任務1.4 三相異步電動機點動控制電路的裝調

【任務目標】

1.了解三相異步電動機點動控制電路的設計方法。

2.通過點動控制電路的安裝與檢修技能訓練，讓學生具備繪制電氣布置圖和接線圖、編制所需的器件明細表的基本技能。

3.掌握三相異步電動機點動控制電路安裝與檢修的操作技能。

4.掌握電工安全操作規(guī)程。

5.掌握安全用電操作技能。

【任務描述】

三相異步電動機點動控制電路的裝調。

職業(yè)能力要點：

1.理解三相異步電動機點動控制電路工作原理，并能按圖接線。

2.會用萬用表對電路進行故障判斷，能做通電試驗。

職業(yè)素質要求：工具擺放合理，操作完畢后及時清理工作臺，并填寫使用記錄。

【知識準備】

三相籠型異步電動機的優(yōu)點是結構簡單、堅固耐用、維修方便、價格便宜等，在一般工礦企業(yè)中應用廣泛。三相籠型異步電動機有直接起動和降壓起動兩種起動方式。直接起動是最簡單、經(jīng)濟的一種起動方法，但起動時的起動電流達到了額定電流的幾倍，所以直接起動適用于功率比較小的電機。一般根據(jù)電動機的起動頻繁程度以及供電變壓器容量的大小來決定允許直接起動的電動機的容量，通常容量小于11kW的三相籠型異步電動機可采取直接起動。

在生產生活中經(jīng)常會遇到要求由電動機點動的問題，所謂點動控制就是指只有按下按鈕時電動機才能轉動，松開按鈕時電動機就停止的電路，例如地面操作的小型起重機和C620車床的加工工件等都是利用電動機點動控制的實例。

1.4.1 繪制布置圖和接線圖的方法

1.布置圖

布置圖是根據(jù)電氣元件在控制板上的實際安裝位置，采用簡化的外形符號（如正方形、矩形、圓形等）而繪制的一種簡圖。它不能表示各電器的具體結構、作用、接線情況以及工作原理，主要用于電氣元件的布置和安裝。圖中各電器的文字符號必須與電路圖和接線圖的標注相一致。在實際工作中，電路圖、接線圖和布置圖要結合起來使用。

2.接線圖

（1）接線圖的特點

接線圖是根據(jù)電氣設備和電氣元件的實際位置和安裝情況繪制的，只用來表示電氣設備和電氣元件的位置、配線方式和接線方式，而不明顯表示電氣動作原理。主要用于安裝接線、線路的檢查維修和故障處理。

（2）繪制、識讀接線圖應遵循的原則

①接線圖中一般包括如下內容：電氣設備和電氣元件的相對位置、文字符號、端子號、導線號、導線類型、導線截面積、屏蔽和導線絞合等。

②所有的電氣設備和電氣元件都按其所在的實際位置繪制在圖紙上，且同一電器的各元件根據(jù)其實際結構，使用與電路圖相同的圖形符號畫在一起，并用點畫線框上，其文字符號以及接線端子的編號應與電路圖中的標注一致，以便對照檢查接線。

③接線圖中的導線有單根導線、導線組（或線扎）、電纜等之分，可用連續(xù)線和中斷線來表示。凡導線走向相同的可以合并，用線束來表示，到達接線端子板或電氣元件的連接點時再分別畫出。在用線束來表示導線組、電纜等時可用加粗的線條表示，在不引起誤解的情況下也可采用部分加粗。另外，導線及管子的型號、根數(shù)和規(guī)格應標注清楚。

1.4.2 元器件安裝工藝

元器件的安裝工藝需要注意如下幾點：

①各元器件的安裝位置應整齊、勻稱，間距合理，便于元器件的更換。

②緊固各元器件時，用力要均勻，緊固程度適當。在緊固熔斷器、斷路器等易碎元件時，應該用手按住元器件一邊輕輕搖動，一邊用旋具旋緊對角線上的螺釘，直到旋不動后再適當加固旋緊即可。

③斷路器、熔斷器的受電端應安裝在控制板的外側，并使熔斷器的受電端為底座的中心端。

1.4.3 布線工藝

1.工藝要求

①布線通道要盡可能少，同路并行導線按主、控電路進行分類和集中，單層密排，緊貼安裝面布線。

②同一平面的導線應高低一致或前后一致，不能交叉。非交叉不可時，該根導線應在接線端子引出時，進行水平架空跨越，但必須走線合理。

③布線應橫平豎直，分布均勻，變換走向時應垂直轉向。

④布線時嚴禁損傷線芯和導線絕緣層。

⑤布線順序一般以接觸器為中心，由里向外、由低至高，先控制電路后主電路的順序進行，以不妨礙后續(xù)布線為原則。

⑥在每根剝去絕緣層導線的兩端套上編碼套管。所有從一個接線端子（或接線樁）到另一個接線端子（或接線樁）的導線必須連續(xù)，中間無接頭。

⑦導線與接線端子或接線樁連接時，不得壓絕緣層、不反圈及不露銅過長。

⑧同一元器件、同一回路的不同接點的導線間距離應保持一致。

⑨一個元器件接線端子上的連接導線不得多于兩根，每節(jié)接線端子板上的連接導線一般只允許連接一根。

2.布線操作

根據(jù)由里向外，由低至高原則。接線時注意，將螺釘旋緊后稍稍加力即可，要防止螺釘滑絲，不要忘記在導線的兩端套上編碼套管。

1.4.4 三相異步電動機單向點動控制電路運行工作原理

1.電路組成：由主電路和控制電路組成

如圖1-75所示，主電路刀開關QS起隔離作用，熔斷器FU₁對主電路進行短路保護，接觸器KM的主觸點控制電動機的起動、運行和停車，SB為控制按鈕，M為籠型異步電動機。

圖1-75 三相異步電動機單向點動控制電路運行工作原理圖

2.工作過程

合上電源開關QS，按下起動按鈕SB，接觸器KM線圈得電，接觸器主觸點閉合，電動機M單向運行；松開起動按鈕SB，KM線圈失電，KM主觸點斷電，電動機M停止轉動。把這一過程稱作點動。點動形式的電路叫點動控制電路。

3.保護環(huán)節(jié)

電源開關QS起到隔離電源的作用；熔斷器FU₁、FU₂分別對主電路和控制電路進行短路保護；由于點動控制電動機運行時間短，并且有操作人員在近處監(jiān)視，所以一般不設過載保護環(huán)節(jié)。

【任務實施】

繪制電氣布置圖和接線圖，編制所需的器材明細表，進行點動正轉控制電路的安裝與檢修。

1.編制技能訓練器材明細表

本技能訓練任務所需器材見表1-8。

表1-8 技能訓練器材明細表

2.技能訓練前的檢查與準備

1）確認技能訓練環(huán)境符合維修電工操作的要求。

2）確認技能訓練器材與測試儀表性能是否良好。

3）編制技能訓練操作流程。

4）做好操作前的各項安全工作。

3.技能訓練實施步驟

技能訓練實施步驟見圖1-76所示。

1）繪制和分析電路原理圖，設計布置圖和接線圖，如圖1-77、圖1-78以及圖1-79所示。

圖1-76 技能訓練實施步驟

圖1-77 點動正轉控制電路原理圖

圖1-78 點動正轉控制電路布置圖

電路原理分析如下：

①電路組成元器件及作用。如圖1-77所示，電路由主電路和控制電路組成，主電路由低壓斷路器QS、低壓熔斷器FU₁、交流接觸器KM的3組主觸點以及電動機的定子回路組成，控制電路由低壓熔斷器FU₂、交流接觸器KM的電磁線圈以及起動按鈕SB組成。低壓斷路器QS起到交流電源通斷及失電壓、過載、過熱保護作用，熔斷器FU₁、FU₂起到主電路和控制電路的短路保護作用，交流接觸器KM起到遠距離電氣控制電動機以及失壓保護的作用，起動按鈕SB起到電動機的點動控制作用。

圖1-79 點動正轉控制電路接線圖

②電路原理。如圖1-77所示，接通三相交流電源，閉合低壓斷路器QS，按下起動按鈕SB時，交流接觸器KM的電磁線圈得電，其電磁機構中的銜鐵吸合，帶動觸點機構動作，交流接觸器KM的常開主觸點閉合，使三相異步電動機定子回路通電而轉動。當松開起動按鈕SB時，交流接觸器KM的電磁線圈失電，其電磁機構中的銜鐵釋放，觸點機構復位，交流接觸器KM的常開主觸點恢復斷開，使三相異步電動機定子回路失電而停轉。

2）按照技能訓練器材明細表，準備器材、工具以及儀器儀表。

3）對器材質量進行檢查與清點，并做好記錄。具體操作為：

①檢查電氣元器件、耗材的型號與規(guī)格是否正確。

②檢查電氣元器件的外觀是否完整無缺，附件、配件是否齊全。

③使用儀表檢查電氣元器件、電動機的質量及有關技術數(shù)據(jù)是否符合要求，特別注意對接觸器和按鈕的檢查。

4）根據(jù)布置圖，安裝和固定電器元件。

5）根據(jù)接線圖，進行布線安裝，完成整個控制電路板的接線。

按接線圖進行板前明線布線和導線敷設，套上編碼套管。對按鈕進行內部接線時，用力不要過猛，以防螺絲打滑。注意電源進線應接在螺旋式熔斷器的下接線座上，出線應接在其上接線座上，以保證能安全的更換熔管。

6）安裝及接線完成后，認真仔細檢查電路。檢查步驟及工藝要求：

①按電路圖或接線圖逐段檢查。從電源端開始，逐段核對接線及接線端子處線號是否正確，有無漏接、錯接之處。檢查導線接點是否符合要求，壓接是否牢固，同時注意接點接觸應良好，以避免帶負載運行時產生閃弧現(xiàn)象。

②用萬用表檢查電路的通斷情況。檢查時，應選用倍率適當?shù)碾娮钃踹M行校零，以防發(fā)生短路故障。對電路的檢查，先檢查主電路，后檢查控制電路，最后再檢查輔助電路。在檢查主電路時，應斷開控制電路，檢查主電路有無開路或短路故障，此時，可用手動來代替接觸器通電吸合，進行檢查其觸點是否動作良好。在檢查控制電路時，應斷開主電路，檢查控制電路有無開路或短路故障，可測量U₁₁和V₁₁之間的直流電阻，不按下按鈕時阻值為“∞”，按下按鈕時阻值為接觸器線圈的直流電阻。

③用兆歐表檢查電路中絕緣電阻的阻值，確保其不得小于1MΩ。

7）將電路板整理后，交給教師進行驗收。

8）連接電源，通電試車。

對電動機進行接地保護，連接電源、電動機等控制電路板外部的導線。

①為保證人身安全，在通電試車時要認真執(zhí)行安全操作規(guī)程的有關規(guī)定，一人監(jiān)護，一人操作。試車前，應檢查與通電試車有關的電氣設備是否有安全隱患，若查出安全性問題應立即整改，然后方能試車。

②通電試車前，必須征得教師的同意，并由指導教師接通三相電源L₁、L₂、L₃，同時在現(xiàn)場監(jiān)護。學生合上電源開關QS后，用驗電筆檢查開啟式負荷開關的上端頭，若氖管亮則說明電源接通。上述檢查確保一切正常后，在教師監(jiān)護下進行試車。

③空載操作試驗。先不接電動機，合上電源開關QS，按下起動按鈕SB，接觸器得電吸合，觀察是否符合電路功能要求。

④帶負荷試驗。斷開電源開關QS，接好電動機連線。合上電源開關QS，按下起動按鈕SB后，觀察接觸器得電吸合以及電動機運行情況是否正常，但不得對電路接線正確性進行帶電檢查。觀察過程中，若發(fā)現(xiàn)有異常現(xiàn)象，應立即停車。當電動機運轉平穩(wěn)后，用鉗形電流表測量三相電流是否平衡。

試車成功率以通電后第一次按下起動按鈕時計算。

9）故障檢修。出現(xiàn)故障后，應獨立進行檢修。若需帶電檢查時，教師必須負責現(xiàn)場安全監(jiān)護。檢修完畢后，如需要再次試車，教師也應該負責現(xiàn)場安全監(jiān)護，并做好時間記錄。

10）通電試車完畢，使電動機停轉，切斷電源。先拆除三相電源線，再拆除電動機線。

4.清理現(xiàn)場和整理器材

訓練完成后，清理現(xiàn)場，整理所用器材、工具，將其按照要求放置到規(guī)定位置。

5.考核要點

1）檢查是否按照要求正確繪制布置圖和接線圖，編制器材明細表，器材的安裝和使用是否正確。

2）檢查安裝敷設施工是否符合要求，是否做到安全、美觀、規(guī)范，是否時刻注意遵守安全操作規(guī)定，操作是否規(guī)范。

3）檢查與驗收電路板質量是否合格，對其進行通電測試看是否達到實訓目標，是否會采取正確的方法進行故障檢修。

4）根據(jù)以上考核要點對學生進行逐項成績評定，參見表1-9，給出該任務的綜合實訓成績。

表1-9 實訓成績評定表

【考核與評價】

考核與評價內容見表1-10。

表1-10 考核與評價

【故障維修方法】

利用各種電工儀表測量電路中的電阻、電流、電壓等參數(shù)，并進行故障診斷，以圖1-77點動正轉控制電路原理圖為例進行說明，常用的方法有以下幾種。

1.電壓測量法

電壓測量法是在電路通電的情況下，根據(jù)所測的電壓值判斷電器元件和電路的故障所在，檢查時把萬用表旋到交流電壓500V擋位上，采取分段測量電壓的方法進行故障排除。

如圖1-77所示，按下起動按鈕SB接觸器KM中的銜鐵不吸合，說明電路有故障。

以檢修控制電路為例來說明，把控制電路分成4段，第1段為U₁₁和1點之間，第2段為1和2點之間，第3段為2和0點之間，第4段為0和V₁₁點之間。檢修時，首先用萬用表測量U₁₁和V₁₁兩點電壓，若電路正常，應為380V。然后按下起動按鈕SB不放，同時將紅、黑兩表棒分別接到U₁₁和1點之間、1點和2點之間、2點和0點之間以及0點和V₁₁點之間，測量其各段電壓。電路正常時，2點和0點之間電壓應為380V，其余均為0V。如測到2點和0點之間無電壓，說明電路存在斷路故障，其余3段電壓為380V的一段可能為斷路點，說明此段包括的觸頭及其連接導線接觸不良或斷路。

若分段測量正常，接觸器KM仍不吸合，說明接觸器的電磁線圈端頭接觸不良，或者接觸器損壞需更換。

2.電阻測量法

電阻測量法是在電路斷電的情況下，根據(jù)所測的電阻值判斷元器件和電路的故障所在，檢查時把萬用表旋到直流電阻×1或×10擋位上，采取分段測量電阻的方法進行排除故障。

如圖1-77所示，按下起動按鈕SB，接觸器KM中的銜鐵不吸合，說明電路有故障。

以檢修控制電路為例來說明，把控制電路分成4段，第1段為U₁₁和1點之間，第2段為1和2點之間，第3段為2和0點之間，第4段為0和V₁₁點之間。檢修時，將電路斷電，首先用萬用表測量U₁₁和V₁₁兩點間電阻，若電路正常，應為無窮大。然后按下起動按鈕SB不放，同時將紅、黑兩表筆分別接到U₁₁和1點之間、1點和2點之間、2點和0點之間以及0點和V₁₁點之間，測量其各段電阻。電路正常時，2點和0點之間電阻應為接觸器線圈的直流電阻，大約為幾百至幾千歐姆，其余均為0。如測到2點和0點之間無電阻，說明電路存在短路故障，其余3段電阻為無窮大的一段可能為斷路點，說明此段包括的觸點及其連接導線接觸不良或斷路。

有時還用短接法進行故障排除，即用一根絕緣良好的導線將可疑的斷路部位短接、它分為局部短接法和長短接法兩種。局部短接法是用一絕緣導線分別短接某一段的兩點，當短接到某一段的兩點時，接觸器KM₁吸合，則斷路故障就在這里。長短接法是一次短接兩個或多個觸點，與局部短接法配合使用，可縮小故障范圍，迅速排除故障。一般使用長短接法找出故障范圍，然后再用局部短接法找出故障點和故障元件。

注意：用短接法進行故障排除時，電路是接通電源的，所以操作時特別需要注意操作安全，操作要符合電氣安全規(guī)程，同時要有監(jiān)護者密負責安全監(jiān)護。