[科普中国]-电动机控制

电机控制是指，对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制。根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的。对于电动机，通过电机控制，达到电机快速启动、快速响应、高效率、高转矩输出及高过载能力的目的。

电动机控制开关额定电流的选择全压起动的电动机控制开关应按下列要求选择：

（1）功率在5.5kW及以下的电动机，可采用瓷底胶盖刀开关，其额定电流不应小于电动机额定电流的3倍。

（2）功率在15kW以下的电动机，宜采用铁壳开关，其额定电流不应小于电动机额定电流的2倍。

（3）采用自动断路器或磁力起动器时，其额定电流不应小于电动机的额定电流1。

电动机的常规控制1.三相鼠笼型异步电动机的全压起动控制线路

在起动过程中需要考虑的主要因素有最初起动转矩（堵转转矩）和起动电流（堵转电流）。由于鼠笼式转子异步电动机具有结构简单、成本低廉和维修工作量较小等一系列优点，在工业生产中得到了广泛的应用。在电源变压器允许的情况下，鼠笼型异步电动机应尽可能地采用全电压起动，这样既可以提高控制线路的可靠性，也可以减少电气的维修工作量。

电动机常用的全压起动方法有：断路器（包括刀开关、倒顺开关等的起动）起动、接触器起动两种。

在工业电气安装工程中，电动机都是用接触器进行控制的，而控制电路则由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等组成。其作用是实现对电力拖动系统的起动、反向、制动和调速等运行性能的控制，实现对拖动系统的保护，满足生产工艺的要求。各种生产机械加工对象和生产工艺要求不同，电动机控制电路也就不同，有的比较简单，有的相当复杂。但任何复杂的电气控制线路都是由一些比较简单的基本控制电路按需要组合而成的。常见的有：

（1）基本控制（单向运行控制）；（2）单向点动控制；（3）点动与起动混合控制；（4）多地点与多信号控制；（5）单按钮控制；（6）单线远程控制；（7）来电自起动控制；（8）正反转控制；（9）自动往复循环控制；（10）带点动的自动往复循环控制；（11）两台电动机自动切换控制；（12）多台电动机步进控制；（13）多台电动机顺序控制。

另外，还有各种指示、互锁和保护线路，如：运行指示、停止指示、故障指示、起动指示、接触器互锁、按钮互锁、双重互锁、零电压保护、欠压保护、过载保护和缺相保护等等。

2.三相鼠笼型异步电动机降压起动控制线路

三相鼠笼型异步电动机采用全电压直接起动的时候，虽然控制线路简单、维修工作量较少。但是如果电源变压器容量不足，勉强采用全电压直接起动时，电动机有可能无法起动或因电网电压下降造成生产事故，因此就必须采用降压起动。其目的是为了降低电动机的起动电流和减少变压器二次电压的大幅度下降。同时在采用降压起动方式以后，可以使电动机定子绕组的两端避免或减少因过大的起动电流而引起的位移和变形。此外，对缓慢绝缘老化、延长电动机的正常使用寿命等方面，也都有一定的积极作用。降压起动的方法也较多，常用的有：①星—三角降压起动；②自耦变压器降压起动；③定子串电阻（或电抗器）降压起动；④延边三角形降压起动2。

电动机控制元件的安装交流接触器的安装交流接触器在安装接线的全过程均应做充分地检查工作。

（1）安装前应检查核对下列工作内容：

1）接触器的结构形式，技术数据是否符合安装处的工作环境、工作条件所决定的技术条件，如安全防护的IP等级、适应的AC类别、电压等级以及电流级次等。

2）接触器组合元件，如触头系统、灭弧系统、传动系统以及整体结构是否完好，是否符合标准，尤其电磁系统，其铁心应无污垢，无锈蚀，线圈引出线端子导通良好。

3）在主触头不带电的情况下，励磁吸合是否正常，三相触头接通动作是否同期，接触紧密，无异常响声。辅助触头随动性及接触良好。

4）真空接触器在安装前应采用工频耐压法，检查真空开关管的真空度，应符合产品技术标准。

（2）安装接线后应检查核对下列工作内容：

1）元器件安装接线是否牢固，使用的元器件是否符合要求。

2）接线是否正确，其工艺是否完美。

3）有关试验项目及试验数据是否齐全，是否符合要求。

4）操作及传动试验是否达到标准等等。

（3）交流接触器的安装接线应符合如下要求：

1）组合元件的排列摆放应符合设计要求。

2）应采用新材料、新产品和新工艺。

3）接线要标准化，规范化。比如：采用卡轨定位安装，以利于更换和检修；采用接线板，使接线层次清晰；采用公用母线接线端子板，使等电位端子接线简洁整齐；采用塑料线槽组装线束，使配线在线槽中得到保护，使外部线条干净利落，等等3。

辅助电路接线要领电控接线的重点在操作、控制、计量、监测、保护及信号等辅助电路上，其要领归纳如下：

1）控制回路电源一般采用熔断器或小型空气断路器配出，实施短路保护。

2）同一控制电源中各回路两端的等电位处采用“并联跳线”或“母线式接线端子板”向各回路配出控制电源。

3）对一条回路，从电源的一端出发把回路中所有的控制接点及被控元件串接起来，回到电源的另一端，且通过电源内电路使这条回路形成一个完整的环路。在控制电压作用下，回路中的元件才能发挥预期的功能和作用。

4）连续运行的交流接触器要用其常开辅助触点与起动按钮常开触点并联起来，松开按钮，其常开辅助点随之闭合，予以自锁。

5）诸如正、反转、星-三角变换等两台以上接触器实施程序运行时，要把相互切换接触器的常闭点（或起动按钮的常闭触点）串入对方控制电路中，实施互锁控制。

6）设安全继电器的控制电路应在相关回路电源处设安全闭锁常开触点。

7）在信号电路中，运行信号灯与接触器的常开辅助触点串联，停止信号灯与接触器的常闭触点串联，构成信号回路。

8）配线应做到简化、合理、路径短。接线牢固、整齐、美观，无交叉凌乱现象，层次清晰，便于维护。

9）新规程规定：辅助电路一律采用黑色绝缘导线配线；公用电源母线采用黄、绿条纹相间的导线配线。

10）辅助电路导线条数较多，应整理成束，定距离固定，加以包扎，加强其绝缘强度。

11）当控制程序需要一定的延时，应增设时间继电器回路，时间继电器的延时断开的常闭触点应串接在待延时停止的接触器线圈回路中，而时间继电器的延时闭合的常开触点应串接在待延时起动的接触器线圈回路中。

12）辅助电路的控制功能应与主电路换相、切换等控制目的相一致，充分体现所设接触器的工作原理。按工作原理进行主电路和辅助电路配线是电气接线的宗旨3。

接线中应该注意的问题1）注意导体端头连接，防止松动、虚接、假接以及断线。

2）接线前，应仔细地对每一元件做导通试验，刮去接线端的绝缘层及氧化膜。

3）注意相序，务必正确。

4）不要把电动机绕组首尾判断错误，发生反接。尤其，星-三角起动用6根线接线时，一旦发生反转，且不要在绕组的六个引出端处变换“相序”，因为这样将使电动机定子绕组有一相反接，造成运行中一相电流过大，烧毁电动机。必须在主电路处调换端头来调整相序，变更电动机转向。

5）注意设备极性、元件功能，尤其各触头的功能，不能接错回路。

6）元件在电路中的串、并联关系不要错接。

7）元件摆放位置不合理，会使接线繁琐。

8）两种金属导线相连接时，应采用将其连接端头涂锡等防电化学腐蚀措施。

9）导流元件接点的容量应适宜，不应有发热现象。对每一回路可能有的最大电流值应进行计算，按标准选用。

为此，施工接线前，应熟悉国家新标准中有关的技术要求，熟悉接线系统的工作原理，熟悉每一组合元件的结构和工作原理；按图接线，按标准施工；认真进行接线，认真进行例行试验，确保安装接线质量符合要求3。

电动机控制设备故障1.小型电动机控制设备故障

小型电动机控制一般采用刀开关，刀开关负荷侧加装熔断器。主要故障是静触头烧坏，静触头与导线连接处的接线螺栓烧坏。熔断器装设熔丝的螺栓烧坏，有时连接导线接触不良发热而烧断。

上述故障原因主要是安装不符合要求。所以，要求导线截面积要大，插入刀开关接线孔的深度要深，固定螺丝要拧紧。因铜、铝两种材料接触易使铝导线腐蚀，接触电阻增大，易发热烧坏接触处。为此，可在铜材料上镀一层锡，就避免了烧坏接触处的故障发生。

2.自动控制线路

为了节省投资，小型电动机控制多采用刀开关加熔断器，或者采用石板闸。但是，这种控制在电动机启动和停止时分断能力差，不能实现远方控制。如果在频繁操作的场所，触头处易发热烧坏，因而采用自动控制线路，接线如图所示。

这种控制线路常见故障是：①一次回路，交流接触器动、静触头接触不良、接触压力不足、磨损严重、表面有污脏物质或者表面逐渐形成氧化层等。因而使动、静触头表面接触电阻增大。由于电流的热效应，使接触处的温度升高，造成动、静触头接触处过热，最后烧毁接触器。②铝导线与交流接触器连接，易腐蚀，使接触电阻增大以致过热并烧断导线和设备。可有针对性采取措施，预防事故的发生。QS—刀开关；KM—交流接触器；SB—启动按钮；SBS—停止按钮；FU—熔断器；KH—热继电器；K—中间继电器。

措施之一：加强在电机运行中的监视，认真巡视检查，重点观察主回路各元件的过热情况，在易发热的有关部位贴示温腊片，有条件的也可采用测温仪带电测温。

措施之二：提高安装和检修质量。新设备安装时，要符合规范要求。如果电动机控制是采用定型盘（柜），安装时应按施工图纸布置，按顺序将盘（柜）放在基础槽钢上，用M12镀锌螺丝固定，基础槽钢必须可靠接地。一次线连接时，要把盘上涂漆母线的漆皮刮掉，连接母线的螺丝应垫一个弹簧垫圈和一个平垫，固定螺丝应拧紧。

对于二次线的连接，每根连接小线头应弯成圆圈，用镀锌螺丝、小平垫圈、弹簧垫连接在每个端子排上。每一个接线端子最多连接两根导线，导线如系多股，应镀锡，不准有断股。

不论一次或二次回路接线，施工完毕后，均应重新把螺丝再紧一次。对各元件应试验，各参数符合要求后，才可合闸送电。

检修质量是安全运行的可靠保证。因此，应对设备定期检修，对于已损伤严重、烧伤面大的元件要及时更换。拉紧弹簧因交流接触器本体过热而导致弹簧过热，使弹簧的拉力降低，应及时更换弹簧。交流接触器另一个常见故障是磁铁的吸力不足而使主触头接触的压力减小。对于这种故障，要使吸合磁铁的接触面大，表面污物要清除掉，电源电压达到磁铁线圈的额定值。磁铁的另一个缺陷是交流声音太大，可以改成直流无声运行。

二次线故障，通常是继电器触点接触不良，有时触点烧坏。如图2中的K或KH触点断开后，交流接触器启动回路断开，电动机启动不了，此时应先检查电动机启动回路。可用自制通灯逐级检查，查出回路断开的准确点后，进行处理，多数是更换继电器。一般情况下，启动按钮、停止按钮故障较小。二次故障中常见的是交流接触器辅助触点烧坏，电动机按下启动按钮，电动机能启动，但一松开启动按钮后，失去闭锁功能而电动机停机。此类故障，可以倒到另一对常开触点即可。QS—刀开关；1FU—熔断器；SBS—停止按钮；SB—启动按钮；K—中间断电器；KM—交流接触器；KH—热继电器；FU—熔断器。

另一个经常遇到的故障是二次回路熔断器熔丝熔断。表现为按下启动按钮SB后，电动机不启动，交流接触器KM吸力磁铁不吸合。可把熔断器取下，检查熔丝是否熔断，如果熔丝熔断，换上熔丝后重新安上，再按下启动按钮，电动机就开始启动。如果电动机不启动，则故障点不在此处，再重新去检查其他元件是否有故障，查出故障并进行处理，直至电动机能启动为止4。

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学