三速电动机的启动控制与故障检修实例

2020-9-5 14:02| 发布者: 南召修电视| 查看: 243| 评论: 0

摘要: 双速电动机和三速电动机在一些需要方便变换转速的场合有较多应用，例如，在隧道建设过程中，通风机配套的电动机即可使用双速电动机或三速电动机。隧道开挖距离较小时，需要的通风量不大，可使用电动机的低速档驱动风 ...

双速电动机和三速电动机在一些需要方便变换转速的场合有较多应用，例如，在隧道建设过程中，通风机配套的电动机即可使用双速电动机或三速电动机。隧道开挖距离较小时，需要的通风量不大，可使用电动机的低速档驱动风机以满足通风需求；待掘进距离较远时，需求的通风量增大，可使用电动机的较大转速驱动风机；隧道继续掘进，通风需求量更大，则应使用电动机的高速挡驱动风机。这样，一台电动机即可满足隧道一定掘进长度的通风需求，不至于过于频繁地更换通风机和电动机。

本文介绍一款三速电动机的启动控制电路，分析其电路工作原理，并介绍相关维修实例。

一、一款三速电动机的接线端子

这款YD系列变极多速三相异步电动机是全国统一设计的产品，其转速有双速、三速、四速3种。它利用改变电动机定子绕组的接线以改变其极数的方法变速，具有随负载的不同要求而有级地变化转速的特性，从而简化变速系统。主要用于要求多种转速的机械设备装置。

三速电动机的接线盒内共有9只接线端子，其排列情况以及运行时与电源的连接关系见图1。

低速时电动机呈8极接线，如图1中右侧矩形方框所示，三相电源L1、L2、L3接至电动机的U1、V1、W1端子，其余6只端子U2、V2、W2和U3、V3、W3悬空不接线。

中速时电动机呈6极接线，如图1中部矩形方框所示，三相电源L1、L2、L3接至电动机的U2、V2、W2端子，其余6只端子U1、V1、W1和U3、V3、W3悬空不接线。

高速时电动机呈4极接线，如图1左侧矩形方框所示，三相电源L1、L2、L3接至电动机的U3、V3、W3端子，U2、V2、W2这3只端子悬空不接线，而U1、V1、W1这3只端子则须短接。

三速电动机启动时先从低速挡开始，然后根据设备对转速的要求，依次启动中速挡和高速挡。低速启动时电动机功率较小，所以启动电流较小。其后启动中、高速档时，电动机已具有一定转速，因此启动电流也不是特别大。通常情况下，各档启动电路无须采用降压限流启动方式。

三速电动机接成4极运行时，其旋转磁场的转速是1500r/min；接成6极运行时，其旋转磁场的转速是1000r/min；接成8极运行时，其旋转磁场的转速是750r/min。

三速三相电动机属于三相异步电动机，有所谓的转差率问题，转差率会因为电源电压、负载变化等因素影响，在2～6%之间变化，所以其转子的实际转速会略低于旋转磁场的转速。

二、三速电动机的控制电路

1.一次电路

图2是启动控制电路的一次电路图。低速启动运行时，接触器KM1吸合动作，其主触点将三相电源接至电动机的U1、V1、W1端，由图1和图2可见，电动机在8极低速下起动运行。

中速挡起动运行时，接触器KM1线圈断电释放，接触器KM2得电吸合，KM2的主触点将电源接至电动机的U2、V2、W2端，由图1和图2可见，电动机在6极中速下起动运行。

如果需要高速运行时，则须使接触器KM2线圈断电释放，接触器KM3、KM4同时得电吸合。KM3的主触点将电源接至电动机的U3、V3、W3端，KM4的主触点将U1、V1、W1端短接，这种接线效果如同图1中4极高速状态。电动机在4极高速下起动运行。

若欲将电动机从高转速调整到较低的转速挡，必须先按一下停止按钮SB1，然后从低速挡逐级起动到合适的转速挡位。

2.二次电路

图3是启动控制电路的二次电路图。启动前，绿灯HG点亮，指示控制电路电源正常。启动时按下低速启动按钮SB2，接触器KM1吸合动作，其主触点将三相电源接至电动机的U1、V1、W1端，这时电动机在8极低速下起动运行。辅助触点KM1-1进行自保持；KM1-2接通中间继电器1KA的线圈回路，并由1KA-2对其自保持。1KA的触点1KA-4切断绿灯HG电源，绿灯熄灭；触点1KA-1闭合，白灯HW点亮，指示电动机在8极低速下运行；触点1KA-3闭合，是电动机中速启动的允许信号。

如果低转速不能满足设备要求，可接着启动中速挡。按一下中速启动按钮SB3（SB3是具有动合和动断双触点的按钮），接触器KM1线圈断电释放，接触器KM2得电吸合，并由KM2-1保持。KM2的主触点将电源接至电动机的U2、V2、W2端，由图1和图2可见，电动机在6极中速下启动运行。KM2-2接通中间继电器2KA的线圈回路，并由2KA-2对其自保持。2KA的触点2KA-5切断白灯HW电源，白灯熄灭；触点2KA-1闭合，黄灯HY点亮，指示电动机在6极中速下运行；触点2KA-3闭合，是电动机高速启动的允许信号。

需要高速运行时，可接着按压按钮SB4（SB4也是具有动合和动断双触点的按钮），使接触器KM2线圈断电释放，接触器KM3、KM4同时得电吸合，并由KM3-2保持。KM3的主触点将电源接至电动机的U3、V3、W3端，KM4的主触点将U1、V1、W1端短接，这种接线效果如同图1中4极高速状态。KM3的辅助触点KM3-3使黄灯HY熄灭，KM3-1使红灯HR点亮，指示电动机在4极高速下起动运行。

图3的二次控制电路可以保证启动过程只能从低速挡开始，若误操作，试图首先从中速挡启动（按压按钮SB3）或者高速挡启动（按压按钮SB4），电路都将拒绝执行。

热继电器FR1、FR2和FR3可在各自的转速挡位上实施过电流保护。如果出现过电流等异常情况，热继电器均可动作使电动机得到停机保护。

按钮SB1是停机按钮。

PV和PA分别是电压表及电流表。

三、三速电动机控制电路的故障维修实例

例1 一台三速电动机低速启动正常，不能转换启动到中速挡。

中速挡启动的条件是：①低速挡已经正常启动运行；②中间继电器1KA的触点1KA-3已经闭合；③热继电器FR2未出现过电流保护动作，或者虽然出现了保护动作，但引发过电流保护的原因已经排除，且热继电器的常闭触点已经复位。

对以上3个条件进行排查，发现中间继电器1KA的触点1KA-3在低速挡运行时未能可靠接通电路。判断方法是：在电动机低速运行时，用低压验电笔检测触点1KA-3右侧有电（参见图3），而左侧无电。为了进一步确认此处就是故障点，用万用表的交流电压挡检测，发现触点1KA-3右侧与熔断器FU1下端有380V电压，而触点1KA-3左侧与熔断器FU1下端无电压。2种检测方法均说明中间继电器1KA的触点1KA-3有接触不良的故障。经仔细翻动线束观察，发现该触点的接线松脱。将其重新处理后，故障排除。

维修实例2 三速电动机的各个挡速均可正常启动，但高速挡运行时红色指示灯不亮。

由图3可见，高速运行指示灯红灯HR是由交流接触器KM3的辅助动合触点（常开触点）KM3-1控制的，因为电动机的高速运行控制正常，故障原因可能是KM3的触点KM3-1自身问题，或者指示灯HR损坏、接线开路。

经检测和观察，确定红灯HR完好，接线良好，遂用交流接触器KM4空余动合触点替代KM3的触点KM3-1，处理完毕，再次通电开机，并将电动机转速升高到高速档，高速运行指示灯HR可以正常点亮，故障排除。

高速运行时，交流接触器KM3和KM4的线圈相互并联，同时动作，所以本例故障使用接触器KM4的动合触点替代KM3的动合触点使故障得以修复。