三相异步电动机正反转故障排除在实训教学中的应用

摘要：三相异步电动机正反转接线及故障排除实训在教学中有着承上启下的作用，相关专业学生应掌握正反转控制电路知识，但学生的知识储备不足，对于正反转控制原理理解不够，特别是在操作时对于出现的故障缺乏有效分析及排除故障的能力。现通过对电动机正反转原理、电路静态检测方法、电路故障排除方法等方面的介绍，有效提高了学生的故障排除能力。

关键词：三相异步电动机;正反转;故障排除;实训教学

0 引言

三相异步电动机正反转控制电路是电动机自锁正转电路的延伸，电路互锁是常用的电气控制方法，是学生学习电气控制的启蒙教学内容。同时，在工业生产实践中，许多运动部件均需正反两个相反方向运行。学生通过学习维修电工实训课程，能够掌握一些基本的设备安装和检修技能[1]。电动机正反转控制线路实训，可提高学生的识绘图能力、动手能力、排故能力、合作能力等综合职业技能[2]。在实训过程中，学生总会遇到一些电气故障，往往学生连接好电路后直接上电，经常造成电源短路，熔断器大量损坏，在工作岗位，这种操作可能会造成严重后果[3]。因此，学生在实践教学过程中，除了按照工艺规范识图及接线，更重要的是试车前进行静态检测，培养学生养成良好的习惯，电路接线完成后不能直接上电，必须经过静态检测，确认无误后方可通电，否则会造成严重的后果。

1 三相异步电动机正反转原理

三相异步电动机要实现正反转控制，将三相电源中任意两相对调即可（正转流入电动机电源的相序为：U、V、W三相;反转时，V相不变，将U相与W相对调），在电动机控制系统中，为了保证两个接触器动作时能够可靠地调换电动机的相序，主电路接线时应使接触器的进线相序保持一致，在接触器的出线调相。将两相相序对调，必须确保两个交流接触器（KM）线圈不能同时得电，否则两个交流接触器主触头同时闭合，会发生严重的相间短路，因此，必须采取互锁措施，使两个交流接触器不能同时得电。为了安全起见，应用交流接触器常闭辅助触点作为互锁，只要其中一个接触器得电动作，其串接在另一条支路的长闭触点就断开，使另一个交流接触器不会得电，但如果交流接触器常闭触点发生融焊现象，人员误操作还是会发生主电路短路故障。三相异步电动机通常采用按钮互锁（机械）与接触器互锁（电气）的双重互锁正反转控制线路，如图1所示，使用了按钮-接触器双重互锁，即使电动机正转时由于误操作按下反转按钮，在双重互锁作用下两个接触器也不可能同时得电，主触头闭合，避免了相间短路故障的发生。另外，在机械、电气双重互锁下，电动机的供电系统不可能发生相间短路故障，有效保护了电机，同时避免了在电动机调相时相间短路造成事故。

电动机正转：按下SB2—KM1线圈得电—KM1主触头闭合—电动机正转运行—KM1辅助常开触点，闭合自锁—KM1辅助常闭触点，断开互锁。

电动机反转：按下SB3常闭触点先断开、常开触点后闭合—KM1线圈失电—KM2线圈得电—KM2主触头闭合—电动机反转运行—KM2辅助常开触点，闭合自锁—KM2辅助常闭触点，断开互锁。

电动机停车：按下SB1—KM2线圈断电（KM1线圈断电）—KM2（KM1）主触头断开—电动机惯性停车—KM2（KM1）辅助常开触点，断开解除自锁—KM2（KM1）辅助常闭触点闭合，解除互锁。

此电路要使电动机改变转向，只要直接按反转按钮就可以了，而不必先按停止按钮，简化了操作。

2 电路静态检测方法

（1）接线完成后，闭合断路器，装入熔断器，检测主电路、控制电路有无短路点。

（2）使用万用表蜂鸣档，根据原理图检测主电路有无断点，接线端子有无虚接、错接。

（3）根据交流接触器线圈阻值，使用万用表欧姆档检测控制电路有无断点，接线端子有无虚接、错接。

（4）万用表欧姆档两表笔放在FU2出线处。按下SB3（SB2）测试按钮，万用笔显示其中一个线圈阻值，这时候按下另一个按钮SB2（SB3）测试按钮，万用表显示数值无穷大，检测机械互锁。

（5）万用表欧姆档两表笔放在FU2出线处，按下KM1（KM2）测试按钮，万用笔显示其中一个线圈阻值，这时候按下另一个KM2（KM1）测试按钮，万用表显示数值无穷大，检测电气互锁。

3 通电试车

（1）静态检测完成无问题后，对电路接入三相电源并接通电动机。

（2）检查完熔断器后，闭合断路器，对连接好的电路进行通电检测;正转启动-反转运行-停止，观察电动机的运行情况。

（3）若出现故障，必须立刻断电检测，针对出现的故障现象分析原因，并让学生重新检测、调试，再通电试车，直到试车成功。

（4）最后总结故障现象及其原因，以免后续再出现类似问题。

4 电路故障排除方法

4.1    控制电路无自锁

控制电路无自锁是因为两个交流接触器KM1或KM2的辅助常开触头没有与开关SB2或SB3并联，并与线圈串联在一起。当出现此问题时，检测是KM1无自锁还是KM2无自锁，检查KM1或KM2进出线是否和SB2或SB3连接在一起。若是KM1无自锁，则应检测KM1的常开触头;若是KM2无自锁，则应检测KM2的常开触头。

4.2    控制电路无互锁

控制电路无互锁是因为两个交流接触器KM1或KM2的常闭触头没有互相串接在彼此的线圈电路中，即KM1或KM2的常闭触头没有串联于KM2或KM1的线圈电路中，或者因为两个按钮SB1、SB2的常闭触头没有互相串接在彼此的线圈电路中，即SB1或SB2的常闭触头没有串联于SB2或SB1的線圈电路中。

检测按钮和交流接触器的常闭触头是否接对。

4.3    控制电路不带电

控制电路不带电是因为没有取相（回相），此时可以检查一下控制电路，交流接触器线圈出线是否回到FU2，当按下开关SB2或SB3时，检测是否通路，若通路，则检测熔断器是否正常。

4.4    主电路不带电

主电路不带电可能是断路器没有闭合，或熔断器已烧坏，也有可能是主触点接触不良，可用万用表测量，确定问题所在。

4.5    电路缺相

电路缺相表现为电机转速慢，并产生较大的噪声，此时可以测量三相电路，确定缺相的线路，并加以调整。

4.6    电路短路

电路短路问题的后果最为严重，必须对整个电路进行测量、检查。

5 结语

在实际生产中，设备的前进和倒退、提升和下降等运动，要求电动机既可正转又可反转。三相异步电动机的正反转电路比较简单，电路元器件不多。在电动机教学实践中，学生经常遇到一些短路或换相故障，只要掌握电动机正反转电路原理，灵活运用万用表，就可以节约故障排除时间。三相异步电动机正反转故障排除实训教学在职业教育中具有重要作用，学生在实训操作的过程中不仅能够自己发现、检测并排除电路故障，还能逐渐提升自己的创新实践能力，提高动手能力与就业竞争力。

[参考文献]

[1] 王亚军.维修电工实训课的改革与思考[J].内蒙古教育，2018（18）：91-92.

[2] 任秀敏，侯娟，李春林，等.电动机控制实训课程教学改革与探索[J].山东工业技术，2019（5）：246.

[3] 雷声媛，李怀才，苗华.浅谈维修电工实训中电路故障检测的思路与方法——以三相异步电动机正反转控制为例[J].电脑知识与技术，2019，15（24）：233-234.

收稿日期：2020-07-06

作者简介：杨飞（1989—），男，云南昆明人，助理工程师，从事高职院校电气系教学工作。