任务1.4 三相异步电动机点动控制电路的装调

【任务目标】

1.了解三相异步电动机点动控制电路的设计方法。

2.通过点动控制电路的安装与检修技能训练，让学生具备绘制电气布置图和接线图、编制所需的器件明细表的基本技能。

3.掌握三相异步电动机点动控制电路安装与检修的操作技能。

4.掌握电工安全操作规程。

5.掌握安全用电操作技能。

【任务描述】

三相异步电动机点动控制电路的装调。

职业能力要点：

1.理解三相异步电动机点动控制电路工作原理，并能按图接线。

2.会用万用表对电路进行故障判断，能做通电试验。

职业素质要求：工具摆放合理，操作完毕后及时清理工作台，并填写使用记录。

【知识准备】

三相笼型异步电动机的优点是结构简单、坚固耐用、维修方便、价格便宜等，在一般工矿企业中应用广泛。三相笼型异步电动机有直接起动和降压起动两种起动方式。直接起动是最简单、经济的一种起动方法，但起动时的起动电流达到了额定电流的几倍，所以直接起动适用于功率比较小的电机。一般根据电动机的起动频繁程度以及供电变压器容量的大小来决定允许直接起动的电动机的容量，通常容量小于11kW的三相笼型异步电动机可采取直接起动。

在生产生活中经常会遇到要求由电动机点动的问题，所谓点动控制就是指只有按下按钮时电动机才能转动，松开按钮时电动机就停止的电路，例如地面操作的小型起重机和C620车床的加工工件等都是利用电动机点动控制的实例。

1.4.1 绘制布置图和接线图的方法

1.布置图

布置图是根据电气元件在控制板上的实际安装位置，采用简化的外形符号（如正方形、矩形、圆形等）而绘制的一种简图。它不能表示各电器的具体结构、作用、接线情况以及工作原理，主要用于电气元件的布置和安装。图中各电器的文字符号必须与电路图和接线图的标注相一致。在实际工作中，电路图、接线图和布置图要结合起来使用。

2.接线图

（1）接线图的特点

接线图是根据电气设备和电气元件的实际位置和安装情况绘制的，只用来表示电气设备和电气元件的位置、配线方式和接线方式，而不明显表示电气动作原理。主要用于安装接线、线路的检查维修和故障处理。

（2）绘制、识读接线图应遵循的原则

①接线图中一般包括如下内容：电气设备和电气元件的相对位置、文字符号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等。

②所有的电气设备和电气元件都按其所在的实际位置绘制在图纸上，且同一电器的各元件根据其实际结构，使用与电路图相同的图形符号画在一起，并用点画线框上，其文字符号以及接线端子的编号应与电路图中的标注一致，以便对照检查接线。

③接线图中的导线有单根导线、导线组（或线扎）、电缆等之分，可用连续线和中断线来表示。凡导线走向相同的可以合并，用线束来表示，到达接线端子板或电气元件的连接点时再分别画出。在用线束来表示导线组、电缆等时可用加粗的线条表示，在不引起误解的情况下也可采用部分加粗。另外，导线及管子的型号、根数和规格应标注清楚。

1.4.2 元器件安装工艺

元器件的安装工艺需要注意如下几点：

①各元器件的安装位置应整齐、匀称，间距合理，便于元器件的更换。

②紧固各元器件时，用力要均匀，紧固程度适当。在紧固熔断器、断路器等易碎元件时，应该用手按住元器件一边轻轻摇动，一边用旋具旋紧对角线上的螺钉，直到旋不动后再适当加固旋紧即可。

③断路器、熔断器的受电端应安装在控制板的外侧，并使熔断器的受电端为底座的中心端。

1.4.3 布线工艺

1.工艺要求

①布线通道要尽可能少，同路并行导线按主、控电路进行分类和集中，单层密排，紧贴安装面布线。

②同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。非交叉不可时，该根导线应在接线端子引出时，进行水平架空跨越，但必须走线合理。

③布线应横平竖直，分布均匀，变换走向时应垂直转向。

④布线时严禁损伤线芯和导线绝缘层。

⑤布线顺序一般以接触器为中心，由里向外、由低至高，先控制电路后主电路的顺序进行，以不妨碍后续布线为原则。

⑥在每根剥去绝缘层导线的两端套上编码套管。所有从一个接线端子（或接线桩）到另一个接线端子（或接线桩）的导线必须连续，中间无接头。

⑦导线与接线端子或接线桩连接时，不得压绝缘层、不反圈及不露铜过长。

⑧同一元器件、同一回路的不同接点的导线间距离应保持一致。

⑨一个元器件接线端子上的连接导线不得多于两根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。

2.布线操作

根据由里向外，由低至高原则。接线时注意，将螺钉旋紧后稍稍加力即可，要防止螺钉滑丝，不要忘记在导线的两端套上编码套管。

1.4.4 三相异步电动机单向点动控制电路运行工作原理

1.电路组成：由主电路和控制电路组成

如图1-75所示，主电路刀开关QS起隔离作用，熔断器FU₁对主电路进行短路保护，接触器KM的主触点控制电动机的起动、运行和停车，SB为控制按钮，M为笼型异步电动机。

图1-75 三相异步电动机单向点动控制电路运行工作原理图

2.工作过程

合上电源开关QS，按下起动按钮SB，接触器KM线圈得电，接触器主触点闭合，电动机M单向运行；松开起动按钮SB，KM线圈失电，KM主触点断电，电动机M停止转动。把这一过程称作点动。点动形式的电路叫点动控制电路。

3.保护环节

电源开关QS起到隔离电源的作用；熔断器FU₁、FU₂分别对主电路和控制电路进行短路保护；由于点动控制电动机运行时间短，并且有操作人员在近处监视，所以一般不设过载保护环节。

【任务实施】

绘制电气布置图和接线图，编制所需的器材明细表，进行点动正转控制电路的安装与检修。

1.编制技能训练器材明细表

本技能训练任务所需器材见表1-8。

表1-8 技能训练器材明细表

2.技能训练前的检查与准备

1）确认技能训练环境符合维修电工操作的要求。

2）确认技能训练器材与测试仪表性能是否良好。

3）编制技能训练操作流程。

4）做好操作前的各项安全工作。

3.技能训练实施步骤

技能训练实施步骤见图1-76所示。

1）绘制和分析电路原理图，设计布置图和接线图，如图1-77、图1-78以及图1-79所示。

图1-76 技能训练实施步骤

图1-77 点动正转控制电路原理图

图1-78 点动正转控制电路布置图

电路原理分析如下：

①电路组成元器件及作用。如图1-77所示，电路由主电路和控制电路组成，主电路由低压断路器QS、低压熔断器FU₁、交流接触器KM的3组主触点以及电动机的定子回路组成，控制电路由低压熔断器FU₂、交流接触器KM的电磁线圈以及起动按钮SB组成。低压断路器QS起到交流电源通断及失电压、过载、过热保护作用，熔断器FU₁、FU₂起到主电路和控制电路的短路保护作用，交流接触器KM起到远距离电气控制电动机以及失压保护的作用，起动按钮SB起到电动机的点动控制作用。

图1-79 点动正转控制电路接线图

②电路原理。如图1-77所示，接通三相交流电源，闭合低压断路器QS，按下起动按钮SB时，交流接触器KM的电磁线圈得电，其电磁机构中的衔铁吸合，带动触点机构动作，交流接触器KM的常开主触点闭合，使三相异步电动机定子回路通电而转动。当松开起动按钮SB时，交流接触器KM的电磁线圈失电，其电磁机构中的衔铁释放，触点机构复位，交流接触器KM的常开主触点恢复断开，使三相异步电动机定子回路失电而停转。

2）按照技能训练器材明细表，准备器材、工具以及仪器仪表。

3）对器材质量进行检查与清点，并做好记录。具体操作为：

①检查电气元器件、耗材的型号与规格是否正确。

②检查电气元器件的外观是否完整无缺，附件、配件是否齐全。

③使用仪表检查电气元器件、电动机的质量及有关技术数据是否符合要求，特别注意对接触器和按钮的检查。

4）根据布置图，安装和固定电器元件。

5）根据接线图，进行布线安装，完成整个控制电路板的接线。

按接线图进行板前明线布线和导线敷设，套上编码套管。对按钮进行内部接线时，用力不要过猛，以防螺丝打滑。注意电源进线应接在螺旋式熔断器的下接线座上，出线应接在其上接线座上，以保证能安全的更换熔管。

6）安装及接线完成后，认真仔细检查电路。检查步骤及工艺要求：

①按电路图或接线图逐段检查。从电源端开始，逐段核对接线及接线端子处线号是否正确，有无漏接、错接之处。检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固，同时注意接点接触应良好，以避免带负载运行时产生闪弧现象。

②用万用表检查电路的通断情况。检查时，应选用倍率适当的电阻挡进行校零，以防发生短路故障。对电路的检查，先检查主电路，后检查控制电路，最后再检查辅助电路。在检查主电路时，应断开控制电路，检查主电路有无开路或短路故障，此时，可用手动来代替接触器通电吸合，进行检查其触点是否动作良好。在检查控制电路时，应断开主电路，检查控制电路有无开路或短路故障，可测量U₁₁和V₁₁之间的直流电阻，不按下按钮时阻值为“∞”，按下按钮时阻值为接触器线圈的直流电阻。

③用兆欧表检查电路中绝缘电阻的阻值，确保其不得小于1MΩ。

7）将电路板整理后，交给教师进行验收。

8）连接电源，通电试车。

对电动机进行接地保护，连接电源、电动机等控制电路板外部的导线。

①为保证人身安全，在通电试车时要认真执行安全操作规程的有关规定，一人监护，一人操作。试车前，应检查与通电试车有关的电气设备是否有安全隐患，若查出安全性问题应立即整改，然后方能试车。

②通电试车前，必须征得教师的同意，并由指导教师接通三相电源L₁、L₂、L₃，同时在现场监护。学生合上电源开关QS后，用验电笔检查开启式负荷开关的上端头，若氖管亮则说明电源接通。上述检查确保一切正常后，在教师监护下进行试车。

③空载操作试验。先不接电动机，合上电源开关QS，按下起动按钮SB，接触器得电吸合，观察是否符合电路功能要求。

④带负荷试验。断开电源开关QS，接好电动机连线。合上电源开关QS，按下起动按钮SB后，观察接触器得电吸合以及电动机运行情况是否正常，但不得对电路接线正确性进行带电检查。观察过程中，若发现有异常现象，应立即停车。当电动机运转平稳后，用钳形电流表测量三相电流是否平衡。

试车成功率以通电后第一次按下起动按钮时计算。

9）故障检修。出现故障后，应独立进行检修。若需带电检查时，教师必须负责现场安全监护。检修完毕后，如需要再次试车，教师也应该负责现场安全监护，并做好时间记录。

10）通电试车完毕，使电动机停转，切断电源。先拆除三相电源线，再拆除电动机线。

4.清理现场和整理器材

训练完成后，清理现场，整理所用器材、工具，将其按照要求放置到规定位置。

5.考核要点

1）检查是否按照要求正确绘制布置图和接线图，编制器材明细表，器材的安装和使用是否正确。

2）检查安装敷设施工是否符合要求，是否做到安全、美观、规范，是否时刻注意遵守安全操作规定，操作是否规范。

3）检查与验收电路板质量是否合格，对其进行通电测试看是否达到实训目标，是否会采取正确的方法进行故障检修。

4）根据以上考核要点对学生进行逐项成绩评定，参见表1-9，给出该任务的综合实训成绩。

表1-9 实训成绩评定表

【考核与评价】

考核与评价内容见表1-10。

表1-10 考核与评价

【故障维修方法】

利用各种电工仪表测量电路中的电阻、电流、电压等参数，并进行故障诊断，以图1-77点动正转控制电路原理图为例进行说明，常用的方法有以下几种。

1.电压测量法

电压测量法是在电路通电的情况下，根据所测的电压值判断电器元件和电路的故障所在，检查时把万用表旋到交流电压500V挡位上，采取分段测量电压的方法进行故障排除。

如图1-77所示，按下起动按钮SB接触器KM中的衔铁不吸合，说明电路有故障。

以检修控制电路为例来说明，把控制电路分成4段，第1段为U₁₁和1点之间，第2段为1和2点之间，第3段为2和0点之间，第4段为0和V₁₁点之间。检修时，首先用万用表测量U₁₁和V₁₁两点电压，若电路正常，应为380V。然后按下起动按钮SB不放，同时将红、黑两表棒分别接到U₁₁和1点之间、1点和2点之间、2点和0点之间以及0点和V₁₁点之间，测量其各段电压。电路正常时，2点和0点之间电压应为380V，其余均为0V。如测到2点和0点之间无电压，说明电路存在断路故障，其余3段电压为380V的一段可能为断路点，说明此段包括的触头及其连接导线接触不良或断路。

若分段测量正常，接触器KM仍不吸合，说明接触器的电磁线圈端头接触不良，或者接触器损坏需更换。

2.电阻测量法

电阻测量法是在电路断电的情况下，根据所测的电阻值判断元器件和电路的故障所在，检查时把万用表旋到直流电阻×1或×10挡位上，采取分段测量电阻的方法进行排除故障。

如图1-77所示，按下起动按钮SB，接触器KM中的衔铁不吸合，说明电路有故障。

以检修控制电路为例来说明，把控制电路分成4段，第1段为U₁₁和1点之间，第2段为1和2点之间，第3段为2和0点之间，第4段为0和V₁₁点之间。检修时，将电路断电，首先用万用表测量U₁₁和V₁₁两点间电阻，若电路正常，应为无穷大。然后按下起动按钮SB不放，同时将红、黑两表笔分别接到U₁₁和1点之间、1点和2点之间、2点和0点之间以及0点和V₁₁点之间，测量其各段电阻。电路正常时，2点和0点之间电阻应为接触器线圈的直流电阻，大约为几百至几千欧姆，其余均为0。如测到2点和0点之间无电阻，说明电路存在短路故障，其余3段电阻为无穷大的一段可能为断路点，说明此段包括的触点及其连接导线接触不良或断路。

有时还用短接法进行故障排除，即用一根绝缘良好的导线将可疑的断路部位短接、它分为局部短接法和长短接法两种。局部短接法是用一绝缘导线分别短接某一段的两点，当短接到某一段的两点时，接触器KM₁吸合，则断路故障就在这里。长短接法是一次短接两个或多个触点，与局部短接法配合使用，可缩小故障范围，迅速排除故障。一般使用长短接法找出故障范围，然后再用局部短接法找出故障点和故障元件。

注意：用短接法进行故障排除时，电路是接通电源的，所以操作时特别需要注意操作安全，操作要符合电气安全规程，同时要有监护者密负责安全监护。