学生自测和互测，以及老师检查。

7．通电试车。

8．结果评价。

三、电气控制线路安装时的注意事项

1．不触摸带电部件，严格遵守 “先接线后通电，先接电路部分后接电源部分；先接主电路，后接控制电路，再接其他电路；先断电源后拆线”的操作程序。

2．接线时，必须先接负载端，后接电源端；先接接地端，后接三相电源相线。

3．发现异常现象（如发响、发热、焦臭），应立即切断电源，保持现场，报告指导老师。

4．注意仪器设备的规格、量程和操作程序，做到不了解性能和用法，不随意使用设备。

四、通电前检查

控制线路安装好后，在接电前应进行如下项目的检查。

1．各个元件的代号、标记是否与原理图上的一致和齐全。

2．各种安全保护措施是否可靠。

3．控制电路是否满足原理图所要求的各种功能。

4．各个电气元件安装是否正确和牢靠。

5．各个接线端子是否连接牢固。

6．布线是否符合要求、整齐。

7．各个按钮、信号灯罩和各种电路绝缘导线的颜色是否符合要求。

8．电动机的安装是否符合要求。

9．保护电路导线连接是否正确、牢固可靠。

10．检查电气线路的绝缘电阻是否符合要求。其方法是：短接主电路、控制电路和信号电路，用500V兆欧表测量与保护电路导线之间的绝缘电阻不得小于0.5兆欧。当控制电路或信号电路不与主电路连接时，应分别测量主电路与保护电路、主电路与控制电路和信号电路、控制电路和信号电路与保护电路之间的绝缘电阻。

五、空载例行试验

通电前应检查所接电源是否符合要求。通电后应先点动，然后验证电气设备的各个部分的工作是否正确和操作顺序是否正常。特别要注意验证急停器件的动作是否正确。验证时，如有异常情况，必须立即切断电源查明原因。

六、负载形式试验

在正常负载下连续运行，验证电气设备所有部分运行的正确性，特别要验证电源中断和恢复时是否会危及人身安全、损坏设备。同时要验证全部器件的温升不得超过规定的允许温升和在有载情况下验证急停器件是否仍然安全有效。

知识链接三 三相异步电动机的启停控制

一、三相异步电动机点动控制线路

点动控制指需要电动机作短时断续工作时，只要按下按钮电动机就转动，松开按钮电动机就停止动作的控制。实现点动控制可以将点动按钮直接与接触器的线圈串联，电动机的运行时间由按钮按下的时间决定。点动控制是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路，生产机械在进行试车和调整时通常要求点动控制，如工厂中使用的电动葫芦和机床快速移动装置、龙门刨床横梁的上、下移动，摇臂钻床立柱的夹紧与放松，桥式起重机吊钩、大车运行的操作控制等都需要单向点动控制。

1．电气控制原理图

点动控制电路由电源开关QS、熔断器FU、按钮SB、接触器KM和电动机M组成。如图5－4、图5－5所示。

图5-4 点动控制结构图

想一想：点动! 连续运行怎么办?

图5-5 点动控制原理图

在图5-4和5-5电路中，其主要原理是当按下按钮SB时，交流接触器的线圈KM得电，从而使接触器的主触点闭合，使三相电进入电动机的绕组，驱动电动机转动。松开SB时，交流接触器的线圈失电，使接触器的主触点断开，电动机的绕组断电而停止转动。实际上，这里的交流接触器代替了闸刀或组合开关使主电路闭合和断开的。

2．电路控制动作过程

（1）启动：先合上电源开关QS，按下按钮SB→交流接触器KM线圈得电→KM主触点闭合→电动机M转动。

（2）停止：松开按钮SB→交流接触器KM线圈失电→KM主触点断开→电动机M停止。

3．电动机的转动特点

按下SB，电动机转动；松开SB，电动机停止转动，即点一下SB，电动机转动一下，故称之为点动控制。

二、三相异步电动机单方向连续控制线路

生产机械连续运转是最常见的形式，要求拖动生产机械的电动机能够长时间运转。三相异步电动机自锁控制是指按下按钮SB2，电动机转动之后，再松开按钮SB2，电动机仍保持转动。其主要原因是交流接触器的辅助触点维持交流接触器的线圈长时间得电，从而使得交流接触器的主触点长时间闭合，电动机长时间转动。这种控制应用在长时连续工作的电动机中，如车床、砂轮机等。

1． 电气控制结构图和原理图

点动控制电路中加自锁（保）触点 KM，则可对电动机实行连续运行控制。电路工作原理：在电动机点动控制电路的基础上给启动按钮SB2并联一个交流接触器的常开辅助触点，使得交流接触器的线圈通过其辅助触点进行自锁。当松开按钮SB2时，由于接在按钮SB2两端的KM常开辅助触头闭合自锁，控制回路仍保持通路，电动机M继续运转。电气控制原理如下图5－6、图5－7所示。

图5-6 连续控制接触器控制结构图

图5-7 有过载保护连续控制接触器控制原理图

想一想：点动+连续运行怎么办?

2．动作过程

先合上电源开关QS。

（1）启动运行。按下按钮SB2→KM线圈得电→KM主触点和自锁触点闭合→电动机M启动连续正转。

（2）停车。按停止按钮SB1→控制电路失电→KM主触点和自锁触点分断→电动机M失电停转。

（3）过载保护。电动机在运行过程中，由于过载或其他原因，使负载电流超过额定值时，经过一定时间，串接在主回路中热继电器FR的热元件双金属片受热弯曲，推动串接在控制回路中的常闭触头断开，切断控制回路，接触器KM的线圈断电，主触头断开，电动机M停转，达到了过载保护的目的。

三、三相异步电动机单方向点动与连续混合控制的控制电路

1．连续与点动混合正转控制线路原理图

在生产实践过程中，机床设备正常工作需要电动机连续运行，而试车和调整刀具与工件的相对位置时，又要求“点动”控制。为此生产加工工艺要求控制电路既能实现“点动控制” 又能实现“连续运行”工作。

用途：试车、检修以及车床主轴的调整和连续运转等。

方法一：用开关，如图5-8a。

方法二：用复合按钮，如图5-8b。

方法三：用中间继电器，如图5-8c。

图5-8 点动与连续复合控制电路原理图

其主电路和连续控制电路相同。

2．用复合按钮实现连续与点动混合控制过程

如图5-8a所示，线路的动作过程：先合上电源开关QS，点动控制、长动控制和停止的工作过程如下。

（1）点动控制。按下按钮SB3→SB3常闭触点先分断（切断KM辅助触点电路）。SB3常开触点后闭合（KM辅助触点闭合）→KM线圈得电→KM主触点闭合→电动机M启动运转。

松开按钮SB3→SB3常开触点先恢复分断→KM线圈失电→KM主触点断开（KM辅助触点断开）后SB3常闭触点恢复闭合→电动机M停止运转，实现了点动控制。

（2）长动控制。按下按钮SB2→KM线圈得电→KM主触点闭合（KM辅助触点闭合）→电动机M启动运转。实现了长动控制。

（3）停止。按下停止按钮SB1→KM线圈失电→KM主触点断开→电动机M停止运转。

关键：断开自锁，实现点动；接通自锁，实现连续运转。

3．线路优缺点

线路简单，但动作不够可靠。

请读者自行分析图5-8b和5-8c的工作过程。

知识链接四 电气控制系统的保护环节

电动机在运行的过程中，除按生产机械的工艺要求完成各种正常运转外，还必须在线路出现短路、过载、欠压、失压等现象时，能自动切断电源停止转动，以防止和避免电气设备和机械设备的损坏事故，保证操作人员的人身安全。常用的电动机的保护有短路保护、过载保护、欠压保护、失压保护等。

一、短路保护

当电动机绕组和导线的绝缘损坏时，或者控制电器及线路损坏发生故障时，线路将出现短路现象，产生很大的短路电流，使电动机、电器、导线等电器设备严重损坏。因此，在发生短路故障时，保护电器必须立即动作，迅速将电源切断。

常用的短路保护电器是熔断器和自动空气断路器。熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔断器的熔体不起作用，相当于一根导线，其上面的压降很小，可忽略不计。当电路短路时，很大的短路电流流过熔体，使熔体立即熔断，切断电动机电源，电动机停转。同样若电路中接入自动空气断路器，当出现短路时，自动空气断路器会立即动作，切断电源使电动机停转。

二、过载保护

当电动机负载过大，启动操作频繁或缺相运行时，会使电动机的工作电流长时间超过其额定电流，电动机绕组过热，温升超过其允许值，导致电动机的绝缘材料变脆，寿命缩短，严重时会使电动机损坏。因此，当电动机过载时，保护电器应动作切断电源，使电动机停转，避免电动机在过载下运行。

常用过载保护电器是热继电器。当电动机的工作电流等于额定电流时，热继电器不动作，电动机正常工作；当电动机短时过载或过载电流较小时，热继电器不动作，或经过较长时间才动作；当电动机过载电流较大时，串接在主电路中的热元件会在较短时内发热弯曲，使串接在控制电路中的常闭触点断开，先后切断控制电路和主电路的电源，使电动机停转。

三、欠压保护

当电网电压降低，电动机便在欠压下运行。由于电动机负载没有改变，所以欠压下电动机转速下降，定子绕组中的电流增加。因此电流增加的幅度尚不足以使熔断器和热继电器动作，所以这两种电器起不到保护作用。如不采取保护措施，时间一长将会使电动机过热损坏。另外，欠压将引起一些电器释放，使电路不能正常工作，也可能导致人身伤害和设备损坏事故。因此，应避免电动机欠压下运行。

实现欠压保护的电器是接触器和电磁式电压继电器。在机床电气控制线路中，只有少数线路专门装设了电磁式电压继电器起欠压保护作用；而大多数控制线路，由于接触器已兼有欠压保护功能，所以不必再加设欠压保护电器。一般当电网电压降低到额定电压的85％以下时，接触器（电压继电器）线圈产生的电磁吸力减小到复位弹簧的拉力，动铁心被释放，其主触点和自锁触点同时断开，切断主电路和控制电路电源，使电动机停转。

四、失压保护（零压保护）

生产机械在工作时，由于某种原因发生电网突然停电，这时电源电压下降为零，电动机停转，生产机械的运动部件随之停止转动。一般情况下，操作人员不可能及时拉开电源开关，如不采取措施，当电源恢复正常时，电动机会自行启动运转，很可能造成人身伤害和设备损坏事故，并引起电网过电流和瞬间网络电压下降。因此，必须采取失压保护措施。

在电气控制线路中，起失压保护作用的电器是接触器和中间继电器。当电网停电时，接触器和中间继电器线圈中的电流消失，电磁吸力减小为零，动铁心释放，触点复位，切断了主电路和控制电路电源。当电网恢复供电时，若不重新按下启动按钮，则电动机就不会自行启动，实现了失压保护。

知识链接五 三相异步电动机的正、反转控制

生产机械需要前进、后退，上升、下降等，这就要求拖动生产机械的电动机能够改变旋转方向，也就是对电动机要实现正、反转控制。正、反转控制线路是指采用某一方式使电动机实现正、反转向调换的控制。在工厂动力设备中，通常采用改变接入三相异步电动机绕组的电源相序来实现。

正、反转控制最基本的要求是正转交流接触器和反转交流接触器线圈不能同时带电，正、反转交流接触器主触点不能同时吸合，否则会发生电源相间短路问题。实现三相异步电动机正、反转控制常用的控制线路有接触器联锁、按钮联锁和接触器按钮双重联锁控制三种形式。

一、接触器联锁正、反转控制

1．工作原理

根据电路的需要，在电路中采用按钮盒中的两个按钮来控制电动机的正、反转，即正转按钮SB2和反转按钮SB3。为了避免2只接触器同时动作，在两个电路中分别串入对方接触器的一个常闭辅助触点。这样，当正转接触器KM1得电动作时，对应的反转接触器KM2由于KM1常闭触点联锁的原因，使KM2不能得电动作，反之亦然。这样就保证电动机的正、反转能独立完成。这种接触器通过它的联锁触点控制另一个接触器工作状态的过程称为联锁。控制原理如图5-9所示。

图5-9 接触器联锁正、反转控制原理图

2．动作过程

先合上电源开关QS。正转控制、反转控制和停止的工作过程如下。

（1）正转控制。按下正转启动按钮SB2→KM1线圈得电→KM1主触点和自锁触点闭合（KM1常闭互锁触点断开）→电动机M启动连续正转。

（2）反转控制。先按下停车按钮SB1→KM1线圈失电→KM1主触点分断→电动机M失电停转→再按下反转启动按钮SB3→KM2线圈得电→KM2主触点和自锁触点闭合→电动机M启动连续反转。

（3）停车。按停止按钮SB1→控制电路失电→KM1（或KM2）主触点分断→电动机M失电停转。

注意：电动机从正转变为反转时，必须先按下停止按钮后，才能按反转启动按钮，否则由于接触器的联锁作用，不能实现反转。

想一想：正在正转时若按下反转按钮会怎么办，此电路需要改进的地方？

二、按钮联锁正、反转控制

1．工作原理

按钮联锁控制与接触器联锁控制原理基本一样，区别在于接触器联锁是采用接触器自身的常闭辅助触点来联锁接触器的主触点，使电动机工作，而按钮联锁是采用按钮自身的常闭触点来联锁接触器的主触点，使电动机工作。二者操作步骤和动作过程基本上是一样的，按钮联锁的三相异步电动机正、反转控制电路如图5-10所示。

图5-10 按钮联锁正、反转控制原理图

2．动作过程

闭合电源开关QS。

（1）正转控制。按下按钮SB1→SB1常闭触点先分断对KM2联锁（切断反转控制电路）→SB1常开触点后闭合→KM1线圈得电→KM1主触点和辅助触点闭合→电动机M启动连续正转。

（2）反转控制。按下按钮SB2→SB2常闭触点先分断→KM1线圈失电→KM1主触点分断→电动机M失电→SB2常开触点后闭合→KM2线圈得电→KM2主触点和辅助触点闭合→电动机M启动连续反转。

（3）停止。按停止按钮SB3→整个控制电路失电→KM1（或KM2）主触点和辅助触点分断→电动机M失电停转。

想一想：这种线路控制的可靠程度，需要改进的地方？

三、双重联锁正、反转控制

接触器、按钮双重互锁（联锁）的正、反转控制线路安全可靠、操作方便。常用接触器、按钮双重互锁（联锁）的正、反转控制如图5-11所示。

线路要求接触器KM1和KM2不能同时通电，否则它们的主触头同时闭合，将造成L1、L3两相电源短路，为此在KM1和KM2线圈各自的支路中相互串接了对方的一副常闭辅助触头，以保证KM1和KM2不会同时通电。KM1和KM2这两副常闭辅助触头在线路中所起的作用称为互锁（联锁）作用。另一个互锁是按钮互锁，SB1动作时KM2线圈不能通电，SB2动作KM1线圈不能通电。

图5-11 按钮、接触器双重互锁控制线路

二、控制过程

线路的动作过程：先合上电源开关QS。正转控制、反转控制和停止的工作过程如下。

1．正转控制

按下按钮SB1→SB1常闭触点先分断对KM2联锁（切断反转控制电路）→SB1常开触点后闭合→KM1线圈得电→KM1主触点闭合→电动机M启动连续正转。KM1联锁触点分断对KM2联锁（切断反转控制电路）。

2．反转控制

按下按钮SB2→SB2常闭触点先分断→KM1线圈失电→KM1主触点分断→电动机M失电→SB2常开触点后闭合→KM2线圈得电→KM2主触点闭合→电动机M启动连续反转。KM2联锁触点分断对KM1联锁（切断正转控制电路）。

3．停止

按停止按钮SB3→整个控制电路失电→KM1（或KM2）主触点分断→电动机M失电停转。

知识链接六 三相异步电动机的行程控制

根据生产机械的运动部件的位置或行程进行控制称为行程控制。生产机械的某个运动部件，如机床的工作台，需要在一定的范围内往复循环运动，以便连续加工。这种情况要求拖动运动部件的电动机必须能自动地实现正、反转控制。

一、电气原理图

行程开关控制的电动机正、反转自动循环控制线路如图5-12所示。利用行程开关可以实现电动机正、反转循环。为了使电动机的正、反转控制与工作台的左右运动相配合，在控制线路中设置了四个位置开关SQl、SQ2、SQ3和SQ4，并把它们安装在工作台需限位的地方。其中SQl、SQ2被用来自动换接电动机正、反转控制电路，实现工作台的自动往返行程控制；SQ3、SQ4被用来作终端保护，以防止SQl、SQ2失灵，工作台越过限定位置而造成事故。在工作台边的T形槽中装有两块挡铁，挡铁1只能和SQl、SQ3相碰撞，挡铁2只能和SQ2、SQ4相碰撞。当工作台运动到所限位置时，挡铁碰撞位置开关，使其触头动作，自动换接电动机正、反转控制电路，通过机械传动机构使工作台自动往返运动。工作台行程可通过移动挡铁位置来调节，拉开两块挡铁间的距离，行程就短，反之则长。

图5-12 行程开关控制的三相异步电动机自动往返运动

想一想：自动往返控制和正、反转控制有何区别与联系？

二、工作过程

先合上电源开关QS，按下前进启动按钮SB1→接触器KM1线圈得电→KM1主触头和自锁触头闭合→电动机M正转→带动工作台前进→当工作台运行到SQ2位置时→撞块压下SQ2→其常闭触点断开（常开触点闭合）→使KM1线圈断电→KM1主触头和自锁触头断开，KM1动合触点闭合→KM2线圈得电→KM2主触头和自锁触头闭合→电动机M因电源相序改变而变为反转→拖动工作台后退→当撞块又压下SQ1时→KM2断电→KM1又得电动作→电动机M正转→带动工作台前进，如此循环往复。按下停车按钮SB，KM1或KM2接触器断电释放，电动机停止转动，工作台停止。SQ3、SQ4为极限位置保护的限位开关，防止SQ1或SQ2失灵时，工作台超出运动的允许位置而产生事故。

任务实施一 三相电动机手动控制线路的装接

一、三相闸刀开关控制的三相异步电动机的全压启动

1．电工工具、仪表及器材

（1）电工常用工具。测电笔、电工钳、尖嘴钳、斜口钳、螺钉旋具（一字形与十字形）、电工刀、校验灯等。

（2）仪表。数字式万用表或指针式万用表。

（3）导线。主电路采用BV1.5 mm2（红色、绿色、黄色）；控制电路采用BVlmm2（黑色）；按钮线采用BVR0.75 mm2（红色）；接地线采用BVRl.5 mm2（黄绿双色）。导线数量由教师根据实际情况确定。

（4）所需的电器元件。见表5-2。

表5-2 电器元件明细表

（5）控制板一块（600mm×500 mm×20 mm）。

2．固定元器件

配齐元件之后，按图5-13进行元器件安装。

图5-13 三相闸刀开关控制平面布置图

3．电路装接

电气控制原理图如图5-14a所示。读懂原理图之后，按图5-15连接电路。

(a) 三相闸刀开关控制电路 (b) 倒顺开关控制电路

图5-14 电动机手动控制电路图

图5-15 三相闸刀开关控制的三相异步电动机的全压启动接线图

4．自检和互检电路的连接情况

5．静电检测

将检测结果填入表5-3中。

（1）用万用表测QS两端的电压与电阻。

（2）用万用表测电动机电源接线端之间的电压及电动机接线端与机壳之间的电压。

表5-3 检测结果记录

6．通电试车

在老师检查同意后，闭合QS，观察电动机的转动情况，用万用表测量两相线之间的电

压和电动机两接线端之间的电压，记录两个测量结果并进行比较。

二、倒顺开关控制的三相异步电动机的控制电路（可以实现正、反转）

1．连接电路

按图5-14（b）连接电路。

2．自检和互检电路的连接情况

3．静电检测

将结果填入表5-3中。

（1）用万用表测QS两端的电压与电阻。

（2）用万用表测电动机电源接线端之间的电压及电动机接线端与机壳之间的电压。

4．通电试车

在老师检查同意后，闭合QS，观察电动机启动情况，然后把倒顺开关扳到“停”的位置，使电动机停车之后，再把倒顺开关扳倒“反”的位置，观察电动机的旋转方向的改变，用万用表测量两相线之间的电压和电动机两接线端之间的电压，记录两个测量结果并进行比较。

三、电动机接线

三相异步电动机的定子绕组共有六个引线端，分别固定在接线盒内的接线柱上，各相绕

组的始端分别用U1、V1、W1表示；末端用U2、V2、W2表示。定子绕组的始末端在机座接线盒内的排列次序如图5－16所示。

图5-16 电动机绕组接线图

定子绕组有星形和三角形两种接法。若将U2、V2、W2接在一起， U1、V1、W1 分别接到A，B，C三相电源上，电动机为星形接法，实际接线与原理接线如图5－17所示。

图5-17 电动机Y绕组接线图

如果将U1接W2，V1接U2，W1接Ⅴ2，然后分别接到三相电源上，电动机就是三角形接法，如图5－18所示。

图5-18 电动机∆绕组接线图

在生产实践中，先进行电动机的安装固定，装接好控制板（箱）之后，三相电源线外要套装保护钢管，最后与电动机的接线螺栓相连，如图5-19所示。

图5-19 电动机的引线安装

五、工作质量评价

见表5-4。

表5-4 任务完成质量评分表

特别提示——

1．三相闸刀开关应竖直安装，电源进线在上，负载出线在下，上推合闸，下拉开闸。

2．螺旋式熔断器的电源进线应接在下接线端子上，负载出线应接在上接线端子上，安装熔断器时应有足够的间距，以便于拆装、更换熔体。

3．电动机接线应在断电的情况下进行，其接法应按要求进行。

4．操作注意安全，在没有确定带电的情况下应视为有电，禁止在通电情况下直接接触电动机的金属外壳。

任务实施二 三相电动机点动控制线路的装接

一、使用的主要工具、仪表及器材

1．电器元件

使用的主要电器元件见表5-5。

表5-5 元件明细表

注：低压断路器和组合开关任选其一。

2．工具

测电笔、螺丝刀、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等。

3．仪表

ZC7（500V）型兆欧表、DT-9700型钳形电流表，MF500型万用表（或数字式万用表DT980）。

4．器材

（1）控制板一块（600mm×500 mm×20 mm）。

（2）导线。规格有：主电路采用BV1.5 mm2（红色、绿色、黄色）；控制电路采用BVlmm2（黑色）；按钮线采用BVR0.75 mm2（红色）；接地线采用BVRl.5 mm2（黄绿双色）。导线数量由教师根据实际情况确定。

（3）紧固体和编码套管按实际需要发给，简单线路可不用编码套管。

二、项目实施步骤及工艺要求

1．读懂点动正转控制线路电路图5-5，明确线路所用元件及作用。

2．按表5-5配置所用电器元件，并检验型号及性能。在配置过程中应该注意以下问题。

（1）电器元件的技术数据符合要求，外观无损伤。

（2）电器元件的电磁机构动作要灵活。

（3）对电动机进行常规检查。

3．在控制板上按布置图5-20安装电器元件，并标注上醒目的文字符号。工艺要求如下。

（1）低压断路器、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧。

（2）各元件的安装位置应整齐、匀称，间距合理，便于元件的更换。

（3）紧固各元件时要用力均匀，紧固程度适当。在紧固熔断器、接触器等易碎裂元件时，应用手按住元件一边轻轻摇动，一边用螺丝刀轮换旋紧对角线上的螺钉，直到手摇不动后再适当旋紧些即可。

图5-20点动元器件平面布置图

4．按接线图5-21和接线样板实物图5-22进行板前明线布线和套编码套管。板前明线布线的工艺要求是。

（1）布线通道尽可能少，同路并行导线按主、控电路分类集中，单层密排，紧贴安装面布线。

（2）同一平面的导线应高低一致。

（3）布线应横平竖直，导线与接线螺栓连接连接时，应打羊眼圈，并按顺时针旋转，不允许反圈。对瓦片式接点，导线连接时，直线插入接点固定即可。

（4）布线时不得损伤线芯和导线绝缘。所有从一个接线端子到另一个接线端子的导线必须连续，中间无接头。

（5）导线与接线端子或接线桩连接时，不得压绝缘层及露铜过长。在每根剥去绝缘层导线的两端套上编码套管。

（6）一个电器元件接线端子上的连接导线不得多于两根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。

（7）同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离应一致。

图5-21 点动接线参考图

图5-22 点动接线样板实物图

5．根据电路图5-22检查控制板布线的正确性。

6．安装电动机。

7．连接电动机和按钮金属外壳的保护接地线。

8．连接电源、电动机等控制板外部的导线。

9．自检。

（1）按电路原理图或电气接线图从电源端开始，逐段核对接线及接线端子处连接是否正确，有无漏接、错接之处。检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。接触应良好，以免接负载运行时产生闪弧现象。检查主电路时，可以手动来代替受电线圈励磁吸合时的情况进行检查。

（2）用万用表检查控制线路的通断情况：用万用表表笔分别搭在接线图U1、V1线端上（也可搭在0与1两点处），这时万用表读数应在无穷大；按下SB时表读数应为接触器线圈的直流电阻阻值。

（3）用兆欧表检查线路的绝缘电阻不得小于0.5MΩ。

10．通电试车。接电前必须征得教师同意，并由教师接通电源和现场监护。

（1）学生合上电源开关QS后，允许用万用表或测电笔检查主、控电路的熔体是否完好，但不得对线路接线是否正确进行带电检查。

（2）第一次按下按钮时，应短时点动，以观察线路和电动机有无异常现象。

（3）试车成功率以通电后第一次按下按钮时计算。

（4）出现故障后，学生应独立进行检修，若需要带电检查时，必须有教师在现场监护。检修完毕再次试车，也应有教师监护，并做好实习时间记录。

（5）实习课题应在规定时间内完成。

11．注意事项。

（1）不触摸带电部件，严格遵守“先接线后通电，先接电路部分后接电源部分；先接主电路，后接控制电路，再接其他电路；先断电源后拆线”的操作程序。

（2）接线时，必须先接负载端，后接电源端；先接接地端，后接三相电源相线。

（3）发现异常现象（如发响、发热、焦臭），应立即切断电源，保持现场，报告指导老师。

（4）电动机必须安放平稳，电动机及按钮金属外壳必须可靠接地。接至电动机的导线必须穿在导线通道内加以保护，或采取坚韧的四芯橡皮护套线进行临时通电校验。

（5）电源进线应接在螺旋式熔断器底座中心端上，出线应接在螺纹外壳上。

（6）按钮内接线时，用力不能过猛，以防止螺钉打滑。

三、工作质量评价

见表5-6。

表5-6 任务完成质量评分表

特别提示——

1．安装控制板上的走线槽及电器元件时，必须根据电器元件位置图画线后进行安装，并做到安装牢固、排列整齐、均称、合理、便于走线及更换元件。

2．紧固各元件时，要受力均匀，紧固程度适当，以防止损坏元件。

3．各电器元件与走线槽之间的外露导线，要尽可能做到横平竖直、走线合理、美观整齐，变换走向要垂直。

任务实施三 三相电动机连续控制线路的装接

一、使用的主要工具、仪表及器材

1．电器元件

见表5-7。

表5-7 元 件 明 细 表

2．工具

测电笔、螺丝刀、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等。

3．仪表

ZC7（500V）型兆欧表、DT-9700型钳形电流表，MF500型万用表（或数字式万用表DT980）。

4．器材

（1）控制板一块（600mm×500 mm×20 mm）。

（2）导线规格：主电路采用BV1.5 mm2（红色、绿色、黄色）；控制电路采用BVlmm2（黑色）；按钮线采用BVR0.75 mm2（红色）；接地线采用BVRl.5 mm2（黄绿双色）。导线数量由教师根据实际情况确定。

（3）紧固体和编码套管按实际需要发给，简单线路可不用编码套管。

二、项目实施步骤及工艺要求

1．读懂过载保护连续正转控制线路电路图，明确线路所用元件及作用。

2．按表5-7配置所用电器元件并检验型号及性能。

3．在控制板上按布置图5-23安装电器元件，并标注上醒目的文字符号。

图5-23连续控制元器件平面布置图

4．按接线图5-24和5-25进行板前明线布线和套编码套管。板前明线布线的工艺要求参照任务实施二。

5．根据电路图5-26检查控制板布线的正确性。

6．安装电动机。

7．连接电动机和按钮金属外壳的保护接地线。

8．连接电源、电动机等控制板外部的导线。

9．自检。

（1）用查线号法分别对主电路和控制电路进行常规检查，按控制原理图和接线图逐一查对线号有无错接、漏接。按电路原理图或电气接线图从电源端开始，逐段核对接线及接线端子处连接是否正确，有无漏接、错接之处。检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。

（2）用万用表分别对主电路和控制电路进行通路、断路检查。

1）主电路检查。断开控制电路，分别测U11、V11、W11任意两端电阻应为∞，按下交流接触器的触点架时，测得是电动机两相绕组的串联直流电阻值（万用表调至R×1挡，调零）。检查主电路时，可以手动来代替受电线圈励磁吸合时的情况进行检查。

图5-24 连续控制主电路接线图

图5-25 连续控制控制电路接线图

图5-26 连续控制电路接线样板图

2）控制电路检查。将表笔跨接在控制电路两端，测得阻值为∞，说明启动、停止控制回路安装正确；按下SB2或按下接触器KM触点架，测得接触器KM线圈电阻值，说明自锁控制安装正确。（将万用表调至R×10挡，或R×100挡，调零）。

（3）检查电动机和按钮外壳的接地保护。

（4）检查过载保护。检查热继电器的额定电流值是否与被保护的电动机额定电流相符，若不符，调整旋钮的刻度值，使热继电器的额定电流值与电动机额定电流相符；检查常闭触点是否动作，其机构是否正常可靠；复位按钮是否灵活。

10．通电试车。接电前必须征得教师同意，并由教师接通电源和现场监护。

（1）电源测试。合上电源开关QS，用测电笔测FU1、三相电源。

（2）控制电路试运行。断开电源开关QS，确保电动机没有与端子排连接。合上开关QS，按下按钮SB2，接触器主触点立即吸合，松开SB1，接触器主触点仍保持吸合。按下SB2，接触器触点立即复位。

（3）带电动机试运行。断开电源开关QS，接上电动机接线。再合上开关QS，按下按钮SB1，电动机运转；按下SB2，电动机停转。

11．注意事项。参照任务实施二。

三、常见故障及维修

三相异步电动机具有过载保护的接触器自锁正转控制线路常见故障及维修方法见表5-8。

表5-8 三相异步电动机具有过载保护的接触器自锁正转控制线路常见故障及维修方法

四、工作质量评价

工作质量评价参照表5-6，定额时间由指导教师酌情增减。

特别提示——

1．自锁触点和启动按钮并联。

2．接控制电路时交流接触器线圈是唯一负载，不能忘记，否则会导致控制电路短路。

任务实施四 三相电动机点动与连续复合控制线路的装接

一、使用的主要工具、仪表及器材

1．电器元件

见表5-9。

表5-9 元 件 明 细 表

2．工具

测电笔、螺丝刀、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等。

3．仪表

ZC7（500V）型兆欧表、DT-9700型钳形电流表，MF500型万用表（或数字式万用表DT980）。

4．器材

（1）控制板一块（600mm×500 mm×20 mm）。

（2）导线规格：主电路采用BV1.5 mm2（红色、绿色、黄色）；控制电路采用BVlmm2（黑色）；按钮线采用BVR0.75 mm2（红色）；接地线采用BVRl.5 mm2（黄绿双色）。导线数量由教师根据实际情况确定。

（3）紧固体和编码套管按实际需要发给。

二、项目实施步骤及工艺要求

1．绘制并读懂点动与连续复合控制线路电路图（用复合按钮控制），明确线路所用元件

及作用。

2．按表5-9配置所用电器元件，并检验型号及性能。

3．在控制板上按布置图5-27安装固定电器元件，并标注上醒目的文字符号。

图5-27点动与连续复合控制平面布置图

4．按接线图5-28进行板前明线布线和套编码套管。板前明线布线的工艺要求参照任务实施二。

5．根据电路图5-8a检查控制板布线的正确性。

6．安装电动机。

7．连接电动机和按钮金属外壳的保护接地线。

8．连接电源、电动机等控制板外部的导线。

9．自检。

（1）按电路原理图或电气接线图从电源端开始，逐段核对接线及接线端子处连接是否正确，有无漏接、错接之处。检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。接触应良好，以免接负载运行时产生闪弧现象。

（2）用万用表检查线路的通断情况；用万用表检查时，应选用电阻档的适当档位，并进行校零，以防错漏短路故障。

（3）检查控制电路，用万用表表笔分别搭在控制电路两端，这时万用表读数应在无穷大；按下SB2、SB3时表读数应为接触器线圈的直流电阻阻值。

（4）检查主电路时，可以手动来代替受电线圈励磁吸合时的情况进行检查。

（5）合上QS，按下按钮SB3，接触器KM吸合，电动机运转，松开按钮SB3，接触器KM失电，电动机停转，点动控制；按下按钮SB2，接触器KM吸合，电动机运转，松开按钮SB2，电动机继续运转，长动控制。

（6）用兆欧表检查线路的绝缘电阻不得小于0.5MΩ。

图5-28点动与连续复合控制接线图（按钮依次为3、2、1）

10．通电试车。通电前必须征得教师同意，并由教师接通电源和现场监护。

（1）学生合上电源开关QS后，允许用万用表或测电笔检查主、控电路的熔体是否完好，但不得对线路接线是否正确进行带电检查。

（2）第一次按下按钮时，应短时点动，以观察线路和电动机有无异常现象。

（3）试车成功率以通电后第一次按下按钮时计算。

（4）出现故障后，学生应独立进行检修，若需要带电检查时，必须有教师在现场监护。检修完毕再次试车，也应有教师监护，并做好实习时间记录。

（5）实习课题应在规定时间内完成。

11．注意事项。参照任务实施二。

三、常见故障及维修

三相异步电动机具有过载保护的接触器自锁正转控制线路常见故障及维修方法见表5-10。

表5-10 三相异步电动机具有过载保护的接触器自锁正转控制线路常见故障及维修方法

四、工作质量评价

工作质量评价参照表5-6，定额时间由指导教师酌情增减。

特别提示——

1．点动采用复合按钮，其常闭触点必须串联在电动机的自锁控制电路中。

2．通电试验车时，应先合上QS，再按下按钮SB2或SB3，并确保用电安全。

任务实施五 三相电动机双重互锁续控制线路的装接

一、使用的主要工具、仪表及器材

1．电器元件

见表5-11。

表5-11 元 件 明 细 表

2．工具

电笔、螺丝刀、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等。

3．仪表

ZC7（500V）型兆欧表、DT-9700型钳形电流表，MF500型万用表（或数字式万用表DT980）。

4．器材

（1）控制板一块（600mm× 500 mm× 20 mm）。

（2）导线规格：主电路采用BV1.5 mm2（红色、绿色、黄色）；控制电路采用BVlmm2（黑色）；按钮线采用BVR0.75 mm2（红色）；接地线采用BVRl.5 mm2（黄绿双色）。导线数量由教师根据实际情况确定。

（3）紧固体和编码套管按实际需要发给。

二、项目实施步骤及工艺要求

1．绘制并读懂双重互锁正、反转电动机控制线路电路图，给线路元件编号，明确线路所用元件及作用。

2．按表5-11配置所用电器元件并检验型号及性能。

3．在控制板上按布置图5-29安装电器元件，并标注上醒目的文字符号。

4．按接线图5-30和样板图5-31进行板前明线布线和套编码套管。板前明线布线的工艺要求参照任务实施二。

图5-29 双重联锁正、反转控制平面布置图

图5-30双重联锁正、反转控制接线图

5．根据电路图5-31检查控制板布线的正确性。

图5-31双重联锁正、反转控制接线样板图

6．安装电动机。

7．连接电动机和按钮金属外壳的保护接地线。

8．连接电源、电动机等控制板外部的导线。

9．自检。

（1）主电路的检查。

1）按查号法检查。重点检查交流接触器KM1和KM2之间的换相线，并用查线法逐线核对。检查主电路时，可以手动来代替受电线圈励磁吸合时的情况进行检查。

2）万用表检查法。将万用表打到R×10挡（调零），断开控制线路（断开FU2），用表笔分别测U11、V11、W11之间的阻值为∞；按下KM1触点架，测得阻值应为电动机两相绕组直流电阻串联的阻值；松开KM1的触点架。按开KM2触点架，测得同样结果；最后用表笔测U11和W11两端，按下KM1触点架，测得电动机两相绕组直流电阻串联的阻值，将KM1和KM2触点架同时按下，测得阻值为零，说明换相正确。

（2）控制线路的检查。用查线号法对照原理和接线图分别检查按钮、自锁触点和联锁触点的布线；用万用表检查控制电路，连接FU2，检查自锁触点、互锁触点、按钮、热继电器常闭触点、熔断器等的通断情况。

（3）检查启动、停止和按钮控制。按下SB2测得KM1线圈的电阻值，同时按下SB1，测得阻值为∞。同时按下SB2和SB3测得阻值为∞，松下SB2，测得KM2线圈的阻值。

（4）检查自锁、联锁控制。按下KM1触点架，测得KM1线圈的电阻值，同时按下KM2触点架，测得阻值为∞。反之，按下KM2触点架，测得KM2线圈阻值，同时按下KM1触点架，测得阻值为∞。

10．通电试车。接电前必须征得教师同意，并由教师接通电源和现场监护。

做好线路板的安装检查后，按安全操作规定进行试运行，即一人操作，一人监护。

先合上QS，检查三相电源。再确保电动机不接入的情况下，按SB2，接触器KM1触点架吸合，按下SB3接触器KM1释放，KM2触点架吸合。按下SB1，接触器KM2释放。

断开QS，接上电动机。再合上QS，按下SB2，电动机正转。按下SB3，电动机反转。按下SB1，电动机停转。

11．注意事项。

（1）电动机必须安放平稳，以防止在可逆运转时产生滚动而引起事故，并将其金属外壳可靠接地。

（2）要注意主电路必须进行换相，否则，电动机只能进行单向运转。

（3）要特别注意接触器的联锁触点不能接错；否则将会造成主电路中二相电源短路事故。

（4）接线时，不能将正、反转接触器的自锁触点进行互换；否则只能进行点动控制。

（5）通电校验时，应先合上QS，再检验SB2(或SB3)及SB1按钮的控制是否正常，并在按SB2后再按SB3，观察有无联锁作用。

（6）应做到安全操作。

三、常见故障分析

该电路故障发生率比较高。常见故障主要有以下几方面原因。

1．接通电源后，按启动按钮(SB1或SB2)，接触器吸合，但电动机不转且发出“嗡嗡”声响；或者虽能启动，但转速很慢。

分析：这种故障大多是主回路一相断线或电源缺相。

2．控制电路时通时断，不起联锁作用。

分析：联锁触点接错，在正、反转控制回路中均用自身接触器的常闭触点做联锁触点。

3．按下启动按钮，电路不动作。

分析：联锁触点用的是接触器常开辅助触点。

4．电动机只能点动正转控制。

分析：自锁触点用的是另一接触器的常开辅助触点。

5．按下SB2，KM1剧烈振动，启动时接触器“叭哒”就不吸了。

分析：联锁触点接到自身线圈的回路中。接触器吸合后常闭接点断开，接触器线圈断电释放，释放常闭接点又接通，接触器又吸合，接点又断开，所以会出现“叭哒”接触器不吸合的现象。

6．在电机正转或反转时，按下SB3不能停车。

分析：原因可能是SB3失效。

7. 合上QS后，熔断器FU2马上熔断。

分析：原因可能是KM1或KM2线圈、触头短路。

8. 合上QS后，熔断器FU1马上熔断。

分析：原因可能是KM1或KM2短路，或电机相间短路，或正、反转主电路换相线接错。

9. 按下SB1后电机正常运行，再按下SB2，FU1马上熔断。

分析：原因是正、反转主电路换相线接错或KM1、KM2常闭辅助触头联锁不起作用。

四、工作质量评价

工作质量评价参照表5-6，定额时间由指导教师酌情增减。

特别提示——

1．主电路必须将两相电源换向，在交流接触器进线换相或者在出线换相都可以，主电路绝对不能短路。

2．必须要有互锁，否则在换相时会导致电源相间短路。

3．安装训练可从简单到复杂，先从接触器互锁再到双重互锁，体会双重互锁的优点和接线特点。

任务实施六 三相电动机自动往返行程控制线路的装接

一、使用的主要工具、仪表及器材

1．电器元件

见表5-12。

表5-12 元 件 明 细 表

2．工具

测电笔、螺丝刀、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等。

3．仪表

ZC7（500V）型兆欧表、DT-9700型钳形电流表，MF500型万用表（或数字式万用表DT980）。

4．器材

（1）控制板一块（600mm×500 mm×20 mm）。

（2）导线。规格：主电路采用BV1.5 mm2（红色、绿色、黄色）；控制电路采用BVlmm2（黑色）；按钮线采用BVR0.75 mm2（红色）；接地线采用BVRl.5 mm2（黄绿双色）。导线数量由教师根据实际情况确定。

（3）紧固体和编码套管按实际需要发给。

二、项目实施步骤及工艺要求

1．绘制读懂自动往返控制电路图，给线路元件编号，明确线路所用元件及作用。

2．按表5-12配置所用电器元件并检验型号及性能。

3．在控制板上按布置图5-32安装电器元件，并标注上醒目的文字符号。

4．按接线样板图5-33进行板前明线布线和套编码套管。板前明线布线的工艺要求参照任务实施二。

5．根据电路图5-12和图5-33检查控制板布线的正确性。

6．安装电动机。

7．连接电动机和按钮金属外壳的保护接地线。

8．连接电源、电动机等控制板外部的导线。

9．自检。

（1）主电路接线检查。按电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线有无漏接、错接之处，检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固，以免带负载运行时产生闪弧现象。检查主电路时，可以手动来代替受电线圈励磁吸合时的情况进行检查。

（2）控制电路接线检查。用万用表电阻挡检查控制电路接线情况。

图5-32行程控制平面布置图

图5-33 行程控制接线样板图

10．检查无误后通电试车。为保证人身安全，在通电试车时，要认真执行安全操作规程的有关规定，经老师检查并现场监护。

接通三相电源L1、L2、L3，合上电源开关QS，用电笔检查熔断器出线端，氖管亮说明电源接通。分别按下SB2→SB3和SBl→SB3，观察是否符合线路功能要求，观察电器元件动作是否灵活，有无卡阻及噪声过大现象，观察电动机运行是否正常。若有异常，立即停车检查。

11．注意事项。

（1）不触摸带电部件，遵守安全操作规程。

（2）可用手动行程开关来模拟真实的生产环境。

三、工作质量评价

工作质量评价参照表5-6，定额时间由指导教师酌情增减。

特别提示——

1．位置开关可以先安装好，不占定额时间。位置开关必须牢固安装在合适的位置上。安装后，必须对手动工作台或受控机械进行试验，合格后才能使用。

2．通电校验时，必须先手动位置开关，试验各行程控制和终端保护动作是否正常可靠。

3．体会与正、反转的区别与联系，掌握自动往返电路的特点。

思考与练习

1．电气图的类型及作用？

2．读电气原理图的步骤和方法？

3．电气控制线路的安装步骤和工艺要求？

4. 试比较点动控制线路与自锁控制线路从结构上看主要区别是什么？从功能上看主要区别是什么？

5. 自锁控制线路在长期工作后可能出现失去自锁作用。 试分析产生的原因是什么？

6. 交流接触器线圈的额定电压为220V，若误接到380V 电源上会产生什么后果？反之，若接触器线圈电压为380V，而电源线电压为220V，其结果又如何？

7．分析双重联锁的正、反转控制线路与单一互锁的区别。说明互锁（联锁）的含义。

8．在控制线路中，短路、过载、失、欠压保护等功能是如何实现的? 在实际运行过程中,这几种保护有何意义?

9．行程开关在自动往返控制电路中的作用？

任务二 三相异步电动机其他典型控制电路的装接

知识链接一 降压启动方式及原理

在工厂中，若笼型异步电动机的额定功率超出了允许直接启动的范围，则应采用降压启动。所谓降压启动，是借助启动设备将电源电压适当降低后加在定子绕组上进行启动，待电动机转速升高到接近稳定时，再使电压恢复到额定值，转入正常运行。三相笼型异步电动机容量在10kW以上或由于其他原因不允许直接启动时，应采用降压启动。降压启动也称减压启动。

降压启动的目的是减小启动电流以及对电网的不良影响，但它同时又降低了启动转矩，所以这种启动方法只适用于空载或轻载启动时的鼠笼式异步电动机。鼠笼式异步电动机降压启动的方法通常有定子绕组回路串电阻或电抗器降压启动、定子绕组串自耦变压器降压启动、Y-△变换降压启动、延边三角形降压启动四种方法。

一、定子绕组回路串电阻或电抗器降压启动

定子回路串电阻降压启动是指在电动机启动时，把电阻串接在电动机定子绕组与电源之间，通过电阻的分压作用来降低定子绕组上的启动电压；待电动机启动后，再将电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行。

串电阻降压启动的缺点是减少了电动机的启动转矩，同时启动时在电阻上功率消耗也较大，如果启动频繁，则电阻的温度很高，对于精密的机床会产生一定影响，故这种降压启动方法在生产实际中的应用正逐步减少。

1．接触器控制定子绕组串电阻降压启动控制电路

控制原理图如图5-34所示。

图5-34串电阻降压启动控制电路

控制过程如下：闭合电源开关QS。

（1）降压启动。按下按钮SB2→KM1线圈得电→KM1主触点和辅助常开触点闭合→电动机M定子串电阻降压启动。

（2）全压运行。待笼型电动机启动好后，按下按钮SB3→KM2线圈得电→KM2辅助常开触点先断开→KM1线圈得电→KM2主触点和辅助常开触点闭合→电动机M全压运行。

（3）停止。按停止按钮SB1→整个控制电路失电→KM2（或KM1）主触点和辅助触点分断→电动机M失电停转。

2．时间继电器自动控制定子绕组串电阻降压启动控制电路

控制原理图如图5-35所示。

图5-35 串电阻降压启动时间继电器控制电路

控制过程如下：

闭合电源开关QS。

启动电阻一般采用ZX1、ZX2系列铸铁电阻，功率大，能够通过较大电流，三相电路中每相所串电阻值相等。

二、定子绕组回路串自耦变压器降压启动

自耦变压器降压启动是利用自耦变压器来降低加在电动机三相定子绕组上的电压，达到限制启动电流的目的。自耦变压器降压启动时，将电源电压加在自耦变压器的高压绕组，而电动机的定子绕组与自耦变压器的低压绕组连接。当电动机启动后，将自耦变压器切除，电动机定子绕组直接与电源连接，在全电压下运行。自耦变压器降压启动比Y—△降压启动的启动转矩大，并且可用抽头调节自耦变压器的变比以改变启动电流和启动转矩的大小。但这种启动需要一个庞大的自耦变压器，且不允许频繁启动。因此，自耦变压器降压启动适用于容量较大但不能用Y—△降压启动方法启动的电动机的降压启动。为了适应不同要求，通常自耦变压器的抽头有73%、64%、55%或80%、60%、40%等规格。

1． 利用自耦降压启动器手动实现

此种启动方法是利用自耦变压器降低加在定子绕组上的电压，三相自耦变压器接成星形，用一个六刀双掷开关S来控制变压器接入或脱离电源，如图5-36所示。启动时先将开关QS合上，再把S合到启动位置，此时电动机定子绕组通过自耦变压器和电网相接，定子绕组上的电压小于电网电压，从而减小了启动电流，等到电动机的转速升高后，再把开关S扳到运行位置，把自耦变压器从电路中切除，使电动机三相定子绕组直接和电源相联，运行于额定电压下。

图5-36 笼型电动机自耦变压器降压启动线路图

（a）线路图 （b）自耦降压启动器外形

2．利用时间继电器自动实现

其控制原理如图5-37所示。

其控制过程如下：

闭合电源开关QS。

（1）降压启动。按下按钮SB2→KM2和KM3线圈得电→KM2和KM1常闭辅助触点断开、KM2和KM3主触点及其辅助常开触点闭合→电动机M定子串自耦变压器T降压启动→时间继电器线圈KT线圈得电→开始计时、KT瞬动触点闭合，为全压运行做准备。

图5-37 自耦变压器降压启动自动控制线路

（2）全压运行。时间继电器线圈KT整定时间到→KT延时常闭触点断开、延时常开触点闭合→KM2和KM3线圈断电→KM2和KM3常闭辅助触点闭合、KM2和KM3主触点及其辅助常开触点断开→KM1线圈得电→KM1辅助常闭触点断开、KM1主触点和辅助常开触点闭合→KT线圈失电→电动机M全压运行。

（3）停止。按停止按钮SB1→整个控制电路失电→KM1（或KM2和KM1）主触点和辅助触点分断（时间继电器线圈断电）→电动机M失电停转。

想一想：时间继电器线圈为何在全压运行时要失电？

三、丫-△变换降压启动

电动机Y-△降压启动是指把正常工作时电动机三相定子绕组作△联结的电动机，启动时换接成按Y型联结，待电动机启动好之后，再将电动机三相定子绕组按△型联结，使电动机在额定电压下工作。采用Y-△降压启动，可以减少启动电流，其启动电流仅为直接启动时的1/3，启动转矩也为直接启动时的1/3。大多数功率较大△接法的三相异步电动机降压启动都采用这种方法。Y-△降压启动控制电路一般分为3种，第一种是利用Y-△降压转换器手动实现；第二种是利用按钮、接触器控制的Y-△降压启动电路；第三种是利用时间继电器来控制的Y-△降压启动电路。下面分别介绍三种Y-△降压启动电路的工作原理和工作过程。

1．Y-△降压转换器手动降压启动

手动控制的Y－Δ启动器电路结构简单，操作也方便。它不需控制电路，直接用手动方式拨动手柄，切换主电路达到降压启动的目的。常用手动Y－Δ启动器的结构如图5-38所示。

（a ）手动Y-△转换器降压启动 （b ）手动Y-△转换器外形图

图5－38 手动Y－Δ启动器的结构图

其控制过程如下：闭合电源开关QS1。

（1）Y降压启动。将三刀双掷开关QS2扳到Y启动位置，此时定子绕组接成星形，实现星形降压启动。

（2）Δ稳定运行。待电动机转速接近稳定时，再把三刀双掷开关QS2扳到Δ运行位置，实现三角形全压稳定运行。

（3）停止。断开QS1→电动机M失电停转。

2．按钮、接触器控制的Y-△降压启动电路

（1）按钮、接触器控制的Y-△降压启动电路工作原理。如图5-39所示，本电路使用了三个交流接触器，其中KM为电源引入接触器，KM1为Y型启动接触器，KM2为△型运行接触器。按钮中的SB2为启动按钮，SB3为转换按钮，SB1为停止按钮。启动时，按下SB2，电动机Y型连接，实现降压启动；启动结束后，按下SB3，电动机△型连接，电动机在全压下工作。

图5-39 按钮、接触器控制的Y-△降压启动控制线路

（2）动作过程。闭合电源开关QS。

停车：按停止按钮SB1→整个控制电路失电→电动机M失电停转。

3．时间继电器自动控制的Y-△降压启动电路

（1）时间继电器自动控制的Y-△降压启动电路工作原理。常见的Y—△降压启动自动控制线路如图5-40所示。图中主电路由3只接触器KM1、KM2、KM3主触点的通断配合，分别将电动机的定子绕组接成Y或△。当KM1、KM3线圈通电吸合时，其主触点闭合，定子绕组接成Y；当KM1、KM2线圈通电吸合时，其主触点闭合，定子绕组接成△。两种接线方式的切换由控制电路中的时间继电器定时自动完成。

图5-40 时间继电器自动控制的Y-△降压启动电路原理图

（2）动作过程

闭合电源开关QS。

1）Y启动△运行

KM1自锁触点闭合

KM1线圈通电吸合

KM1主触点闭合

定子绕组接成Y，

电动机降压启动

KM3主触点闭合

按下SB2 KM3线圈通电吸合

KM3联锁触点断开 → KM2线圈断电

KT常闭触点延时断开→ KM3线圈断电

KT线圈通电吸合 KT常开触点延时闭合　──┐

┌───────────────────────────┘

│　　　　　　　　　　　　KM2自锁触点闭合

│　　　　　　　　　　　　KM2主触点闭合 定子绕组接成△，电动机全压运行

└→ KM2线圈通电吸合 KM1主触点已闭合

KM2联锁触点断开

2）停止。按下SB1→控制电路断电→KM1、KM2、KM3线圈断电释放→电动机M断电停车。

四、延边三角形降压启动

1．延边三角形降压启动降压启动电路工作原理

延边三角形降压启动控制线路是指电动机启动时，把定子绕组的一部分接成“△”形，另一部分接成“Y”形，使整个绕组接成延边三角形，待电动机启动后，再把定子绕组改接成三角形全压运行的控制线路。三相笼型异步电动机启动时，定子绕组一部分接成Δ，另一部分接成Y，使整个绕组接成延边Δ，如图5-41（a）所示；待电动机启动后，再把定子绕组改接成Δ全压运行，如图5-41（b）所示。这种启动方法称为延边Δ降压启动。

延边Δ降压启动是在Y－Δ降压启动的基础上加以改进而形成的一种启动方式，它把Y和Δ两种接法结合起来，使电动机每相定子绕组承受的电压小于Δ联结时的相电压，而大于Y形联结时的相电压，并且每相绕组电压的大小可随电动机绕组抽头（U3、V3、W3）位置的改变而调节，从而克服了Y－Δ降压启动时启动电压偏低启动、转矩偏小的缺点。

（a）延边Δ连接 （b）Δ连接

图5-41 延边三角形降压启动电动机定子绕组连接方式

图5-42所示是用由时间继电器实现的电气自动控制电路。

图5-42 延边三角形降压启动控制线路

2．工作工程

闭合电源开关QS。

（1）延边三角形降压启动△运行

KM1自锁触点闭合

KM1线圈通电吸合

KM1主触点闭合

定子绕组接成延边三角形，

电动机降压启动

KM3主触点闭合

按下SB1 KM3线圈通电吸合

KM3联锁触点断开 →KM2线圈断电

KT常闭触点延时断开→ KM3线圈断电

KT线圈通电吸合 KT常开触点延时闭合　──┐

┌───────────────────────────┘

│　　　　　　　　　　　KM2自锁触点闭合

│　　　　　　　　　　　KM2主触点闭合 定子绕组接成△，电动机全压运行

└→KM2线圈通电吸合 KM2辅助常开触点断开

KT线圈断电

（2）停止。按下SB2→控制电路断电→KM1、KM2、KM3线圈断电释放→电动机M断电停车

知识链接二 顺序控制电路

车床主轴转动时，要求油泵先给润滑油，主轴停止后，油泵方可停止润滑，即要求油泵电动机先启动，主轴电动机后启动，主轴电动机停止后，才允许油泵电动机停止，实现这种控制功能的电路就是顺序控制电路。在生产实践中，根据生产工艺的要求，经常要求各种运动部件之间或生产机械之间能够按顺序工作。

一、主电路实现电动机顺序控制电路

1．电气控制线路图如图5-43所示。

图5-43 主电路实现顺序控制电路图

2．线路特点

电动机M2主电路的交流接触器KM2接在接触器KM1之后，只有KM1的主触点闭合后，KM2才可能闭合，这样就保证了M1启动后，M2才能启动的顺序控制要求。

3．线路工作过程

合上电源开关QS。按下SB1→KM1线圈得电→KM1主触点闭合→电动机M1启动连续运转→再按下SB2→KM2线圈得电→KM2主触点闭合→电动机M2启动连续运转。

按下SB3KM1和KM2主触点分断→电动机M2和M1同时停转。

二、控制电路实现顺序启动、逆序停止控制电路

1．电气控制线路图

如图5-44所示。

2．线路特点

电动机M2的控制电路先与接触器KM1的线圈并接后，再与KM1的自锁触点串接，而KM2的常开触点与SB1并联，这样就保证了M1启动后，M2才能启动以及M2停车后M1才能停车的顺序控制要求。

3．线路工作过程

合上电源开关QS。按下SB2→KM1线圈得电→KM1主触点闭合→电动机M1启动连续运转→再按下SB4→KM2线圈得电→KM2主触点闭合→电动机M2启动连续运转。

按下SB3→KM2线圈失电→KM2主触点分断和KM2两个常开辅助触点断开→电动机M2停转→再按下SB1→KM1主触点分断和KM1两个常开辅助触点断开→电动机M1停转。

图5-44 顺序启动、逆顺序停止控制电路图

不同生产机械的控制要求不同，顺序控制电路有多种多样的形式，可以通过不同的电路来实现顺序控制功能，满足生产机械的要求，读者可自行总结。

知识链接三 多地控制电路

有些生产设备为了操作方便，需要在两地或多地控制一台电动机，例如普通铣床的控制电路，就是一种多地控制电路。这种能在两地或多地控制一台电动机的控制方式，称为电动机的多地控制。在实际应用中，大多为两地控制。

一、工作原理图

如图5-45所示为两地控制的具有过载保护接触器自锁正转控制电路图。其中SB12、SB11为安装在甲地的启动按钮和停止按钮；SB22、SB21为安装在乙地的启动按钮和停止按钮。线路的特点是：两地的启动按钮SB12、SB22要并联接在一起；停止按钮SB11、SB21要串联接在一起。这样就可以分别在甲、乙两地启动和停止同一台电动机，达到操作方便之目的。对三地或多地控制，只要把各地的启动按钮并接、停止按钮串接就可以实现。

图5-45 异地控制电路图

想一想：三地控制如何实现？

二、工作工程

线路工作过程如下。

合上电源开关QS。按下甲地启动按钮SB12（或乙地启动按钮SB22）→KM线圈得电→KM主触点闭合及其常开自锁触点闭合→电动机M启动连续运转。实现甲乙两地都可以启动。

按下甲地停车按钮SB11（或乙地停车按钮SB21）→KM线圈失电→KM主触点断开及其常开自锁触点断开→电动机M启动连续运转。实现甲乙两地都可以停车。

任务实施一 三相电动机串电阻降压启动控制电路装接

本任务以时间继电器自动控制的定子串电阻降压启动为例。

一、主使用的要工具、仪表及器材

1．电器元件

见表5-13。

表5-13 元 件 明 细 表

2．工具

测电笔、螺丝刀、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等。

3．仪表

ZC7（500V）型兆欧表、DT-9700型钳形电流表，MF500型万用表（或数字式万用表DT980）。