电动机基本控制电路工作原理与故障处理

第二节　电动机基本控制电路工作原理与故障处理

能够满足对电动机进行启动与停止操作，在故障情况下保护装置动作，接触器断电释放，电动机停止运转的控制电路，称为电动机基本控制电路。

一、电动机基本控制电路之一

图1-4所示的是电动机通用的基本控制电路，交流接触器KM线圈工作电压为交流220V。图中的N表示是从变压器二次（0.4kV）绕组中性点引出的线，称工作零线或中性线。

电路中的设备有三相低压断路器QF、熔断器FU、交流接触器KM、热继电器EH，安装在配电盘上的电动机回路开关设备见图1-5（图中看不到热继电器）。停止按钮SB1、启动按钮SB2安装在电动机前方便操作的地方，见图1-6。

按下启动按钮SB2，接触器KM得电动作，电动机运转。松开启动按钮SB2后，依靠接触器KM自身的常开触点（闭合）保持控制线路的接通，来维持接触器的工作状态。

图1-4　通用的电动机控制电路图之一（线圈工作电压交流220V）

图1-5　安装在配电盘上的电动机回路开关设备1—三相闸刀开关QS2—母线3—熔断器FU4—交流接触器KM

1.启动运转与停止

（1）合上三相空气断路器QF。

（2）合上控制回路熔断器FU1。

按下启动按钮SB2，电源R相→控制回路熔断器FU1→停止按钮SB1常闭触点→启动按钮SB2常开触点（按下时闭合）→接触器KM线圈→热继电器EH的常闭触点→电源N极，构成220V电路。

接触器KM线圈得到交流220V的工作电压动作，接触器KM常开触点闭合（将启动按钮SB2常开触点短接）自保，维持接触器KM的工作状态。接触器KM三个主触点同时闭合，电动机绕组获得按R、S、T相序排列的三相380V交流电源，启动运转，所驱动的机械设备运行。

按下停止按钮SB1，常闭触点SB1断开，切断接触器KM线圈电路，接触器线圈断电释放，接触器三个主触点同时断开，电动机绕组脱离三相380V交流电源，停止转动，驱动的机械设备停止运行。

图1-6　电动机的实际安装1—电动机2—成品油泵3—电流表4—接线盒5—按钮开关

2.常见故障现象与故障点

按下启动按钮SB2，电动机不启动的故障点见图1-4中圆圈内数字所指的位置。

（1）主电路中的R相熔断器FU熔断（图1-4中⑥所指的位置），控制电路没有控制电源，电动机不能启动。

（2）如果故障点在停止按钮（图1-4中①所指的位置），则是停止按钮SB1常闭触点上的3号线断线或接触不良。按启动按钮SB2，接触器KM不动作。

（3）如果故障点在图1-4中②所指的位置，则为接触器KM线圈上的5号线断线，按下启动按钮SB2，接触器KM线圈上没有电，接触器KM不动作。

（4）如果电动机过负荷时，热继电器EH动作后未按复位，热继电器EH常闭触点（图1-4中④所指的位置）处于断开状态。

（5）控制回路中的2号线（工作零线N）断线（图1-4中⑤所指的位置）。

上述故障用验电笔分别进行检测，就可以查出故障点，排除后就可以重新启动电动机。

（6）主电路中的T相熔断器FU（图1-4中⑦所指的位置）熔断或电动机绕组出线接头（图1-5中⑧所指的位置）烧断或虚连。按启动按钮SB2，电动机有声音，微动一下，不能旋转。原因是电动机绕组缺相运行。如果运行过程中出现缺相的情况，则主回路中的热继电器EH动作，接触器KM线圈断电释放，电动机停止转动。

（7）图1-4中③所指的位置，3号线断线或线头从接触器KM常开触点上脱落，出现按启动按钮SB2时，电动机启动运转，手松开时电动机停的现象，这种现象就是接触器触点不能自锁（自保）的故障。

二、电动机基本控制电路之二

图1-7所示的厂矿生产设备通用的电动机控制电路，与图1-4通用的电动机控制电路相比较，回路中增加了表示电动机运行与停止状态的信号灯。

图1-7　通用的电动机控制电路之二

1.电路送电操作顺序

（1）合上主回路熔断器FU（三只）。

（2）合上三相刀闸开关QS。

（3）合上控制回路熔断器FU1、FU2，启动电动机。

2.启动运转与停止

按下启动按钮SB2，电源L1相→控制回路熔断器FU1→1号线→停止按钮SB1常闭触点→3号线→启动按钮SB2常开触点（按下时闭合）→5号线→接触器KM线圈→4号线→热继电器EH的常闭触点→2号线→控制回路熔断器FU2→电源L3相。

电路接通，接触器KM线圈获得380V电压动作，常开触点KM闭合自保，维持接触器KM的工作状态，接触器KM三个主触点同时闭合，电动机绕组获得L1、L2、L3三相380V交流电源，启动运转，所驱动的机械设备工作。接触器KM常开触点闭合→7号线→红色信号灯HL1得电灯亮，表示电动机处于运行状态。

按下停止按钮SB1，其常闭触点断开，切断接触器KM线圈电路，接触器KM线圈断电释放，三个主触点同时断开，电动机绕组脱离三相380V交流电源停止转动，驱动的机械设备停止运行。

接触器KM的常闭触点复归接通状态→9号线→绿色信号灯HL2得电灯亮，表示电动机停运，同时表示电动机处于热备用状态。

3.启动时的故障现象及原因

（1）合上断路器QF，按下启动按钮SB2时，电动机没有反应，故障位置及原因如下：

图1-7中①所指的主回路R相熔断器FU熔断；

图1-7中⑧所指的接触器KM线圈一侧4号线断线；

图1-7中②所指的控制回路熔断器FU1熔断；

图1-7中③所指的控制回路熔断器FU1下面的端子上的线头（1号线）断了；

热继电器EH的常闭触点上的2号线断线或接触不良，在图1-7中⑤所指的位置。

（2）合上断路器QF，按下启动按钮SB2时，电动机不能启动。故障位置及原因如下：

图1-7中所指的主回路L2相熔断器FU熔断；

图1-7中⑩所指的热继电器EH发热元件L2相过热烧断或热继电器主接线端子烧断；

图1-7中⑨所指的接触器KM负荷侧L3相接线端子严重过热或烧断。

（3）合上断路器QF，按下启动按钮SB2时，电动机启动运转，但手离开启动按钮SB2电动机就停下来。其故障原因如下：

热继电器EH发热元件严重老化；

接触器KM的常开触点与启动按钮SB2常开触点并联的3号线或5号线断线（图1-7中⑥和⑦所指的位置）。

（4）合上断路器QF，停止信号灯不亮，按下启动按钮SB2时，电动机启动运转，运转信号灯不亮。故障原因如下：

图1-7中④所指的接触器KM常闭触点1号线断线或常闭触点接触不良；

图1-7中所指的接触器KM常开触点7号线断线或常开触点接触不良；

停止信号灯、运转信号灯均不亮，图1-7中所指的2号线断线。

上述故障点在开关设备上的具体位置如图1-8所示。

图1-8　电动机线路故障点实际位置示意图QS—三相刀闸FU—主回路熔断器FU1、FU2—控制回路熔断器KM—接触器EH—热继电器SB1—停止按钮SB2—启动按钮XT—端子排M—电动机与泵HL1—红色信号灯HL2—绿色信号灯A—内装发热元件

（5）更换主回路熔断器的操作方法。

图1-9　带电拔熔断器的错误操作方法

当设备带电时，用手直接拉（拔）熔断器是错误的操作，是很危险的。见图1-9。如果该回路的电源闸刀开关已断开，可以这样操作，但必须注意相邻的带电回路。

图1-10　带电时用钳子拔熔断器的错误操作方法

带电时用钳子拔熔断器，如图1-10所示，也是错误的操作方法。拉、合熔断器是要用力气的，一旦滑脱可能会造成熔断器掉下，落到下面带电的母线上或钳子尖接触到金属底板上而触电。如接地将形成弧光短路，将发生更大的事故。

图1-11为带电拔熔断器的正确操作。虽然是正确的操作，但没有戴纯白棉线手套，万一错拔（拉）正在运转的设备回路熔断器，可能会造成弧光短路事故的发生，将手、眼睛、脸烧伤。因此，要戴纯白棉线手套或绝缘橡胶手套，操作时把脸转过去，不要面对熔断器，而且要用力快速地一次拉下（开）来。

图1-11　带电时拔熔断器正确的操作方法

（6）故障处理方法。

电气设备控制、保护、测量、监视信号等线路与外部连接，一般是经过端子排进行的，如图1-12所示。

图1-12　二次线与端子排1、2—端子排3—控制回路断路器4—二次线5—控制电缆6—工作零线7—零母线（N）

图1-13是停电后用万用表欧姆挡查找故障区的示意图。

在断开主回路电源刀闸QS或空气断路器QF后，使用万用表时，要注意万用表必须切换到“Ω”挡位上，一般切换到“Ω×100”挡位上。万用表的红色表笔接触端子排上的1号线，万用表的黑色表笔接触端子排上的3号线，如果万用表的指针指“0”，说明1号线→停止按钮SB1常闭触点→3号线是好的。若万用表的指针不是指“0”而是无穷大，则说明：

停止按钮SB1常闭触点未接通，处于断开状态；

去停止按钮SB1常闭触点的1号线断线或由停止按钮SB1常闭触点返回端子排上的3号线断线。故障点多为停止按钮SB1常闭触点两端连接线头从端子脱落或断线。打开控制按钮外盖进行检查，重新接好；

红色表笔触在端子排上的5号线，黑色表笔触在空气断路器QF的T相负荷侧母线即控制回路熔断器FU2的上侧，万用表的指针不是指在“0值”，有很小的电阻值，说明端子排上的5号线→接触器KM线圈→4号线→热继电器EH常闭触点→2号线→控制回路熔断器FU2→空气断路器QF的T相负荷侧的电路是接通的；

一人在机前按下启动按钮SB2，一人在配电盘将红色表笔触在空气断路器QF的R相负荷侧母线即控制回路熔断器FU1的上侧，黑色表笔触在空气断路器QF的T相负荷侧母线即控制回路熔断器FU2的上侧，万用表的指针不是指在“0值”，有很小的电阻值，说明这台电动机的控制电路故障已排除，可以送电启动。

图1-13　停电后用万用表欧姆挡查找故障点示意

（7）接线错误。

a.错误的接线之一。见图1-14，3号线、5号线接反（SB1常闭触点与KM的常闭触点并联），合上闸刀开关QS接通电源，不用按下启动按钮SB2，电动机直接启动运转。

当3号线、5号线接反（接错线）时，电路是这样接通的，电源R相→控制回路熔断器FU1→端子排1号线→停止按钮SB1常闭触点→3号线→5号线→接触器KM线圈→4号线→热继电器EH的常闭触点→2号线→控制回路熔断器FU2→电源T相。

接触器KM线圈获电动作，三个主触点同时闭合，电动机绕组获得R、S、T三相380V交流电源启动运转。按下停止按钮SB1，常闭触点SB1断开，接触器KM断电释放，电动机停止运转。松手后电动机又自动运转。

发现电动机M直接启动运转，不要直接拉开闸刀开关QS，这样是带负荷拉刀闸，电动机容量大时，将发生弧光短路事故。

正确的处理方法有两种：

取下控制回路熔断器FU1或控制回路熔断器FU2，切断控制电源，接触器KM线圈断电，接触器KM释放；

一人按下停止按钮SB1不松手，电动机M停止后，另一人在配电盘前，看到接触器KM释放（断开）后，拉开闸刀开关QS。拉开闸刀开关QS后，将端子排上到接触器上的3号线与5号线对调。

图1-14　3号线、5号线接反

b.错误的接线之二。见图1-15，3号线、5号线错接到常闭触点。

正确的接线是3号线、5号线分别接到接触器KM的一对辅助常开触点的端子上，而图1-15中，3号线、5号线错接到常闭触点的端子上，同时与停止按钮SB1常闭触点并联，这样，就出现控制回路熔断器FU1、FU2在合位时，合上电源开关QF，不用按启动按钮SB2，接触器KM会出现吸动→断开→吸动→断开的循环动作状态。电路工作状态是：电源R相→控制回路熔断器FU1→端子排1号线→停止按钮SB1常闭触点→3号线→接触器KM常闭触点→5号线→接触器KM线圈→4号线→热继电器EH的常闭触点→2号线→控制回路熔断器FU2→电源T相，构成380V电路。接触器KM得电动作吸合一下，KM的常闭触点立刻断开，KM断电释放。常闭触点恢复接通时，电源R相→接触器KM再次得电动作。

图1-15　3号线、5号线错接到常闭触点

发现这种情况，若直接拉开闸刀开关QS，即使有灭弧罩，拉闸时产生的拉弧也会使闸刀开关受到烧损。正确的处理方法是两个人，一人监护，一人处理。

一人按下停止按钮SB1不松手，使接触器KM停止吸、断状态。另一人取下控制回路熔断器FU1或控制回路熔断器FU2，切断控制电源，使接触器KM线圈不能得电，然后拉开闸刀开关QS。将端子排上到接触器上的3号线与5号线，由常闭触点改接到常开触点上。

三、电动机基本控制电路之三（图1-16）

1.启动运转

按下启动按钮SB2，电源R相→控制回路熔断器FU1→1号线→停止按钮SB1常闭触点→3号线→启动按钮SB2常开触点（按下时闭合）→5号线→接触器KM线圈→4号线→热继电器EH的常闭触点→2号线→控制回路熔断器FU2→电源T相。构成380V电路。

接触器KM线圈得到380V的交流电压动作，接触器常开触点闭合（将启动按钮SB2常开触点短接）自保，维持接触器KM的工作状态。接触器KM三个主触点同时闭合，电动机绕组获得按R、S、T相序排列的三相380V交流电源，启动运转，所驱动的机械设备运行。

图1-16　通用的电动机控制电路之三

图1-16的控制电路中增加了一只电流互感器和一块电流表。电动机启动运转后，串接在电流互感器TA二次线路中的电流表PA有电流流过，电流表表针所指的数值是电动机的运行负荷电流。主回路设备与控制回路的实物连接如图1-17所示。

2.停止运转

按下停止按钮SB1，停止按钮SB1的常闭触点断开，切断接触器KM线圈电路，接触器KM断电，释放，三个主触点同时断开，电动机绕组脱离三相380V交流电源停止转动，驱动的机械设备停止运行。

图1-17　通用的电动机控制实物接线图

QA—三相熔断器式刀闸FU1、FU2—控制回路熔断器KM—接触器EH—热继电器SB1—停止按钮SB2—启动按钮XT—端子排M—电动机PA—电流表TA—电流互感器

3.故障现象与故障点位置

图1-16中圆圈内数字所指的位置就是故障点。

（1）电动机运行时，熔断器式闸刀开关QA的S相熔断器熔断（图1-16中②所指的位置）或接触器KM的S相负荷侧端子与电缆接线端子处过热烧断（图1-16中⑧所指的位置），电动机单相运转，热继电器EH的整定太大时，热继电器EH不会动作，而使电动机烧毁。发现电动机转动慢时，应该立即按下停止按钮，以避免电动机绕组烧毁。

（2）控制回路熔断器FU1（图1-16中①所指的位置）或图1-16中控制回路熔断器FU2（图1-16中⑦所指的位置），其中一只熔断，控制电路即缺一相电源，按下启动按钮SB2，接触器KM线圈只能得到一相电源，没有电压，接触器KM不能动作，电动机不能启动。

（3）如果电动机过负荷时，热继电器EH动作后未按复位，热继电器EH常闭触点（图1-16中⑥所指的位置）处于断开状态，按下启动按钮SB2，接触器KM不动作。

（4）启动按钮SB2常开触点与接触器KM常开触点连接的5号线断线，图1-16中④所指的位置，接触器KM常开触点虽然闭合，但5号线断线，发生按启动按钮SB2时，电动机启动运转，松开时电动机停止，为接触器KM不能自保的故障。

（5）电流互感器二次回路断线（图1-16中⑨所指的位置），电流表PA没有指示。电流表PA表针卡住或电流表PA线圈烧毁（图1-16中⑩所指的位置），电流表PA没有指示。

（6）熔断器刀闸开关QA上的T相熔断器熔断（图1-16中③所指的位置），控制电路2号线没有电。