三相异步电动机正反转运行中的安全保护的探讨

穆丽柱

摘 要：本文主要叙述了三相异步电动机正反转运行中的安全保护措拖。特别是对控制电动机正反转的交流接触器发生机械卡壳或主触头发生粘连时的安全保护，进行了重点的叙述。

关键词：三相异步电动机正反转；拖动生产机械；安全保护措施

中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）24-0181-01

现代实际生产中，各种生产机械基本上都采用电动机做为动力。其中三相异步电动机更是得到了广泛的应用，如：机床、船舰、鼓风机、电梯等。不同的生产机械，要求电动机有不同的运动方式：启动、正反转、调速、制动。这就需要以电动机控制对象的电路。而控制电动机正反转的电路经常用到，这个电路必须保证带动生产机械的三相异步电动机安全、可靠地运行。

1 三相异步电动机正反转的一般保护措施

电动机从启动到正常运行过程中，电流是不平稳的，有启动时的冲击电流，运行过程中的过载电流，还有欠压和失压情况，这些都不能用一种电器进行保护[1]。

（1）短路保护。电动机短路保护一般采用熔断器做为其短路保护装置。这是因为从熔断器的时间-电流特性可以看出是反时限特性，并且对电动机过载、启动时冲击电流等反应不灵敏，而对电动机的电路短路时这样大的电流反应特别灵敏。（2）过载保护。过载保护一般采用热继电器进行过载保护。根据实际要求，电动机启动的冲击电流或短时过载是正常现象，是允许的，而长时间过载是不允许的，必须切断电源。由于热继电器热惯性和机械惰性，使得热继电器从電动机过载到触头动作需要一定的时间，保证了热继电器在电动机启动或短时过载时不会动作，从而满足了电动机的运行要求。（3）欠压、失压保护。三相异步电动机一般都采用接触器控制，接触器具有欠压、失压保护作用。当线路的电压下降到一定值时，使接触器线圈产生的电磁力减小到小于反作用弹簧的反作用力时，动铁心被迫释放，主触头和常开辅助触头同时分断，自动切断主电路和控制电路。

2 接触器联锁保护

凡涉及到电动机正反转时，其控制线路中都包含着接触器联锁正反转的基本控制线路（如图1所示）。接触器KM1是控制正转的，接触器KM2是控制反转的。从主电路中可以看出，这两个接触器的主触器头所接通的电源相序不同，相应两条正反转控制电路中，分别串接对方接触器的一对辅助常闭触头，起联锁作用，是为了避免两个接触器线圈同时得电，它们主触头同时闭合，造成两相电源短路事故。

3 正反转三相异步电动机拖动生产机械过程的安全保护

3.1 出现的问题

虽然能通过接触器联锁能够保证当主触头发生粘连或机械卡住，主电路不能发生短路故障。但正转接触器KM1（或反转接触KM2）的主触头仍然闭合。正转（或反转）主电路仍然闭合，电动机正转（或反转）仍然运转带动生产机械继续工作。虽然有安全保护措施，如用急停开关等，也能造成安全事故，加工的工件出现很大的偏差。

3.2 解决办法的探讨

在接解触联锁的控制线路的基础上，加以改造，能够使电动机从正转（或反转）到反（或正转）过程中，在断开正转（或反转）电路连接的同时，断开整个主电路，使电动机停止。利用接触器联锁作用，等电动机反转（或正转）电路接通后，才能接通整个主电路，使电动机启动运转。

根据这个要求可采用如图2所示的控制线路。接触器KM1是控制电动机的正转电路，接触器KM2是控制电动机的反转，接触器KM是接通或分断主电路的电源的。SB1是正转启动按钮，SB2是反转启动按钮。当电动机要从正转到反转时，按下SB2，SB2的常闭触头SB23和SB24先分断，KM和KM1线圈失电，它们的主触头都断开，电动机正转停止，同时KM1（11、12）段的联锁触头恢复闭合；SB2的常开触头S21和SB22后闭合，KM2线圈先得电，主触头闭合，使电动机反转连接，同时KM2（8、9）辅助常开触头闭合，使KM线圈得电，其主触头闭合，电动机M的反转才能启动。同样，当电动机要从反转到正转时，按下SB1，SB1的常闭触头SB13和SB14先分断，KM和KM2线圈失电，它们的主触头都断开，电动机反转停止，同时KM2（5、6）的联锁触头恢复闭合；SB1的常开触头SB11和SB12后闭合，KM1线圈先得电，主触头闭合，使电动机正转连接，同时KM1（7、8）辅助常开触头闭合，使KM线圈得电，其主触头闭合，电动机M的反转才能启动。这样当电动机从正转到反转（或从反转到正转）的过程中，正转停止，反转不能启动（或反转停止，正转不能启动）时，说明了控制正转接触器KM1（或控制反转接触器KM2）的主触头发生粘连或机械卡住。就可以立即排除故障，保障正反转电动机拖动生产机械工作安全。电路中的SB1和SB2可以根据需要，换成行程开关等其它主令电器。

上面的控制电路的缺点：一是控制电路都采用硬件控制，电路中的接触器都是触点式，一般需要频繁地通断，使接触器的工作状态恶劣，寿命缩短；二是原件多，线路复杂，耗能高，体积大。可以用PLC对控制电路进行改造，克服接触器控制系统不足，使控制电路体积小，可靠性高，抗干扰能力强，硬件线路简单。

4 结语

凡涉及到有关电动机正反转控制电路，不仅要考虑它的短路、过载、和欠压与失压保护，还应该考虑对电动机驱动生产机械过程的安全保护。

参考文献

[1]李敬梅.电力拖动控制线路与技能训练[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2014.endprint