2.2 正、反转控制线路
正转控制线路只能控制电动机单方向运转,而正、反转控制电路可以实现电动机正、反向运转控制。实现正、反转控制的方式很多,这里介绍四种常见的控制线路。
2.2.1 倒顺开关正、反转控制线路
倒顺开关正、反转控制线路采用倒顺开关对电动机进行正、反转控制。
1. 倒顺开关
倒顺开关如图2-6所示。
图2-6 倒顺开关
从图2-6可以看出,倒顺开关有“顺、停、倒”三个挡位,开关旋至“顺”挡时控制电动机正转,开关旋至“停”挡时控制电动机停转,开关旋至“倒”挡时控制电动机反转。当倒顺开关处于“顺”位置时电动机正转,如果要控制电动机反转,应先将开关旋至“停”挡并停留一定的时间,让电动机停转,再将开关旋至“倒”挡,让电动机反转,如果旋至“停”挡不停留,直接旋至“倒”挡,未停转的电动机会因突发反向电流而容易损坏。
2. 倒顺开关正、反转控制线路
倒顺开关正、反转控制线路如图2-7所示。
图2-7 倒顺开关正、反转控制线路
在图2-7中,倒顺开关QS处于“停”挡,电动机无供电而停转。当QS旋至“顺”挡时,三个动触头与对应的左静触头接触,L1、L2、L3三相电压分别送到电动机的U、V、W相线,电动机正转。当QS旋至“倒”挡时,三个动触头与对应的右静触头接触,L1、L2、L3三相电压分别送到电动机的W、V、U相线,电动机U、W两相电压切换,电动机反转。
利用倒顺开关组成的正、反向控制电路采用的元件少、线路简单,但由于倒顺开关直接接在主电路中,操作不安全,也不适合用作大容量的电动机控制,一般用在额定电流10A、功率3kW以下的小容量电动机控制线路中。
2.2.2 接触器联锁正、反转控制线路
接触器联锁正、反转控制线路的主电路中连接了两个接触器,正、反转操作元件放置在控制电路中,故工作安全可靠。接触器联锁正、反转控制线路如图2-8所示。
图2-8 接触器联锁正、反转控制线路
在图2-8中,主电路中连接了接触器KM1和接触器KM2,两个接触器主触头连接方式不同,KM1按L1-U、L2-V、L3-W方式连接,KM2按L1-W、L2-V、L3-U方式连接。
在工作时,接触器KM1、KM2的主触头严禁同时闭合,否则会造成L1、L3两相电源直接短路。为了避免KM1、KM2主触头同时得电闭合,分别给各自的线圈串接了对方的常闭辅助触头。给KM1线圈串接了KM2常闭辅助触头,给KM2线圈串接了KM1常闭辅助触头。当一个接触器的线圈得电时会使自已主触头闭合,还会使自已的常闭触头断开,这样另一个接触器线圈就无法得电。接触器这种相互制约称为接触器的联锁(也称互锁),实现联锁的常闭辅助触头称为联锁触头。
电路工作原理分析如下。
(1)闭合电源开关QS。
(2)正转控制过程。
① 正转联锁控制。按下正转按钮SB1→KM1线圈得电→KM1主触头闭合、KM1常开辅助触头闭合、KM1常闭辅助触头断开→KM1主触头闭合将L1、L2、L3三相电源分别供给电动机U、V、W端,电动机正转;KM1常开辅助触头闭合使得SB1松开后KM1线圈继续得电(接触器自锁);KM1常闭辅助触头断开切断KM2线圈的供电,使KM2主触头无法闭合,实现KM1、KM2之间的联锁。
② 停止控制过程。按下停转按钮SB3→KM1线圈失电→KM1主触头断开、KM1常开辅助触头断开、KM1常闭辅助触头闭合→KM1主触头断开使电动机失电而停转。
(3)反转控制过程。
① 反转联锁控制。按下反转按钮SB2→KM2线圈得电→KM2主触头闭合、KM2常开辅助触头闭合、KM2常闭辅助触头断开→KM2主触头闭合将L1、L2、L3三相电源分别供给电动机W、V、U端,电动机反转;KM2常开辅助触头闭合使得SB2松开后KM2线圈继续得电;KM2常闭辅助触头断开切断KM1线圈的供电,使KM1主触头无法闭合,实现KM1、KM2之间的联锁。
③ 停止控制。按下停转按钮SB3→KM2线圈失电→KM2主触头断开、KM2常开辅助触头断开、KM2常闭辅助触头闭合→KM2主触头断开使电动机失电而停转。
(4)断开电源开关QS。
对于接触器联锁正、反转控制线路,若将电动机由正转变为反转,需要先按下停止按钮让电动机停转,让接触器各触头复位,再按反转按钮让电动机反转。如果在正转时不按停止按钮,而直接按反转按钮,由于联锁的原因,反转接触器线圈无法得电而使控制无效。
2.2.3 按钮联锁正、反转控制线路
接触器联锁正、反转控制线路在控制电动机由正转转为反转时,需要先按停止按钮,再按反转按钮,这样操作较为不便,采用按钮联锁正、反转控制线路则可避免这种不便。按钮联锁正、反转控制线路如图2-9所示。
图2-9 按钮联锁正、反转控制线路
从图2-9可以看出,电路采用两个复合按钮SB1和SB2,其中复合按钮SB1代替接触器联锁正、反转控制线路中的正转按钮和反转接触器的常闭辅助触头,另一个复合按钮代替反转按钮和正转接触器的常闭辅助触头。
电路工作原理分析如下。
① 闭合电源开关QS。
② 正转控制。按下正转复合按钮SB1→SB1常开触头闭合、常闭触头断开→SB1常开触头闭合使接触器线圈KM1得电,KM1主触头和常开辅助触头均闭合,KM1主触头闭合使电动机正转,KM1常开辅助触头闭合使KM1接触器自锁;而SB1常闭触头断开使接触器KM2线圈无法得电,从而保证KM1、KM2两接触器主触头不会同时闭合。
松开SB1后,SB1常开触头断开、常闭触头闭合,依靠KM1常开辅助触头的自锁让KM1线圈维持得电,KM1主触头仍处于闭合,电动机维持正转。
③ 反转控制。在电动机处于正转时按下反转复合按钮SB2→SB2常开触头闭合、常闭触头断开→SB2常闭触头断开使接触器KM1线圈失电,KM1主触头和常开辅助触头均断开,电动机失电;SB2常开触头闭合使接触器KM2线圈得电,KM2主触头和常开辅助触头均闭合,KM2主触头闭合使电动机反转,KM2常开辅助触头闭合实现自锁(在松开SB2后让KM2线圈能继续得电)。
松开SB2后,SB2常开触头断开、常闭触头闭合,依靠KM2常开辅助触头的自锁让KM2线圈维持得电,KM2主触头仍处于闭合,电动机维持正转。
④ 停转控制。按下停转按钮SB3→控制电路供电被切断→KM1、KM2线圈均失电→KM1、KM2主触头均断开→电动机停转。
⑤ 断开电源开关QS。
由于按钮联锁正、反转控制线路在正转转为反转时无需进行停止控制,故具有操作方便的优点,但这种电路容易因复合按钮故障造成两相电源短路。
复合按钮结构如图2-10所示,在按下复合按钮时,正常应是常闭触头先断开,然后才是常开触头闭合,在松开复合按钮,正常应是常开触头先断开,然后才是常闭触头闭合。如果复合按钮出现问题,按下按钮时常闭触头未能及时断开(如常闭触头与动触头产生粘连),而常开触头又闭合,这样两个触头都处于接通状态,会导致两个接触器的线圈都会得电,如图2-9中的反转按钮SB2出现故障,在电动机正转时按下SB2,SB2常闭触头未能及时断开,而常开触头已闭合,这样线圈KM1、KM2都会得电,KM1、KM2的主触头均闭合,就会导致两相电源直接短路。
图2-10 复合按钮结构
2.2.4 按钮、接触器双重联锁正反转控制线路
按钮、接触器双重联锁正反转控制线路可以有效解决按钮联锁正反转控制线路容易出现两相电源短路的缺点。按钮、接触器双重联锁正反转控制线路如图2-11所示。
图2-11 按钮、接触器双重联锁正反转控制线路
从图2-11可以看出,按钮、接触器双重联锁正反转控制线路是在按钮联锁正、反转控制线路的基础上,将两个接触器各自的常闭辅助触头与对方的线圈串接在一起,这样就实现了按钮联锁和接触器联锁双重保护。
电路工作原理分析如下。
① 闭合电源开关QS。
② 正转控制。按下正转复合按钮SB1→SB1常开触头闭合、常闭触头断开→SB1常开触头闭合使接触器线圈KM1得电→KM1主触头、常开辅助触头闭合,KM1常闭辅助触头断开→KM1主触头闭合使电动机正转,KM1常开辅助触头闭合使KM1接触器自锁,KM1常闭辅助触头断开与断开的SB1常闭触头双重切断KM2线圈供电,使KM2线圈无法得电。
松开SB1后,SB1常开触头断开、常闭触头闭合,依靠KM1常开辅助触头的自锁让KM1线圈维持得电,KM1主触头仍处于闭合,电动机维持正转。
③ 反转控制。在电动机处于正转时按下反转按钮SB2→SB2常开触头闭合、常闭触头断开→SB2常闭触头断开使接触器KM1线圈失电,KM1主触头、常开辅助触头均断开,电动机失电;SB2常开触头闭合使接触器KM2线圈得电,KM2主触头、常开辅助触头均闭合,KM2常闭触头断开,KM2主触头闭合使电动机反转,KM2常开辅助触头闭合实现自锁,KM2常闭触头断开与断开的SB2常闭触头双重切断KM1线圈供电。
松开SB2后,SB2常开触头断开、常闭触头闭合,依靠KM2常开辅助触头的自锁让KM2线圈维持得电,KM2主触头仍处于闭合,电动机维持正转。
④ 停转控制。按下停转按钮SB3→控制电路供电切断→KM1、KM2线圈均失电→KM1、KM2主触头均断开→电动机停转。
⑤ 断开电源开关QS。
按钮、接触器双重联锁正反转控制线路有与按钮联锁正、反转控制线路一样的操作方便性,又因为采用了按钮和接触器双重联锁,故工作安全可靠。