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三相异步电机正反转常见故障分析

三相异步电动机的正反转电路是最常用的控制电路之一 。三相异步电动机应用以及常见故障与控制方式有很大的关系 。因此，要了解三相异步电动机的正反转电路故障，先要对控制方式做一些认识 。三相异步电动机的正反控制方式有三大类别，分别是；
1、倒顺开关独立控制的正反转电路 。（也有倒顺开关控制交流接触器启动，再控制异步电动机的控制线路，单相倒顺开关 。）
2、按钮及交流接触器控制的电动机正反电路 。
3、变频器控制的电机正反转电路 。
三相异步电动机正反转电路应用中的常见故障进行探讨，对于线路接线方式以及接线故障不做深入讨论 。
在三相异步电动机的运转方向上有一个电工学用词●相序需要我们理解 。
相序——三相电源中每一相电压经过同一值的先后顺序即为相序 。
三相异步电动机能实现不同方向的运转正是相序发生变化后的结果 。因此，相序的控制在三相异步电动机正反转电路中是最关键环节 。
一、顺逆（倒顺）开关控制的三相异步电动机正反转电路 。
1、三相倒顺开关接线原理
对于三相电机要实现电机的正反转，就是通过调整输入电机的三相交流电的相序来实现电机的反转 。三相倒顺开关就是通过改变输出端两根相线的位置，达到变换相序从而控制电机正反转的目的 。三相电源提供一个旋转磁场,使三相电机转动,因电源三相的接法不同,磁场可顺时针或逆时针旋转为改变转向,只需要将电动机电源的任意两相相序进行改变即可完成 。
如，原来的相序是A、B、C,只需改变为A、C、B或C、B、A 。一般的倒顺开关有两排六个端子,调相通过中间触头换向接触,达到换相目的 。以三相电机倒顺开关为例:设进线A.B.C三相,出线也是A.B.C,因ABC三相是各各相隔120度,连接成一个圆周设这个圆周上的ABC是顺时针的，连接到电机后，电机也为顺时针旋转 。如果开关内部将B.C切换一下，A不动，使开关的出线成为了A－C－B，那这个圆周上的ABC排列就成了逆时针旋转 。
所以倒顺开关的三个档位，中间为停止挡（即空挡不与出线相接触），往右或往左挡调节，其出线的ABC相顺序为正时针旋转，而出现为ACB相顺序德为逆时针旋转 。
2、三相倒顺开关的常见故障 。
三相倒顺开关的应用相对比较少 。因为其结构的缘故倒顺开关无失压保护、无零位保护，并不完全符合安全用电规范，对负载端的保护有所缺失 。其常见故障有以下几个主要方面 。
①在实际应用中电机的负载电流值对开关触点损害比较多 。因为电弧于电流热效应容易引起开关触头接触面部不均衡，引起缺相或三相失衡，对负载电机造成损害 。
②倒顺档位的机械装置，容易出现因机械老化或强电流引起的变形及损坏 。从而造成，三相不平衡或者缺相对电机形成损害 。
③腐蚀气体，空气湿度大（50％的湿度就能影响）和粉尘都会对倒顺开关的触点造成严重影响 。引起三相不平衡和缺相的情况 。
总结
以上是倒顺开关控制电路的常见故障因素 。因此，对于倒顺开关的使用电机应不大于2.2千瓦;工作环境的相对湿度长年不超过90％;空气温度-5~+40℃;不可持续工作时间过长（一般≤90秒），不可平繁启动 。
二、交流接触器控制的三相异步电动机正反转电路 。
交流接触器控制的电机正反电路，是目前应用最多的一种三相异步电动机正反转控制方式 。
其中，交流接触器控制的三相异步电动机正反转电路又分为点动控式和持续控制式 。
1、交流接触器的结构：接触器主要由电磁机构、触点系统和灭弧装置等主要部件组成 。电磁机构包括吸引线圈、静铁心和动铁心,动铁心与动触点相联 。
交流接触器的工作原理：当吸引线圈两端施加额定电压时,产生电磁力,将动铁心(上铁心)吸下,动铁心带动动触点一起下移,使动合触点闭合接通电路,动断触点断开切断电略,当吸引线圈断电时,铁心失去电磁力,动铁心在复位弹簧的作用下复位,触点系统恢复常态 。三相交流接触器的触点系统中有三对主触点和若干对辅助触点,主触点可以通过较大的主电流,并设有隔弧和灭弧装置 。主触点常用在主电路中控制三相负载辅助触点用在电流较小的控制电路中 。
2、交流接触器控制的三相异步电动机正反转的原理，与顺逆开关控制的三相异步电动机正反转电路原理是相同的，即通过改变电机的进线相序，来实现电机的旋转方向改变 。
但是，与倒顺开关不同的是，交流接触器接线必须操作人员自己接线 。
如图，交流接触器KM1控制电动机时接触器上L1、L2、L3分别接入电动机U、V、W时电机为正转（假设为正转） 。此时，KM2的相序必须进行其中两相线序变换才能在KM1的旋转方向反向旋转 。其变换的相序以L1、接入W；L3接入U；（理论上多为电动机U相序不变为佳 。本段内容只是为了更好解释变换相序的方式，适当调整 。）
这是，交流接触器控制三相异步电动机的主电路接线 。
3、在日常应用当中交流接触器主触头线路的接线相序的变换是故障多发点 。原因则是，接线时没有正确换相，从而导致电动机只有一个旋转方向 。例如，KM1接出至电动机是L1对U、L2对V、L3对W，而KM2接线时也是L1对U、L2对V、L3对W 。正确的接法应如前图所示，当KM1 接入为L1对U，L2对V，L3对W时；KM2接线方式为L1对W，L2对V，L3对U 。
三、交流接触器控制异步电动机的辅助触点回路接线 。
交流接触器控制的三相异步电动机正反转电路分常见形态有两种，其一是点动运行方式，其二是启动后连续运行方式 。
1、交流接触器控制电机正反转电路点动运行方式 。
点动运行方式，从名称上我们也可以大概理解其含义 。点动运行就是当按下正转运行按钮，电机正转运行；当松开正转运行按钮时，电机停止运行 。（本文仅以单相吸合线圈型接触器为讲解模型）
实物接线图，图片来源网网络
其接线顺序依次如图
设SB3为急停或停止锁定按钮开关 。零线N接入KM1和KM2的A2线圈端 。火线从熔断器出接入SB3常闭点，再接入KM2常闭点，从常闭点出接入KM1线圈A1点是为正转运行；一路接线至SB2常开点，再接入KM1常闭点出接入KM2吸合线圈A1点 。如此，完成一个点动电器（接触器）互锁运行线路 。
此类运行电路常见故障多为，①熔断器烧毁，②按钮开关机械磨损或损坏，造成点动失灵，或者点动运行后按钮开关无法分离 。
点动运行控制方式还有按钮开关互锁或者机械电器双重联锁的接线方式 。在实际生产中不进行互锁接线的接线方式会造成，误操作时正反转按钮同时按下的情况，如出现此类情况将会造成电机烧毁或接触器烧毁的故障 。
2、交流接触器控制电机正反转电路的连续运行方式 。
连续连续运行方式，是利用交流接触器的常开辅助头对自身进行自锁的接线方式 。
接线次序在点动运行的基础上增加了自锁接线次序，即线路从SB3常闭点出进入SB1，同时从SB3常闭点出接入KM1常开点，这两个位置的出线接入KM2的常闭点，再从KM2常闭点接至KM1吸合线圈A1，完成一个回路 。另一个反转接线方式为SB3常闭点出接入一线至SB2常开与KM2的常开，这两个点的出线接入KM1的常闭点，从KM1常闭点出接入KM2吸合线圈的A1点 。完成一个接触器自锁互锁接线 。当有常开常闭按钮开关时还可以在按钮开关处进行机械互锁 。（有些工作场所是不具备按钮开关互锁的，在此就不对按钮开关互锁进行详解了）
此类接线方式的故障与上面点动运行接线方式的常见故障相似 。同时，对于平繁启动的交流接触器，主触点的故障率比较高，做为连续快速启动，电流对接触器主触点的损害会造成主触点接触面磨损，形成接触不良，如出现这类情况，就很容易造成缺相故障 。对于这类故障要更换适合启动频率的接触器，同时定期检查，接触器触头闭合情况，发现异常，及时修复和更换 。
3、互锁环节:具有禁止功能在线路中起安全保护作用 。
①、接触器互锁:KM1线圈回路串入KM2的常闭辅助触点,KM2线圈回路串入KM1的常闭触点 。当正转接触器KM1线圈通电动作后,KM1的辅助常闭触点断开了KM2线圈回路,若使KM1得电吸合,必须先使KM2断电释放,其辅助常闭触头复位,这就防止了KM1、KM2同时吸合造成相间短路这一线路环节称为互锁环节 。
②、按钮互锁:在电路中采用了控制按钮操作的正反转控制电路，按钮SB1、SB2有一对常开触点,一对常闭触点,这两个触点分别与KM1、KM2线圈回路连接 。例如按钮SB1的常开触点与接触器KM2线圈串联,而常闭触点与接触器KMT线圈回路串联 。按钮SB2的常开触点与接触器KM1线圈串联,而常闭触点压KM2线圈回路串联 。这样当按下SB1时只能有接触器KM2的线圈可以通电而KM1断电,按下SB2时只能有接触器KM1的线圈可以通电而KM2断电,如果同时按下SB1和SB2则两只接触器线圈都不能通电 。这样就起到了互锁的作用 。
③、电动机正向(或反向)启动运转后,不必先按停止按钮使电动机停止,可以直接按反向(或正向)启动按钮,使电动机变为反方向运行 。
在实际运行中当接触器线圈得电时，有时候会出现接触器发出过大的吱吱喳喳的响声，这时候就要检测接触器的看是否有触点损伤，造成线圈吸合不平衡 。同时对于按钮出现间断或偶尔故障时要检测按钮开关，并及时修复或更换 。在实际工作中，接触器控制线路还会接入运行指示灯中 。实际工作中，所遇故障中，多数会遇到控制线路接触不好，或者使用时间长了之后，各处接线端松动，脱落或者接触不良的现象 。因此在排查线路故障时多以确认接触器吸合线圈A1、A2得电与否为主 。
四、变频器控制的三相异步电动机正反转控制电路 。
变频器控制的电动机有逐渐取代接触器控制电路的趋势 。因为变频器的可变量控制，给予电路更多的升级可能 。
变频器控制的电机正反转方式，有变频器直接控制型和通过PLC与变频器控制型 。（本文只对变频器直接控制方式进行分析）
变频器控制电机正反转是由继电器来实现的 。在继电器组成的正反转控制电路中，按钮控制变频器接通电源；正转按钮控制继电器给变频器FWD端子发送正转信号；反转按钮控制反转继电器给变频器REV端子发送反转信号；变频器有内部复位报警信号输出时，复位按钮控制变频器进行复位 。
如图，控制操作过程；按下按钮SB2，接触器KM动作，变频器通电，允许正反转运行；按下SB4，正转继电器KA1动作，控制电动机的正转运行；按下SB3，正转继电器KA1复位，控制电动机的正转停止；
按下按钮SB6，反转继电器KA2动作，控制电动机的反转运行；按下SB5，反转继电器KA2复位，控制电动机的反转运行停止；
按下按钮SB1，接触器KM复位，变频器断电 。
在正反转运行期间,继电器KA,,KA2的触点并联在动断按钮SB,上,用以防止电动机在运行状态下通过KM直接停机,因为只有正转或反转停止后,继电器KA,或KA2的角触点才能复位,这时,动断按钮SB才能起作用 。
在控制过程中,若变频器报警保护动作,报警输出端子300-30B之间断开,导致继电器KA,KA均复位,变频器停止工作,电动机减速停止,分析解決故障原因,按下复位按钮SB,使变频器报警复位 。
变频器控制电路对电机有很强的保护能力 。尤其对于缺相，过载（流），欠压都有很明显的保护效果 。
当电路中出现缺相、过载、欠压时，变频器都会跳闸断开接触器，使电机处于停止状态 。
变频器控制的电机正反转电路，常出现启动时由于重负荷而跳闸 。原因多为启动频率过低，造成短时间电流过载 。
变频器控制的电路其优点也非常明显，启动平稳，运行速度可调节 。
（对于变频器控制电路，笔者所知有限，还有很多优点但一时无法表述 。）
【三相异步电机正反转常见故障分析】三相异步电动机正反转电路，都有主线路与辅助线路，在排查故障时，多要两边并重 。但接触器控制电路故障时多为二次回路故障 。其热继电器也会出现，过载跳闸情况 。此为排查时的易遗漏点 。

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