第六节 电动机的可逆运行

一、电动机可逆运行的手动控制

电动机的可逆运行就是正反转控制。在生产实际中,往往要求控制线路能对电动机进行正、反转的控制。例如,机床主轴的正反转,工作台的前进与后退,起重机起吊重物的上升与下放以及电梯的升降等。

由三相异步电动机转动原理可知,若要电动机逆向运行,只需将接于电动机定子的三相电源线中的任意两相对调一下即可,与反接制动的原理相同。电动机可逆运行控制线路,实质上是两个方向相反的单向运行电路的组合,并且在这两个方向相反的单向运行电路中加设必要的联锁。

根据电动机可逆运行操作顺序的不同,有“正—停—反”与“正—反—停”手动控制电路。

1.“正—停—反”手动控制电路

“正—停—反”控制电路是指电动机正向运转后要反向运转,必须先停下来再反向。图2-25为电动机“正—停—反”手动控制线路。KM2为正转接触器,KM3为反转接触器。

图2-25 “正—停—反”手动控制线路

线路工作原理为:

按下正向启动按钮SB2:接触器KM2得电吸合,其常开主触点将电动机定子绕组接通电源,相序为U、V、W,电动机正向启动运行。

按停止按钮SB1:KM2失电释放,电动机停转。

按反向启动按钮SB3:KM3线圈得电主触点吸合,其常开触点将相序为W、V、U的电源接至电动机,电动机反向启动运行。

再按停止按钮SB1:电动机停转。

由于采用了KM2、KM3的常闭辅助触点串入对方的接触器线圈电路中,形成互锁。因此,当电动机正转时,即使误按反转按钮SB3,反向接触器KM3也不会得电。要电动机反转,必须先按停止按钮,再按反向按钮。

2.“正—反—停”手动控制电路

在实际生产过程中,为了提高劳动生产率,常要求电动机能够直接实现正、反向转换。

(1)简单的“正—反—停”控制 利用复合按钮可构成简单的“正—反—停”控制,控制线路如图2-26所示。

图2-26 “正—反—停”手动控制线路

线路工作原理为:

若需电动机反转,不必按停止按钮SB1,直接按下反转按钮SB3,使KM2线圈失电触点释放,KM3线圈得电触点吸合,电动机先脱离电源,停止正转,然后又反向启动运行。反之亦然。

(2)可逆反接制动的“正—反—停”控制 电动机可逆运行的反接制动控制线路如图2-27所示。主电路中KM1分别实现正转启动和反转制动控制,KM2分别实现反转启动和正转制动控制,由于速度继电器的触点具有方向性,所以电动机的正向和反向制动分别由速度继电器的两对常开触点KS-Z、KS-F来控制,在定子电路中都串接限流电阻R,在电动机正反转启动和反接制动时,起到了在反接制动时限制制动电流,在启动时限制启动电流的双重限流作用。操作方便,具有触点、按钮双重联锁,运行安全、可靠,是一个较完善的控制线路。

图2-27 电动机可逆运行的反接制动控制线路

线路工作原理:

按下正向启动按钮SB2:

●中间继电器KA1线圈得电,KA1触点吸合并自锁,同时正向接触器KM1得电主触点吸合,电动机正向启动。

●刚启动时未达到速度继电器KS动作的转速,常开触点KS-Z未闭合,使中间继电器KA3不得电,接触器KM3也不得电,因而使R串在定子绕组中限制启动电流。

●当转速升高至速度继电器动作时,常开触点KS-Z闭合,KM3线圈得电吸合,经其主触点短接电阻R,电动机启动结束。

按下停止按钮SB1:

●KA1线圈失电,KA1常开触点断开接触器KM3线圈电路,使电阻R再次串入定子电路;同时,KM1线圈失电,切断电动机三相电源。

●此时电动机转速仍较高,常开触点KS-Z仍闭合,KA3线圈仍保持得电状态。在KM1失电同时,KM2线圈得电吸合,其主触点将电动机电源反接,电动机反接制动,定子电路一直串有电阻R以限制制动电流。

●当转速接近零时,常开触点KS-Z恢复断开,KA3和KM2相继失电,制动过程结束。电动机停转。

按下反向启动按钮SB3:

●如果正在正向运行,反向启动按钮SB3同时切断KA1和KM1线圈。

●中间继电器KA2线圈得电,触点KA2闭合自锁,同时正向接触器KM2得电主触点吸合,电动机先进行反接制动。

●当转速降至零时常开触点KS-Z恢复断开,电动机又反向启动。只有当反向转速升高达到KS-F动作值时,常开触点KS-F闭合,KA4和KM3线圈相继得电吸合,切除电阻R,直至电动机进入反向正常运行。

二、电动机可逆运行的自动控制

自动控制的电动机可逆运行电路,可按行程控制原则来设计。按行程控制原则又称为位置控制,就是利用行程开关来检测往返运动位置,发出控制信号来控制电动机的正反转,使机件往复运动。

图2-28(a)为工作台自动循环的原理,行程开关SQ1和SQ2安装在指定位置,工作台下面的挡铁压到行程开关SQ1就向右移动,压到行程开关SQ2就向左移动。图2-28(b)为工作台自动循环的控制线路。

图2-28 工作台自动循环的原理和控制线路

线路工作原理如下。

按正向启动按钮SB2时,运行过程如下。

①KM1得电并自锁,电动机正向启动运行,工作台向右运动。

②当工作台运行至SQ2位置时,压下行程开关SQ2,SQ2的常闭触点断开,KM1断电释放;SQ2常开触点闭合,接触器KM2线圈得电吸合,电动机反向启动运行,使工作台自动返回。

③当工作台返回到SQ1位置,压下行程开关SQ1,KM2失电,接触器KM1线圈得电吸合,工作台又向右运动。

④工作台周而复始地进行往复运动,直到按下停止按钮使电动机停转。

在控制电路中,行程开关SQ3、SQ4为极限位置保护,是为了防止SQ1、SQ2可能失效引起事故而设的,SQ4和SQ3分别安装在电动机正转和反转时运动部件的行程极限位置。如果SQ2失灵,运动部件继续前行压下SQ4后,KM1失电而使电动机停止。这种限位保护的行程开关在位置控制电路中必须设置。