三相交流异步电动机起停电路的设计

根据三相交流异步电动机的工作原理可知， 对于连接完好的电动机， 只要在定子绕组首端通上相应的电压， 电动机就可以运行； 将电压解除， 电动机就会逐渐停止。

一、 空气开关控制的三相交流异步电动机的单相连续运行

控制三相交流异步电动机的定子绕组与对应电源的接通和断开， 最简单的方法就是利用开关来进行， 随着电气控制技术的发展， 开关的种类越来越多， 人们需要根据具体的应用环境和使用条件进行选择。 在工业控制领域， 能够对三相交流异步电动机进行直接控制的常开开关主要有刀开关、 组合开关、 空气开关等。 在现代电气控制线路中， 往往采用空气开关实现电源的隔离控制。空气开关控制的电动机连续运行的控制线路如图2－21所示。

图2－21 空气开关控制的电动机连续运行的控制线路

1. 动作原理

闭合空气开关QF， 电动机M起动运行； 断开空气开关QF， 电动机M断电减速， 直至停转。

2. 线路的不足

空气开关作为开关需要手动合闸， 所以说它虽然具备短路、 过载等保护功能， 但是在实际应用中不能够灵活地实现频繁通断电控制。

二、 交流接触器控制的三相交流异步电动机的单相连续运行

在实际的工作中， 需要对设备进行灵活的控制， 空气开关的控制线路显然不能满足此项要求。 因此， 在实际生产中， 往往根据控制需求， 对电动机采用以交流接触器为核心的控制环节。其电路如图2－22所示。

图2－22 交流接触器控制的电动机连续运行的控制线路

1. 电路的工作原理

1） 起动

合上空气开关QF， 按下按钮SB1， SB1常开触头接通， KM交流接触器线圈吸合， 使KM主触头闭合， 电动机主电路通电， 电动机起动并进入工作状态。 KM辅助常开触头闭合，实现自保持。

当接触器KM常开辅助触头接通后， 即使松开按钮SB1仍能保持接触器KM线圈通电，所以此常开辅助触头称为自保持触头。

2） 停止

按下按钮SB2， SB2常闭触头断开， 接触器KM线圈断电， KM常开主触头断开， 电动机主电路断电， 电动机停止工作。 KM辅助触头断开， 解除自保持。

2. 控制电路的保护环节

（1） 短路保护： 熔断器组FU1用于主电路的短路保护， FU2用于控制电路的短路保护。

（2） 过载保护： 当电动机出现长期过载时， 串接在电动机定子电路中的热继电器FR的发热元件使金属片受热弯曲， 经联动机构使串接在控制电路中的常闭触头打开， 切断接触器KM线圈， KM触头复位， 其中主触头断开电动机的电源， 使电动机M停止工作， 常开辅助触头断开自保持电路， 使电动机长期过载时自动断开电源， 从而实现过载保护。 排除过载故障后， 手动使其复位， 控制电路可以重新工作。

（3） 欠电压和失电压保护： 自锁具有实现欠电压和失电压保护的作用。 欠电压保护是指当电动机电源电压降低到一定值时， 能自动切断电动机电源的保护； 失电压 （或零电压）保护是指运行中的电动机电源因断电而停转， 而一旦恢复供电， 电动机不致在无人监视的情况下自行起动的保护。

在电动机运行中， 当电源下降时， 控制电路电源电压相应下降， 接触器线圈电压下降，这将引起接触器磁路磁通下降， 电磁吸力减小， 衔铁在反作用弹簧的作用下释放， 自保持触头断开 （解除自保持）， 同时主触头也断开， 切断电动机电源， 避免因电源电压降低引起电动机电流增大而烧毁电动机。

在电动机运行中， 电源停电则电动机停转。 当恢复供电时， 由于接触器线圈已经断电，其主触头与自保触头均已断开， 主电路和控制电路都不构成通路， 所以电动机不会自行起动。 只有按下起动按钮SB1， 电动机才会再起动。