浅析三相异步电动机控制回路在生产中的应用

宁国平 宁国燕 武桢 潘柯柯

（冀南技师学院，河北邯郸 056003）

0.概述

工业生产过程中需要大量的异步电动机，这些电动机起着很重要的作用，是维持生产正常进行的必要条件，如工矿企业的大型风机，起着为各种主体生产设备送风或抽气的作用，大量的水泵机组也多是采用三相异步电动机进行动力旋转，通过异步电动机的旋转以此来带动水泵机组的运行，为生产供水，大量的阀门，如煤气盲板阀、煤气电动蝶阀、混合煤气三通阀等大型的阀门也是采用了三相异步电动机进行工作，通过传动设备将三相异步电动机的电能转换为阀门的机械能，以此来实现特有的管道介质接通或输送功能，而这些风机、水泵、阀门等动力设备要想保证能正常工作，实现各自的控制功能，离不开三相异步电动机的控制电路，这些控制电路的型式很多样，随着科技的进步大量的电动设备采用了集成控制电路来控制设备的正常运转，但仍然有大量的设备采用了经典的控制电路来控制设备的正常运转，这些控制回路的功能是很多电子模块所不能取代的，本文通过论述经典的控制回路的工作方式和掌握方式，来实现对基础的三相异步电动机控制回路的理解和应用，介绍常用的控制电路如何在生产设备中起到控制作用，以及我们通过什么样的方式来掌握三相异步电动机的控制回路，掌握控制回路的练习方法和应用实践。

1.三相异步电动机正反转控制电路在生产中的应用

三相异步电动机在生产中的很多场所会用到，通过它的工作能够实现大量的基本控制功能，在工矿企业常见的应用场所有风机、水泵、阀门等。这些场所为什么需要三相异步电动机的正反转电路呢？正反转控制又是如何在没有人为干预的情况下如何正常运行呢？三相异步电动机的正反转控制电路为什么在企业的生产中处处需要呢？我们一一进行分析。

首先，工业生产中需要大量的能源介质来保证生产的顺利进行，如工业锅炉的煤粉燃烧需要大量的空气，而这些空气需要大型风机来保证介质的正常供应，这些风机的动力多数来自三相异步电动机来进行提供，而三相异步电动机的启动和停止等控制信号需要控制回路的合理设计和规范安装后，进行调试、检查、试运行等步骤才能实现。其次，大量的工业用水泵和大型储罐或球罐的过滤器和反洗水泵等需要三相异步电动机的正反转控制来实现正洗和反洗功能，这些功能的正确实现需要控制回路的正确设计和正确安装后，需要根据生产实际进行调试、试运行和反复试验后才能正常投入生产运转中，这些控制功能的实现需要科学的回路设计和规范的安装，才能得以在生产中正常投入使用。有很多的大型煤气站采用了型式多样的阀门，如电动阀、盲板阀、调节阀等机构，这些阀门的外观或工作方式不尽相同，但工作的基本原理和控制逻辑是相同的，虽然随着科技的发展产生了很多集成电路板控制的阀门，但由于这样的阀门造价高、故障率高、后期维修难度高、维修成本高等缺点，许多场所不会采用这样的阀门，而靠逻辑控制回路进行功能实现的三相异步电动机控制方式在许多工业生产场所大量应用，由于这种控制方式能够实现远端的自动控制，同时改造成本较低，改造难度较小，安装器件简单，逻辑控制方式清晰明了等优点的存在，使得这些控制方式在实际生产过程中大量采用，应用范围很广泛，渗透到了工业生产和人民生活的方方面面，那么这么有效的三相异步电动机控制回路有哪些种类呢？我们通过什么途径和方式来进行掌握和实际应用呢？我们来分析探讨这些控制回路的电路结构，元器件功能，电路特点和工作原理，以及它的安装工艺和流程，对这些方面进行系统分析和阐述后达到活学活用的目的。

2.三相异步电动机实现正反转的方法

工业生产中和生活中大量的采用交流电能进行动力供电，而常见的动力电路有三相三线制，即动力电路只有三相相线，分别为A相、B相、C相，通过三相电源给设备进行供电；还有采用三相四线制的供电方式，除了正常供电的A相、B相、C相外还多了一根中性线，即我们常说的零线，这种供电方式不尽能满足三相电源的正常供给，同时能实现220V交流电的正常供给；还有一种供电方式为三相五线制，即采用A相、B相、C相、中性线和保护接地线供电方式，这种供电方式不仅能实现正常的三相供电和两相供电，还能实现异步电动机的保护。而在生产过程中想要实现设备的正反转控制有多种方式，虽然控制器件不一样，但其本质原理是一样的，它的本质原理都是通过改变三相电的任意两相供电电源来实现的。如一台风机采用了三相异步电动机，这台异步电动机采用的是Y型连接方式，正转时电源的A相、B相、C相分别接到电动机的U端子、V端子、W端子上，此时电动机的旋转方向若为正向，那么我们通过一种器件，如倒顺开关或者两个接触器等方式实现电源的供电任意两相的顺序进行倒换后，便能实现电动机的反转。

3.倒顺开关的正反转控制

倒顺开关也叫逆转换开关，利用改变电源的供电顺序来实现电动机的正反转，倒顺开关的外观如图1所示。

图1 倒顺开关实物图

那么倒顺开关的工作原理是什么呢？我们分析一下它的接线原理图2所示。

图2 倒顺开关工作原理图

倒顺开关的内部有6个接线端子，若三相异步电动机正传时L1、L2、L3分别接在电动机的U、V、W三个端子上，若通过转换倒顺开关的旋钮便能将三相电源进行转换，如电源的L1接在W端子上，L2仍然接在电动机的V相上，L3接在电动机的U相上，这样就通过倒顺开关的切换操作实现了电动机的正反转控制。

4.接触器联锁正反转控制

在实际生产过程中，大量采用了接触器控制的正反转控制方式，因为有需多场所需要远程控制或者需要短时进行切换操作，或者控制回路在高空处，通过倒顺开关无法实现其控制功能，如电动葫芦、桥式起重机等，在这些设备上我们采用了接触器联锁的控制方式来实现其正反转控制功能。接触器控制方式来实现电动机的正反转电路图3所示。

图3 接触器控制正反转原理图

电动机在正转过程中KM1接触器吸合，三相电源L1、L2、L3分别接在电动机的U相、V相、W相上，电动机正转，当需要电动机反转时按动SB2控制按钮，KM1接触器断开，KM2接触器吸合，此时三相电源的L1接在W相上，L2仍然接在V相上，L3接在U相上，这样实现了电源的互换，进而实现了电动机的反转。

5.结语

我们了解了三相异步电动机的正反转控制应用场所，以及实现电动机正反转的元器件及其工作原理，通过分析比较我们得知接触器控制电动机的正反转控制回路应用更加广泛，通过本文的论述希望对电气从业人员在工作实践中进行回路改造和器件应用场合的选择有所借鉴和帮助。