Y―Δ减压起动的电机正反转控制电路分析与检测

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摘 要：电机的继电控制电路，如正反转控制，Y-Δ起动控制，是生产设备常用的电路。文章主要分析带有Y-Δ减压起动正反转控制电路的工作原理，接线要点，故障检测的一般方法。这个电路应用广泛，文章的分析有助于从事相关工作的读者对电路的理解，对现场线路的安装、检测、维护有指导意义。

关键词：继电控制；Y-Δ；分析；检测

1 概述

继电控制电路是生产设备常用的电路，新安装好的电路需要调试，电路出故障需要检测，要想安全、快速检测电路，必需理解电路的工作原理以及掌握检测电路的基本方法。继电控制电路有其特点，与电子电路相比结构相对简单得多，且元件布局有规律。主电路的负载是电动机，控制电路的负载是继电器线圈。

文章以Y-Δ减压起动正反转控制电路为例，说明继电控制电路的工作原理，接线、故障检测的一般方法。

电动机起动时因初始转速为零，在起动阶段线路的电流比稳定运行时大得多。三相异步电动机的起动电流是额定电压下的堵转电流，为额定电流的5-7倍。对于大容量动机这电流对线路影响是比较大的，比如引起供电线路电压波动，大电流冲击对电气设备的损害等。为了减小电动机起动电流，继电控制电路设置了减压起动控制部分，待电机转速进入接近正常转速时，电路自动切换到电机正常工作状态时的全压供电状态。减压起动电路常用的有Y-Δ减压起动、定子串电阻或电抗减压起动、自耦变压器减压起动等。电动机Δ形运行方式线路电流是Y形运行方式线路电流的3倍。

2 电路原理分析

2.1 主电路分析

图1所示，KM1、KM2分别控制电动机的正反转运行，通过改变电源的相序实现，即L1与L3交换接线位置。这两个接触器不能同时得电吸合，否则造成线路短路（L1与L3）。KM3闭合电动机作Y形连接，KM4闭合电动机作Δ形连接。这两个接触器也不能同时得电吸合，否则造成线路短路。为了防止这两个接触器同时吸合，电路上采用互锁保护控制。

FR为热继电器，它实现对电动机的过载保护作用。当电机发生过载时，热继电器动作，导致控制电路中热继电器的辅助常闭触点断开，控制电路失去供电电压，所有线圈断电，继电器复位，电机无供电电压而得到保护。FU1为熔断器，对供电线路起短路保护作用。

2.2 控制电路分析

KM1控制电动机的电源供电，KM3控制电动机绕组作Y形方式连接，KM4控制电动机绕组作Δ形方式连接。SB2为正转起动按钮，当它闭合时，线圈KM1得电吸合，辅助常开触点KM1闭合自锁，电动机以正转方式运行，同时，线圈KM3得电，线圈KT得电，电动机绕组作Y形方式连接，且定时器延时机构开始工作。定时器的设定时间到了，KT常闭触点断开，线圈KM3失电，KT常开触点闭合，线圈KM4得电，电动机绕组作Δ形方式连接。常闭触点KM1和KM2及KM3和KM4是互锁关系，一通一断，防止这两个线圈同时得电吸合，造成线路短路。SB3为反转起动按钮，当它闭合时，电动机以反转方式运行，原理与正转运行方式原理相同。SB1为停止按钮，当它断开时，所有线圈失电，接触器复位，电动机停止运行。

3 电路接线

电路接线，要按一定的顺序连接，否则容易接错或漏接。接电路一般按以下原则：（1）先接主电路，后接控制电路；（2）并联的几条支路，按从左到右顺序接完一条再接另一条；（3）在一条支路中，从上到下，按顺时针方向接完一个回路再到另一个回路，且先接内环后接外环；（4）在连接控制电路线圈时，只接线圈的一端，另一端先不接。当所有支路接完后再将所有线圈没接的那一端并接一起，回到电源。这样做可以避免控制电路因接错造成短路故障；（5）同一个继电器在不同支路的辅助触点要分开使用，不能共用一个。

4 电路检查

4.1 短路检查

电路连接完之后，要通电调试，这时担心是否会短路，特别是在考场，怎么解决这一问题？短路分控制电路短路和主电路短路两种情况。控制电路只要是按照上述第（4）点连接，肯定是不会发生短路现象，除非线圈内部有短路。对于主电路的检查，先将主电路与电源隔离开，即主电路与空气开关的接线断开。按起动按钮，电路进入工作状态，用万用表测量主电路负载阻值，测量电阻应为电机绕组电阻。电阻接近零，说明有短路故障。测试前可先测量电机电阻，以做比较。

4.2 故障检查

电路连接完之后，将主电路与电源隔离开，按起动按钮，电路进入工作状态，看各继电器的吸合状态是否符合电路要求。若不符合要求，故障一般发生在控制电路，根据现象判断故障可能发生的部位。继电器不吸合，肯定是线圈没电压，可以用电压法检查。将万用表一根表笔接触在线圈的一端（公共端），另一根表笔从线圈的另一端开始往上检查。若出现电压为零，说明此处有开路现象，断开电源，用万用表电阻挡位对开路点进一步检查。继电器不能自锁，应查相应的自锁电路。

如果继电器工作状态正常，说明控制电路没问题，故障出在主电路，主要检查接触器的触点是否接触良好。

故障举例：电机继电控制电路如图1，按起动按钮SB2或SB3，电机能正反转运行，但只能做Y形方式运行，不能切换到Δ形方式运行。

分析：（1）Y形方式运行正常，说明控制电路KM1、KM2、KM3所在支路没问题，它们的公共电路也没问题；（2）Δ形方式不能工作，说明控制电路线圈KM4不通电；（3）重点检查线圈KM4支路的KM3、KT触点。

检查：（1）观察KT是否吸合，若吸合而无延时动作，说明延时功能机构可能损坏；（2）观察线圈KM3经延时后是否会断电，若不能断电可推断时间继电器延时功能机构有故障；（3）将主电路与电源脱离，KT常闭触点一端断开，KT常开触点用导线连接闭合，通电，若KM4吸合，说明KT部件有故障。对于机械式时间继电器（如JS7-2A），也可人为地触动延时机构，执行延时动作。

5 结束语

继电控制电路的分析，应先分析主电路后分析控制电路和辅助电路。在主电路中，弄清楚各接触器与电动机的连接关系，判断出它们的作用；在控制电路中，弄清楚每个线圈得电的条件及互锁关系。理解电路原理图是有目标、有针对性地进行电路故障检测的前提，是快速排除疑难故障的关键。

参考文献

[1]胡幸鸣.电机及拖动基础（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2008.

[2]田淑珍.工厂电气控制设备及技能训练（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2013.

[3]阮友德.电气控制与PLC[M].北京：人民邮电出版社，2009.

作者简介：林圃（1968-），男，工学硕士，海南经贸职业技术学院工程技术学院高级实验师，长期从事《PLC技术》课程的理论与实践教学，研究方向主要为PLC技术应用。