1.2.6 三相异步电动机的正、反转控制电路
前面讲述的电动机控制电路只能控制电动机朝一个方向旋转,而许多机械设备要求实现正、反两个方向的运动。如机床主轴的正、反转,工作台的前进与后退,提升机构的上升与下降,机械装置的夹紧与放松等,都要求拖动电动机能够正、反转。可见电动机的正、反转控制电路是经常用到的。根据三相异步电动机工作原理,只要将电动机主电路三相电源线其中两相的相序对调就可以实现电动机的正、反转。
1. 使用倒顺开关控制的正、反转控制电路
如图1.19所示为使用倒顺开关及其控制电动机正、反转的电路。倒顺开关是一种专门用来控制异步电动机正、反转的开关设备,它的内部设有换相触点,可以直接改变电动机的相序,以达到换向的目的。
图1.19 倒顺开关及其控制电动机正、反转电路
使用倒顺开关控制的正、反转控制电路的工作原理:
操作倒顺开关QS,把手柄板至“顺”的位置时,QS的触点往上接通,电动机与电源的连接相序为L1—D1、L2—D2、L3—D3,电动机正转运行;当把手柄板至“倒”的位置时,QS的触点往下接通,电动机与电源的连接相序为L1—D2、L2—D1、L3—D3,电动机反转运行;当把手柄板至“停”的位置时,QS的触点断开,电动机断电停止。
在使用倒顺开关时要注意接线的方法,按接线端子的编号接线,电源、电动机的端子不能接错,相序要正确。另外,在操作倒顺开关控制异步电动机正、反转时要注意,不能直接进行正、反转的切换,而应把手柄板到“停”的位置,让电动机先停转,再切换到另一状态运行。否则电动机的绕组会因为电源突然反接而产生很大的反接电流,易使电动机的绕组和开关的触点损坏。
倒顺开关控制电动机正、反转的电路虽然所用电器元件少,线路简单,但它是一种手动控制的方式,一般只用于不经常操作、电动机的功率在3kW及以下的情况。
2. 使用交流接触器控制的正、反转控制电路
在生产实际中使用较多的是两个交流接触器控制的正、反转控制电路,如图1.20所示为接触器控制的正、反转控制电路。先看图1.20(a),图中接触器KM1 和KM2 的主触点使三相电源的其中两相(L1、L3)调换。表面上,当按下SB2,KM1线圈得电,主触点闭合电动机正转运行;同样按下SB3 时KM2 动作电动机反转,SB1 为停机按钮,FR为过载保护。但是图1.20(a)电路中存在的问题是,按下正转按钮SB2 后,电动机开始正转,但如想要电动机反转,若未按停止按钮SB1而直接按了反转按钮SB3,则将使KM1和KM2 同时接通,造成电动机主电路电源两相短路。因此在接通其中一个接触器之后就要设法保证另一个不能接通。这种相互制约的控制方式称为“互锁”(或联锁)控制。也就是说,要保证KM1 和KM2两个接触器在任何时候都不能同时接通。
图1.20 按钮、接触器控制异步电动机正、反转电路
图1.20中的(b)、(c)两图为带互锁控制的电路(图1.20(b)、(c)中只画出控制电路,其主电路与图1.20(a)相同)。在图1.20(b)电路中采取的方法是,将KM1、KM2 的辅助动断触点分别串联在对方线圈的支路之中。显然,在其中一个接触器通电后,由于其动断触点的断开,保证了另一个接触器不能再通电。两个实现互锁控制的动断触点称为“互锁触点”,而该电路的互锁触点是采用接触器的触点,称为接触器互锁正、反转控制电路。但是,图1.20(b)的控制电路在启动电动机运行后,若要改变电动机的转向,同样必须先按下停机按钮SB1,使电动机先停转再反转,操作不够方便。此外,如果互锁触点损坏而无法断开,同样可能会造成主电路短路的事故。
图1.20(c)的电路对此做了进一步的改进,除了用KM1、KM2的辅助动断触点作为互锁之外,还串入了正、反转启动按钮SB2、SB3 的各一对动断触点,起双重保险作用,因此称为“双重连锁”控制电路。该电路可实现电动机的直接正、反转切换。其控制过程如下:
(1)正转控制(设开始启动)
(2)反转控制(设由原来正转切换)
同样地,上述控制过程由反转切换到正转亦然。可见,双重联锁控制电路功能比较完善,控制更加方便,但在操作时也应注意不要使电动机的正、反转切换过于频繁(特别是大容量的电动机)。