第2章 三相异步电动机常用控制线路

2.1 正转控制线路

2.1.1 简单的正转控制线路

正转控制线路是电动机最基本的控制电路，控制线路除了要为电动机提供电源外，还要对电动机进行启动/停止控制，另外在电动机过载时还能进行保护。对于一些要求不高的小容量电动机，可采用图2-1所示简单的电动机正转控制电路，图2-1（a）为线路图，图2-1（b）为实物连接图。

电动机的三根相线通过闸刀开关内部的熔断器FU和触头连接到三相交流电，当合上闸刀开关QS时，三相交流电通过触头、熔断器送给三相电动机，电动机运转；当断开QS时，切断电动机供电，电动机停转。如果流过电动机的电流过大，熔断器FU因大电流流过而熔断，切断电动机供电，电动机得到了保护。为了安全起见，图中的闸刀开关可安装在配电箱内或绝缘板上。

这种控制电路简单、元件少，适合容量小且启动不频繁的电动机正转控制，图中的闸刀开关还可以用铁壳开关（封闭式负荷开关）、组合开关或低压断路器来代替。

2.1.2 自锁正转控制线路

点动正转控制线路适用于电动机短时间运行控制，如果用作长时间运行控制极为不便（需一直按住按钮不放）。电动机长时间连续运行常采用图2-2所示的自锁正转控制线路，从图中可以看出，该电路是在点动正转电路的控制电路中多串接一个常闭停止按钮SB2，并在启动按钮SB1两端并联一个常开辅助触头KM（又称自锁触头）。

自锁正转控制电路除了有长时间运行锁定功能外，还能实现欠压和失压保护功能。

1. 工作原理

电路工作原理如下。

① 合上电源开关QS。

② 启动过程。按下常开启动按钮SB1→L1、L2两相电压通过QS、FU2、SB2、SB1加到接触器线圈KM两端→线圈KM得电吸合主触头KM和常开辅助触头KM→L1、L2、L3三相电压通过QS、FU1和闭合的主触头KM提供给电动机→电动机M得电运转。

③ 运行自锁过程。松开启动按钮SB1→线圈KM依靠启动时已闭合的常开辅助触头KM供电→主触头KM仍保持闭合→电动机M继续运转。

④ 停转控制。按下常闭停止按钮SB2→线圈KM失电→主触头KM和常开辅助触头均断开→电动机M失电停转。

⑤ 断开电源开关QS。

2. 欠压保护

欠压保护是指当电源电压偏低（一般低于85%）时切断电动机的供电，让电动机停止运转。欠压保护过程分析如下：

电源电压偏低→L1、L2两相间的电压偏低→接触器线圈KM两端电压偏低，产生的吸合力小，不足于继续吸合主触头KM和辅助触头KM→主、辅触头断开→电动机供电被切断而停转。

3. 失压保护

失压保护是指当电源电压消失时切断电动机的供电途径，并保证在重新供电时无法自行启动。失压保护过程分析如下：

电源电压消失→L1、L2两相间的电压消失→线圈KM失电→主、辅触头断开→电动机供电被切断。在重新供电后，由于主、辅触头已断开，并且常开启动按钮SB1也处于断开状态，故线路不会自动为电动机供电。

2.1.3 带过载保护的自锁正转控制线路

普通的自锁控制线路可以实现启动自锁和欠压、失压保护，但在电动机长时间过载运行时无法执行保护控制。当电动机过载运行时流过的电流偏大，长时间运行会使绕组温度升高，轻则绕组绝缘性能下降，重则烧坏。虽然在主电路中串有熔断器，但由于电动机启动时电流很大，为避免启动时熔断器被烧坏，熔断器的额定电流值选择较大，约为电动机额定电流的1.5～2.5倍，熔断器只能在电动机短路时熔断保护，在电动机过载时无法熔断保护，因为过载电流一般小于熔断器额定电流。

带过载保护的自锁正转控制线路在普通的自锁控制线路基础上增加了过载保护元件，其电路如图2-3所示。

从图2-3可以看出，电路中增加了一个热继电器FR，其发热元件串接在主电路中，常闭触头串接在控制电路中。当电动机过载运行时，流过热继电器的发热元件的电流偏大，发热元件（通常为双金属片）因发热而弯曲，通过传动机构将常闭触头断开，控制电路被切断，接触器线圈KM失电，主电路中的接触器主触头KM断开，电动机供电被切断而停转。

热继电器只能执行过载保护，不能执行短路保护，这是因为短路时电流虽然很大，但热继电器发热元件弯曲需要一定的时间，等到它动作时电动机和供电线路可能已被过大的短路电流烧坏。另外，当电路过载保护后，如果排除过载因素后，需要等待一定的时间让发热元件冷却复位，再重新启动电动机工作。

2.1.4 连续与点动混合控制线路

连续与点动混合控制线路是一种既能进行点动控制，又可以实现连续运行控制的电动机控制线路。实现连续与点动混合控制方式很多，这里介绍两种常用的连续与点动混合控制线路。

1. 连续与点动混合控制线路一

图2-4是一种连续与点动混合控制线路。

从图2-4可以看出，该电路是在带过载保护的自锁正转控制电路的自锁电路中串接一个手动开关SA。电路工作在点动方式还是连续方式，由手动开关SA来决定。

当手动开关SA断开时，电路工作在点动控制方式。工作过程分析如下。

按下启动按钮SB1→接触器线圈KM得电→主触头KM闭合→电动机得电运转；松开按钮SB1→线圈KM失电→主触头KM断开→电动机失电停止运转。

当手动开关SA闭合时，电路工作在连续控制方式。工作过程分析如下。

按下启动按钮SB1→接触器线圈KM得电→主触头、常开辅助触头KM均闭合→电动机得电运转；松开按钮SB1→线圈KM依靠已闭合的SA和常开辅助触头KM供电→主触头KM仍保持闭合→电动机继续运转；按下常闭停止按钮SB2→线圈KM失电→主触头、常开辅助触头KM均断开→电动机失电停止运转。

2. 连续与点动混合控制线路二

图2-5是另一种形式的连续与点动混合控制线路。

从图2-5可以看出，该电路是在带过载保护的自锁正转控制电路的中增加了一个复合按钮开关SB3。电路工作在点动方式还是连续方式，由复合按钮SB3来决定。

（1）未操作SB时，电路工作在连续控制方式。工作过程分析如下。

按下启动按钮SB1→接触器线圈KM得电→主触头、常开辅助触头KM均闭合→电动机得电运转；松开按钮SB1→线圈KM依靠SB3常闭触头和已闭合的常开辅助触头KM供电→主触头KM仍保持闭合→电动机继续运转。

（2）操作SB3时，电路工作在点动控制方式。工作过程分析如下：

按下按钮SB3→SB3的常开触头闭合、常闭触头断开→接触器线圈KM得电→主触头、常开辅助触头KM均闭合→电动机得电运转；松开按钮SB3→SB3的常开触头断开、常闭触头闭合→接触器线圈KM因SB3的常开触头断开而失电→主触头、常开辅助触头KM均断电→电动机停止运转。