浅析按钮联锁控制三相异步电动机正反转电路

摘要：为了帮助学生更好地消化所学理论知识，充分调动学生的学习积极性，应该将理论教学与实践操作相结合，使学生将所学理论知识在实践中得到验证，让理性变为感观认识，从而，加深对理论知识的理解。本文对按钮联锁控制三相异步电动机正反转电路进行分析，采取循序渐进的教学方法，使学生轻松理解难点，突破难点，达到答疑解惑的目的。

关键词：复合按钮；接触器；三相异步电动机；按钮联

复合按钮：在此电路控制部分用到了两个复合按钮，即SB2和SB3，所谓复合按钮，就是一个按钮上既有常开触头，又有常闭触头 按下通过联动常开触头闭合，而常闭触头断开，SB2和SB3就是通过联动方式来控制电路，从而，避免电源短路，保证电动机正反转运行的。

接触器：主电路用到了两个交流接触器，KM1和KM2，在启动SB2后，串联有KM1交流接触器线圈的正转控制支路闭合，当有电流通过KM1线圈时，线圈产生磁力

将KM1交流接触器的主触点和辅助触点吸下，并使之闭合，主触点闭合，主电路导通，三相电源通入三相异步电动机，相序为 U，V，W，电动机正转，同时KM1辅助触点吸下闭合，形成自锁，使电动机持续正转；反之，若先启动SB3，串联有KM2交流接触器线圈的反转控制支路闭合，KM2线圈得电，KM2主触点和辅助触点吸下闭合，主电路导通，三相电源通入三相异步电动机，相序为 W，V，U，电动机反转，KM2辅助触点闭合，形成自锁，使电动机持续反转。

三相异步电动机：所谓异步指的是电动机内部产生的旋转磁场的转速高于电动机转子的转速，因此，称为异步电动机，三相异步电动机主要部分是由定子和转子构成，定子上有按一定规律排列的三组绕组，三组绕组的头和尾放入接线盒内，可根据需要连接成Y型和△型，然后与三相电源相接，其工作原理是：当三相电源通入定子绕组后，将会在电动机内部产生旋转磁场，旋转磁场切割转子绕组，并产生感应电流，感应电流在旋转磁场作用下，产生电磁力，并形成电磁转矩，驱动电动机旋转，旋转方向由三相电源的相序决定，这就是按钮联锁能够控制三相异步电动机正反转的根本原因。

一、原理分析

按钮联锁原理

在三相异步电动机的正反转控制过程中，包含两个交流接触器KM1和KM2，电动机正常运行时，不允许两个接触器的主触头同时闭合，否则，会导致三相电源短路故障出现（KM1导通，输入电动机的三相电源相序是U，V，W；KM2导通，输入电动机的三相电源相序是W，V，U，而两个接触器导通后，三相电源各自对应连接在热继电器上）。严重情况下可能损害电动机，缩短电动机的使用寿命。为了避免电源短路，保证电动机的正反转正常运行。操作时，必须是一个接触器通电闭合时，而另一个接触器处于断电开路状态，基于此，则需要将正转控制按钮SB2常闭联锁触头与反转控制支路串联，将反转控制按钮SB3常闭联锁触头则是与正转控制支路串联，按下SB2，常开触点闭合，正转控制支路导通，KM1线圈得电，主触点和辅助常开触点闭合，主电路导通，三相电源通入三相异步电动机，相序为 U，V，W，电动机正转，KM1辅助常开触点闭合，形成自锁，使电动机持续正转；与此同时，由于SB2的联动作用，其常闭联锁触头断开反转控制支路使KM2线圈不能通电，从而，确保KM2的主触头和自锁触头不会闭合。若要反转，按下SB3，即可以直接进行正反转切换，其过程是按下SB3，由于SB3的联动作用，其常閉联锁触头断开正转控制支路使KM1线圈失电，使其主触头和自锁触头断开，电动机处于正转断电状态；与此同时，SB3常开触点闭合，反转控制支路导通，KM2线圈得电，主触点和辅助常开触点闭合，主电路导通，三相电源通入三相异步电动机，相序为 W，V，U，电动机开始反转，KM1辅助常开触点闭合，形成自锁，使电动机持续反转。因此，在动力电路中，把这种用按钮常闭触点交叉控制正反转控制支路（正转SB2的常闭触头，与反转控制支路串联；反转SB3的常闭触头，与正转控制支路串联）从而，控制KM1，KM2两个交流接触器线圈，使接触器主触点不能同时闭合，从而，保证电动机的正反转直接切换，避免电源短路故障发生的方式，称为按钮联锁。

二、操作步骤分析

（1）在实训操作过程中，首先需要对接线方式、动作原理、按钮开关和其他装置予以充分了解掌握，为后续的操作奠定基础。

（2）记录下实训电器的规格和型号相关参数，对于后续的操作具有指导作用。

（3）用万用表电阻档测量三相四线空气开关每对触点，熔断器每对触点，交流接触器每对触点及交流接触器线圈的阻值是否在正常范围。

（4） 用兆欧表测量电动机三相定子绕组之间的电阻值和电动机对地绝缘电阻值是否在正常范围。（

（5）绘制安装接线图，并对图纸是否合理进行审核，按照审核后的图纸进行有序的安装电器元件及布线，接线原则：A，下线时，应根据要连接的元气件的实际位置来确定导线的长度，动力电路用黑线连接，控制电路用红线连接。B，接线时，应先接主电路，后接控制电路，先接串联电路，后接并联电路。C，工艺要求：接线时，横线要水平，竖线要垂直，转弯必须是直角，尽量避免导线交叉。

（6）接线完成，根据接线图，仔细检查各连线是否正确，并用万用表检查主，控回路有无短路和开路。

（7）连接电源后，应先进行空载（不带电机）实验，正常方可进行后续的通电操作。

（8）操作结果：

1. 正转：合上电源开关QS，按下按钮SB2，正转主电路接通，电动机启动，正转运行。

2.反转：按下按钮SB3，因为按钮联锁的原因，电动机直接由正转切换到反转运行。

3.停止：按下按钮SB1，反转电动机停止运转。

三、注意事项

（1）导线及各种电器选择均应符合规格要求。

（2）螺旋式熔断器底座中心端与电源连接在一起，在螺纹外壳出线。

（3）主，控电路连接线上应编上线号，以便于检修。

（4）主电路中，两处主触点的接线必须保证相序相反。

（5）控制电路中，两个按钮的辅助常闭触点，应该交叉（即联锁），不能漏接，否则极易发生电源短路的恶性事故。

（6）为了避免触电，金属外壳需要接地。

（7）电动机平稳放置，尽可能避免运转过程中翻转带来不可控的事故。

（8）通电校验过程中，按照顺序先检验SB2，后检验SB1。

总结

按钮联锁与接触器联锁皆能对电动机进行正反转控制，但两者不同的是：接触器联锁进行正反转切换，多一个中间环节，必须先停止，然后，才能切换；而按钮联锁进行正反转切换，操作更为简单，快捷，只用启动正反转控制按钮SB2，SB3，就能达到直接切换的目的。

作者简介：申宏斌，单位：武汉铁路职业技术学院 实训中心，研究方向：电工学。

（作者单位：武汉铁路职业技术学院实训中心）