三相異步電動機正反轉運行中的安全保護的探討

穆麗柱

摘 要：本文主要敘述了三相異步電動機正反轉運行中的安全保護措拖。特別是對控制電動機正反轉的交流接觸器發生機械卡殼或主觸頭發生粘連時的安全保護，進行了重點的敘述。

關鍵詞：三相異步電動機正反轉；拖動生產機械；安全保護措施

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0181-01

現代實際生產中，各種生產機械基本上都采用電動機做為動力。其中三相異步電動機更是得到了廣泛的應用，如：機床、船艦、鼓風機、電梯等。不同的生產機械，要求電動機有不同的運動方式：啟動、正反轉、調速、制動。這就需要以電動機控制對象的電路。而控制電動機正反轉的電路經常用到，這個電路必須保證帶動生產機械的三相異步電動機安全、可靠地運行。

1 三相異步電動機正反轉的一般保護措施

電動機從啟動到正常運行過程中，電流是不平穩的，有啟動時的沖擊電流，運行過程中的過載電流，還有欠壓和失壓情況，這些都不能用一種電器進行保護[1]。

（1）短路保護。電動機短路保護一般采用熔斷器做為其短路保護裝置。這是因為從熔斷器的時間-電流特性可以看出是反時限特性，并且對電動機過載、啟動時沖擊電流等反應不靈敏，而對電動機的電路短路時這樣大的電流反應特別靈敏。（2）過載保護。過載保護一般采用熱繼電器進行過載保護。根據實際要求，電動機啟動的沖擊電流或短時過載是正常現象，是允許的，而長時間過載是不允許的，必須切斷電源。由于熱繼電器熱慣性和機械惰性，使得熱繼電器從電動機過載到觸頭動作需要一定的時間，保證了熱繼電器在電動機啟動或短時過載時不會動作，從而滿足了電動機的運行要求。（3）欠壓、失壓保護。三相異步電動機一般都采用接觸器控制，接觸器具有欠壓、失壓保護作用。當線路的電壓下降到一定值時，使接觸器線圈產生的電磁力減小到小于反作用彈簧的反作用力時，動鐵心被迫釋放，主觸頭和常開輔助觸頭同時分斷，自動切斷主電路和控制電路。

2 接觸器聯鎖保護

凡涉及到電動機正反轉時，其控制線路中都包含著接觸器聯鎖正反轉的基本控制線路（如圖1所示）。接觸器KM1是控制正轉的，接觸器KM2是控制反轉的。從主電路中可以看出，這兩個接觸器的主觸器頭所接通的電源相序不同，相應兩條正反轉控制電路中，分別串接對方接觸器的一對輔助常閉觸頭，起聯鎖作用，是為了避免兩個接觸器線圈同時得電，它們主觸頭同時閉合，造成兩相電源短路事故。

3 正反轉三相異步電動機拖動生產機械過程的安全保護

3.1 出現的問題

雖然能通過接觸器聯鎖能夠保證當主觸頭發生粘連或機械卡住，主電路不能發生短路故障。但正轉接觸器KM1（或反轉接觸KM2）的主觸頭仍然閉合。正轉（或反轉）主電路仍然閉合，電動機正轉（或反轉）仍然運轉帶動生產機械繼續工作。雖然有安全保護措施，如用急停開關等，也能造成安全事故，加工的工件出現很大的偏差。

3.2 解決辦法的探討

在接解觸聯鎖的控制線路的基礎上，加以改造，能夠使電動機從正轉（或反轉）到反（或正轉）過程中，在斷開正轉（或反轉）電路連接的同時，斷開整個主電路，使電動機停止。利用接觸器聯鎖作用，等電動機反轉（或正轉）電路接通后，才能接通整個主電路，使電動機啟動運轉。

根據這個要求可采用如圖2所示的控制線路。接觸器KM1是控制電動機的正轉電路，接觸器KM2是控制電動機的反轉，接觸器KM是接通或分斷主電路的電源的。SB1是正轉啟動按鈕，SB2是反轉啟動按鈕。當電動機要從正轉到反轉時，按下SB2，SB2的常閉觸頭SB23和SB24先分斷，KM和KM1線圈失電，它們的主觸頭都斷開，電動機正轉停止，同時KM1（11、12）段的聯鎖觸頭恢復閉合；SB2的常開觸頭S21和SB22后閉合，KM2線圈先得電，主觸頭閉合，使電動機反轉連接，同時KM2（8、9）輔助常開觸頭閉合，使KM線圈得電，其主觸頭閉合，電動機M的反轉才能啟動。同樣，當電動機要從反轉到正轉時，按下SB1，SB1的常閉觸頭SB13和SB14先分斷，KM和KM2線圈失電，它們的主觸頭都斷開，電動機反轉停止，同時KM2（5、6）的聯鎖觸頭恢復閉合；SB1的常開觸頭SB11和SB12后閉合，KM1線圈先得電，主觸頭閉合，使電動機正轉連接，同時KM1（7、8）輔助常開觸頭閉合，使KM線圈得電，其主觸頭閉合，電動機M的反轉才能啟動。這樣當電動機從正轉到反轉（或從反轉到正轉）的過程中，正轉停止，反轉不能啟動（或反轉停止，正轉不能啟動）時，說明了控制正轉接觸器KM1（或控制反轉接觸器KM2）的主觸頭發生粘連或機械卡住。就可以立即排除故障，保障正反轉電動機拖動生產機械工作安全。電路中的SB1和SB2可以根據需要，換成行程開關等其它主令電器。

上面的控制電路的缺點：一是控制電路都采用硬件控制，電路中的接觸器都是觸點式，一般需要頻繁地通斷，使接觸器的工作狀態惡劣，壽命縮短；二是原件多，線路復雜，耗能高，體積大。可以用PLC對控制電路進行改造，克服接觸器控制系統不足，使控制電路體積小，可靠性高，抗干擾能力強，硬件線路簡單。

4 結語

凡涉及到有關電動機正反轉控制電路，不僅要考慮它的短路、過載、和欠壓與失壓保護，還應該考慮對電動機驅動生產機械過程的安全保護。

參考文獻

[1]李敬梅.電力拖動控制線路與技能訓練[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2014.endprint