電力拖動(dòng)控制線路的故障檢測(cè)與排除

胡淑坤

（廣州市花都區(qū)理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東廣州，510800）

0 引言

本文主要是針對(duì)接觸器-繼電器控制系統(tǒng)的各類控制單元在電氣控制布線階段出現(xiàn)的故障，利用各種儀表工具和斷電故障檢測(cè)法找到有效的檢測(cè)方式，并快速地排除故障發(fā)生的位置，這也是實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)和線路布線的有效途徑。

1 電路工作原理

首先可以讓學(xué)習(xí)人員拆卸低壓電器元件，譬如熱繼電器和交流接觸器等等，這樣就可以直接顯現(xiàn)電路器件的內(nèi)部構(gòu)造和運(yùn)轉(zhuǎn)過程，由抽象的理論變?yōu)樾蜗蟮钠骷屗麄儽M快掌握元件的工作原理，從而了解元件在電路中起到的控制作用。然后可以指導(dǎo)學(xué)習(xí)人員連接電路進(jìn)行通電實(shí)驗(yàn)，并按照電路原理檢查電路功能是否正常，讓他們能更深入地學(xué)習(xí)電路原理。這一環(huán)節(jié)以交流接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路為例，利用多媒體展示接觸器控制電路圖，為學(xué)習(xí)人員分析正反轉(zhuǎn)電路的工作原理，并說明如何才能讓電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。主電路應(yīng)采用KM1、KM2來轉(zhuǎn)換電動(dòng)機(jī)電源的相序，從而確保兩個(gè)接觸器無法同時(shí)工作，這么做主要是因?yàn)镵M1、KM2吸合將會(huì)導(dǎo)致電源短路。為了預(yù)防發(fā)生這種故障，就要事先做好控制電路的互鎖保護(hù)，利用KM1、KM2的常閉觸點(diǎn)切斷線圈通路。接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路的工作過程具體如下。

（1）動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn):閉合上開關(guān)使三相電源導(dǎo)通，然后按下啟動(dòng)按鈕SB2，接著接觸器KM1線圈開始吸合，通過常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自鎖功能，閉合接觸器KM1后接通電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的工作順序?yàn)長(zhǎng)1、L2、L3，并成功實(shí)現(xiàn)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn):閉合上開關(guān)導(dǎo)通三相電源，然后按下啟動(dòng)按鈕SB3，則接觸器KM2開始吸合并通過觸點(diǎn)形成自鎖，然后閉合接觸器KM2，接通電動(dòng)機(jī)，這樣就能讓電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)了。

（3）電路互鎖功能：當(dāng)電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，接觸器KM1通電后就會(huì)切斷KM2線圈的回路。要想讓KM2線圈得電吸合，就要讓KM1斷電，使KM1常閉觸點(diǎn)復(fù)位，從而避免發(fā)生電源相間短路現(xiàn)象，這就是電路的互鎖功能[1]。

2 故障斷電檢測(cè)法

在電力拖動(dòng)與控制系統(tǒng)中，電氣控制線路布線工作完成以后，可以利用電工工具對(duì)線路進(jìn)行帶電檢測(cè)或者斷電檢測(cè)，帶電檢測(cè)方式主要有電流測(cè)量法和電壓測(cè)量法等，斷電檢測(cè)方式則包含電阻測(cè)量法。斷電檢測(cè)法安全性較高，可以選用鉗形電流表、萬用表或兆歐表進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)電氣線路的控制[2]。該檢測(cè)方式常用于大型電氣設(shè)備控制系統(tǒng)的檢測(cè)，譬如萬能銑床或牛頭刨床等。

2.1 主回路檢測(cè)

在進(jìn)行故障檢測(cè)之前，應(yīng)先斷開主回路的電源開關(guān)，測(cè)量接觸器KM1電源端U1-U2、W1-W2、V1-V2之間的電阻，如果測(cè)量所得的電阻值趨近于0，那么主回路的熔斷器運(yùn)作正常，反之則證明熔斷器已經(jīng)被燒毀，需要及時(shí)更換新的。接著需要測(cè)量KM1觸點(diǎn)兩端U1-U2、W1-W2、V1-V2的電阻，并手動(dòng)模擬接觸器KM1實(shí)現(xiàn)閉合操作，如果電阻約等于0表明接觸器觸點(diǎn)正常，否則表明接觸器的觸點(diǎn)存在接觸不良的現(xiàn)象，需要進(jìn)行修復(fù)。再者是測(cè)量熱繼電器的熱元件觸點(diǎn)U2-U3、W2-W3、V2-V3之間的電阻，如果電阻值很小說明熱繼電器的熱元件正常工作，反之表明某個(gè)熱元件發(fā)生了故障，可能需要更換熱繼電器。最后是測(cè)量熱繼電器的U、W、V和電動(dòng)機(jī)接線端，直到所有障礙被排除干凈。

2.2 控制回路檢測(cè)

電路圖見圖1。首先接通電源，按下按鈕SB2或SB3，如果接觸器KM1無法得電就表明控制回路出現(xiàn)故障。要想找出故障需要斷開電源，并測(cè)量1-2、1-3、5-6、1-4之間的電阻，然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果找到故障發(fā)生位置。如圖1，√證明電路無故障，R代表接觸器電阻值，∞表示兩點(diǎn)之間的電阻值無限大，對(duì)應(yīng)的點(diǎn)之間需要進(jìn)行開路操作。

圖1 電動(dòng)機(jī)的電氣原理與檢測(cè)電路圖

3 故障檢測(cè)與排除的實(shí)例分析

在低壓電氣控制電路中進(jìn)行布線需要按照順序進(jìn)行，先布置主回路，從上到下；然后布置控制回路，從下往上。本文以電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)Y-△電氣控制電路為例，將電氣布線常見的幾種故障以及檢測(cè)方法總結(jié)如下。

3.1 斷路故障

電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)Y-△電氣控制電路是采用三個(gè)接觸器和一個(gè)繼電器實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的，繼電器是完成星形接法轉(zhuǎn)換為三角形接法的關(guān)鍵元件，通過這個(gè)元件就可以對(duì)電動(dòng)機(jī)接法轉(zhuǎn)換的時(shí)間進(jìn)行控制。斷路故障主要是出現(xiàn)在布線階段，而且發(fā)生率較高。主回路斷路故障主要是因?yàn)閅接觸器的觸點(diǎn)沒有連接，所以通過目測(cè)就能夠檢測(cè)出來；而控制回路的短路故障檢測(cè)需要把萬用表或電流表調(diào)至歐姆檔，并分別接入1點(diǎn)和13點(diǎn)，然后按下SB2或SB3按鈕，表的指數(shù)可以指向無窮大，檢測(cè)方式有兩種：其一是將表筆接入1點(diǎn)，另一個(gè)表筆用于檢測(cè)2-8點(diǎn)，如果檢測(cè)指數(shù)為0表明電路連接正常，如果指數(shù)無窮大表明電氣觸點(diǎn)出現(xiàn)連接錯(cuò)誤。

在具體的布線過程中，常見的斷路故障有五種：（1）將動(dòng)斷觸點(diǎn)接成動(dòng)合觸點(diǎn)；（2）按鈕盒出現(xiàn)線路連接錯(cuò)誤；（3）導(dǎo)線與電器的接線出現(xiàn)松動(dòng)，存在虛接問題；（4）常閉按鈕接為常開按鈕；（5）接線片壓住導(dǎo)線絕緣部分，導(dǎo)致接觸不良現(xiàn)象的發(fā)生，測(cè)量的電阻值誤差較大[3]。如圖2所示，第5點(diǎn)也經(jīng)常出現(xiàn)故障，如果把電路按鈕盒內(nèi)2點(diǎn)的連線接入對(duì)面的接線柱上就會(huì)造成斷路故障。

3.2 短路故障

短路也是電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電氣控制電路布線中經(jīng)常出現(xiàn)的一種故障，主回路的故障主要是發(fā)生在接觸器KM2、KM△、KMY這些觸點(diǎn)上，檢測(cè)故障時(shí)應(yīng)將萬用表置于歐姆檔，兩表筆接入U(xiǎn)、W、V這三條相線中的任意兩條，如果檢測(cè)指數(shù)為∞表明電路正常，如果檢測(cè)指數(shù)為0表明兩條相路之間存在短路問題，需要找到對(duì)應(yīng)的連線端來排除故障。至于控制回路，需要按照順序檢測(cè)4-13、5-13和6-13之間的電阻，電阻值顯示為∞，則電路無故障；電阻值顯示為0，則電路存在短路障礙，需要在7-13點(diǎn)之間檢測(cè)電阻值，從而找到故障發(fā)生的確切位置。在布線過程中，容易發(fā)生短路故障的主要有3-4、5、6點(diǎn)，因?yàn)檫@三點(diǎn)連接了五處電器線路，很容易導(dǎo)致電器進(jìn)出線混淆，造成接觸器自鎖點(diǎn)短接，之后電動(dòng)機(jī)就會(huì)直接起動(dòng)，而短接接觸器自鎖只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)功能，能夠發(fā)揮的實(shí)際作用非常有限，嚴(yán)重降低了機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

3.3 線圈得電而觸點(diǎn)不動(dòng)作的故障

如圖2所示，電器線圈皆為并聯(lián)電路，如果其中兩個(gè)線圈為串聯(lián)電路，那么線圈實(shí)際電壓就會(huì)低于工作電壓，線圈雖然得電而觸點(diǎn)無法運(yùn)作，如若某支路電阻為2R，則該條電路就是故障發(fā)生的位置。

3.4 自鎖故障

圖2的4、5、6點(diǎn)之間各有兩組自鎖觸點(diǎn)，如果電路不具備自鎖功能，則需通過手動(dòng)模擬接觸器來獲得電力，如果兩點(diǎn)之間的電阻為0，那么自鎖功能顯示正常；如果電阻為∞，則表明電路存在自鎖障礙，需要盡快采取方法進(jìn)行排除。

3.5 Y、△接法的轉(zhuǎn)換故障

在電路布線過程中可能會(huì)出現(xiàn)Y 、△接法轉(zhuǎn)換故障，第一類是Y 、△無法轉(zhuǎn)換時(shí)，△、Y接觸器線圈得電，觸點(diǎn)也會(huì)不停抖動(dòng)，該故障發(fā)生在6點(diǎn)，該處有4個(gè)電器的觸點(diǎn)互相連接，如果電器的進(jìn)出線搭接錯(cuò)誤，就會(huì)造成Y 、△接觸器觸點(diǎn)串聯(lián)。這種故障的檢測(cè)方式就是斷開6點(diǎn)的連線，如果9、10點(diǎn)的電阻為∞則電路正常，如果電阻為0則表示存在故障。第二類是Y接法無法轉(zhuǎn)換為△接法，這時(shí)需要檢測(cè)繼電器線圈是否在9-13點(diǎn)之間，并斷開11點(diǎn)的連線，如果電阻為0表示有故障，如果電阻為∞則電路正常，接著再檢測(cè)10-12點(diǎn)的動(dòng)合觸點(diǎn)是否能夠正常工作，直到故障安全排除。

圖2 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)作原理圖

4 結(jié)語

電動(dòng)機(jī)控制電路故障并不是完全相同的，即便是同一種故障，其所在位置也是不盡相同的，所以在檢測(cè)和維修故障的時(shí)候不能完全照搬同一種模式，而是要根據(jù)故障的具體情況進(jìn)行詳細(xì)分析，從而得出合理的檢修方案。電力從業(yè)人員在學(xué)習(xí)電路分析的時(shí)候，應(yīng)先了解電路工作原理，從而逐步掌握電路分析能力，對(duì)電路進(jìn)行綜合分析，順利排除電路故障。

[1]張永平，郭英貴，段小麗，等.電力拖動(dòng)與控制電路的故障檢測(cè)與排除[J].晉中學(xué)院學(xué)報(bào)，2017,34（03）:74-76.

[2]丁峰，曹叔文.如何進(jìn)行電力拖動(dòng)控制線路故障排除練習(xí)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015,34（20）:56-58.

[3]張?jiān)伱?略論電力拖動(dòng)控制線路實(shí)訓(xùn)故障排除教學(xué)[J].科教導(dǎo)刊：電子版，2015,18（07）:163-164.