电工手册 第十章 三相异步电动机控制线路故障诊断 - 图文

第十章

三相异步电动机控制线路故障诊断

电气控制线路是用导线将电动机、电器、仪表等电气元件连接起来，并实现某种要求的电气控制线路。根据电流的大小分为主线路和控制线路，而控制电路的表示方法分为原理力和安装线路图。原理图是根据工作原理绘制的，安装线路图是按照电器的实际位置和实际接线用规定的符号画出来的。电气维修人员必须精读电气原理和熟悉电气安装接线图才能很好地完成故障诊断任务。

第一节 电动机控制线路故障诊断的要求 一、精读电气原理图

电动机的控制线路是由一些电气元件按一定的控制关系连接而成的，这种控制关系反映在电气原理图上。为了解顺利地安装接线，检查调试和排除线路故障，必须认真阅读原理图。要看懂线路中各电器元件之间的控制关系及连接顺序，分析线路控制动作，以便确定检查线路的步骤与方法。明确电器元件的数目，种类和规格，对于比较复杂的线路，还应看懂是由哪些基本环节组成的，分析这些环节之间的逻辑关系。

二、熟悉安装接线图

原理图是为了方便阅读和分析控制原理而用“展开法”绘制的，并不反映电器元件的结构、体积和实现的安装位置。为了具体安装接线、检查线路和排除故障，必须根据原理图查阅安装接线图。安装接线图中各电器元件的图形符号及文字符号必须与原理图核对，在查阅中作好记录，减少工作失误。 三、电气元件的检查

（1）电气元器件外观是否整洁，外壳有无破裂，零部件是否齐全，各接线端子及坚固件有无缺损、锈蚀等现象。 （2）电气元器件的触头有无熔焊粘连变形，来得氧化锈蚀等现象；触头闭合分断动作是否灵活；触头开距、超程是否符合要求；压力弹簧是否正常。

（3）电器的电磁机构和传动部件的运动是否灵活；衔铁有无卡住，吸合位置是否正常等，使用前应清除铁芯端面的防锈油。

（4）用万用表检查所有电磁线圈的通断情况。

（5）检查有延时作用的电气元器件功能，如时间继电器的延时动作、延时范围及整定机构的作用；检查热继电器的热元件和触头的动作情况。

（6）核对各电气元器件的规格与图纸要求是否一致。 四、接线的检查与维修

（1）选择合适的导线截面，按接线图规定的方位，在固定好的电气元器件之间测量所需要的长度，截取长短适当的导线，剥去导线两端绝缘皮，其长度应满足连接需要。为保证导线与端子接触良好，压接时将芯线表面的氧化物去掉，使用多股导线时应将线头绞紧烫锡。

（2）走线时应尽量避免导线交叉，先将导线校直，把同一走向的导线汇成一束，依次弯向所需要的方向。走线应横平竖直，拐直角弯。做线时要用手将拐角做成90°的慢弯，导线弯曲半径为导线直径的3～4倍，不要用钳子将导线做成死角，以免损伤导线绝缘层及芯线。做好的导线应绑扎成束用非金属线卡卡好。

（3）将成型好的导线套上写好的线号管，根据接线端子的情况，将芯线弯成圆环或直接压进接线端子。 （4）接线端子应坚固好，必要时装设弹簧垫圈，防止电器动作时因受振动而松脱。

（5）同一接线端子内压接两根以上导线时，可套一只线号管，导线截面不同时，应将截面大的放在下层，截面小的方在上层，所有线号要用不易褪色的墨水，用印刷体书写清楚。 五、线路的检查

（1）核对接线。对照原理图、接线图，从电源端开始逐段核对端子接线线号，排除错误和漏接线现象，重点检查控制线路中容易错接线的线号，还应该对同一导线两端线号是否一致。

（2）检查端子接线是否牢固。检查端子上所有接线压接是否牢固，接触是否良好，不允许有松动、脱落现象，以免通电试车时因导线虚接造成故障。

（3）用万用表检查。在控制线路不通电时，用手动来模拟电器的操作动作，用万用表测量线路的通断情况。应根据控制线路的动作来确定检直步骤和内容；根据原理图和接线图选择测量点，先断开控制电路检查主电路，再断开主电路检查控制电路，主要检查以下内容：

1）主电路不带负荷（即电动机）时相间绝缘情况，接触主触头接触的可靠性，正反转控制线路的电源换相线路和热

继电器、热元件是否良好，动作是否正常等到。

2）控制电路的各个环节及自保、联锁装置的动作情况及可靠性，设备的运动部件、联动元器件动作的正确性及可靠性，保护电器动作准确性等。 六、试车

（1）空操作试验。装好控制线路中熔断器熔体，不接主电路负载，试验控制线路的动作是否可靠，接触器动作是否正常，检查接触器自保、联锁控制是否可靠，用绝缘棒操作行程开关，检查其行程及限位控制是否可靠，观察各电器动作灵活性，注意有无卡住现象，细听各电器动作时有无过大的噪声，检查线圈有过热及异常气味。

（2）带负载试车。控制线路经过数次操作试验动作无误后，即可断开电源，接通主电路带负载试车。电动机走动前应先准备好停车准备，走动后要注意电动机运行是否正常。若发现电动机起动困难，发出噪声，电动机过热，电流表指示不正常，应立即停车断开电源进行检查。

（3）有些线路的控制动作需要调试，如定时运转线路的运行和间隔的间；Y—Δ起运控制线路的转换时间；反接制动控制线路的终止速度等。 ]试车正常宾，才能投入运行。

第二节 三相异步电动机单向起动控制线路故障诊断

电动机单向起动控制线路常用于水泵、木材加工的圆锯、电砂轮、粮库的传动带运输机等需要单向运行的电动机控制设备，如图10-1所示。

一、读电动机单向起动控制线路图

（1）在控制线路起动按钮SB2上并联一个接触器KM常开辅助头，称“自保触头”，而触头上、下端子的连接线称为“自保线”。

（2）由于起动后SB2失去控制作用，因此增设一个常闭按钮SB1与SB2串联用作停车控制。

（3）由于电动机是长期运行，而增设热继电器FR作过载保护。FR的常闭辅助触头串联在KM的线圈回路中，当FR热继电动作后将常闭辅助触点打开，切断交流接触器的控制电源，交流接触器释放主触点，切断电动机电源。

图10-1电动机单向起动控制线路 二、操作线路

合上开关QS，接通电源。 起动：

KM主触点闭合 电动机M通电起动运行

按下SB2 KM线圈通电

KM 常开辅助触头闭合 实现自保

停止：

KM主触头复位 电动机M断电停转

按下SB1 KM线圈断电

KM常开辅助触头复位 自保解除

三、熟悉安装接线图

线路中的隔离开关QS，两组熔断器FU1，FU2及交流接触器KM，控制按钮SB和电动M，通过接线端子板XT与

电器连接。与原理图核对线号和符号，如图10-2所示。

图10-2电动机单向起动控制接线图

四、检查线路

（1）重点检查按钮盒内的接线和接触器的自保线，防止接线错误和漏接。 （2）检查接线端了坚固情况，排除虚接现象。

（3）用万用表检查线路通断情况（万用表拨在R×1电阻档位的测量）。 （4）先检查主电路后检查控制电路。 （5）检查方法如下：

1）按下KM触头，检查常闭辅助触点应断开，常开辅助触点应闭合，测量接触器线圈电阻。

2）检查自保线路，按下KM触头，使辅助触点闭合，V、W之间应测得KM线圈电阻，说明自保线良好。若测得结果是断路，应检查KM自保触点是否正常，下、上端子接线是否正确，有无虑接脱落现象必要时用万用表查找断路点，缩小范围找出后处理。若测得结果是短路，应检查单号、双号是否接错。

3）检查停车控制，按下停止按钮SB1，应测得控制线路由通而断，否则检查按钮盒内接线是否错误。

4）检查过载保护环节，取下热继电器盖，按下SB2，测得KM线圈电阻值后，同时左右扳动热元件自由端，听到热继电器常闭触头分断动作的声音时，万用表应显示出常闭辅助触点由通而断。否则应检查热继电器的动作及连接线并排除故障。 五、试车

通过上述的各项检查，完全合格后，达到准确无误的情况下，检查三相电源，将热继电器按电动机的额定电流整定好，在一人操作一人监护下进行试车。

（1）空操作试验。首先拆除电动机定子绕组的接线（XT端子排上的U1、V1、W1打开连片），合上开关QS，按下起动按钮SB2后松开，接触器通电应动作，并保持吸合状态，按下停止按钮SB1，KM应立即释放，反复试验几次，主要是检查线路工作的可靠性。

（2）带负载试验。首先断开电源（拉开QS开关），接上电动机定子绕组接线（把XT端子排上的U1、V1、W1连板接通），合上QS，按下超支按钮SB2，电动机起动运行，按下停止按钮SB1，电动机断电停止运转。 第三节 三相异步电动机正反向起动控制线路故障诊断

电动机正反向起动控制线路常用于农村具修配厂用的小型天车、小型升降机、小型车床主轴正反转等机械加工设备的电气控制。

一、三相异步电动机正反向起动控制线路故障诊断 1．按钮联锁方式控制线路

正反向起动控制线路（见图10-3）的主电路使用两个交流接触器KM1，KM2来改变电动机的电源相序，当KM1通电时，使电动机正转，而KM2通电时，使电源线L1、L3对调接入电动机定子绕组。

图9-3 电动机正反向起动按钮连锁线路

2．联锁线和联锁触点的接线

控制线路中，正反向起动按钮SB2、SB3都具有常开、常闭两对触点的复合式按钮，每个按钮的常闭触点都串联在相反转向的接触器线圈回路中。当操作任意一个起动按钮时，其常闭触点先断开，使其相反转向的接触器断电释放，因而防止两个接触器同时通电动作造成相间短路。每个按钮起这种作用的触点叫“联锁触点”，而两端的接线叫“联锁线”。其他元件的作用和单向起动控制线路相同。在正反起动控制线路按钮联锁线路中，要特别注意联锁和联锁触点的接线。 3．操作线路

合上电源开关QS，接通电源。

正向起动：

SB2常闭辅助触点先分断 实现联锁

按下SB2 SB2常开辅助触点闭合 KM1线圈通电 KM1常开辅助触点闭合 实现自保

KM1主触点闭合 电动机M正向起动运行

反向起动：

SB3常闭辅助触点先分析 KM1线圈断电 KM1常开辅助触点复位 解除自保 按下SB3 KM1主触点复位 电动机M断电停转

SB3常开辅助触点闭合 KM2线圈通电

KM2常开辅助触点闭合 实现自保 KM2主触点闭合 电动机M反向起动运行

停止：和单相起动控制线路动作相同 1． 熟悉安装接线图

正反向起动控制线的接线线图与单相起动控制线路接线线图基本相同，但是不同的地方有：主电路中由于正反向的要剥离比单向的多装一个交流接触器，单向起动控制统一口径中的按钮中2对触头，用5条控制线完成工作，而正反向起动控制线路中的按钮是5对触头5条线来完成工作，如图10-4

图10-4电动机正反向起动控制线路接线图（按钮联锁）

（3）用万用表检查，将万用表扳到R×1电阻档进行了以下测量：

1）测量主要电路：①分别按下接触器KM1、KM2，将两支表笔分别接在U11、V11、W11端子，应测得电动机绕组之间的电阻。②检查电源换相，将两支表笔分别接在U1和U11的接线端子上，按下KM1触点架测得电阻值R 0，按下KM2触头架测得的电阻什为电动机两相绕组间的电阻值。同样方法测量W1和W11之间的通路。

2）测量控制线路：将万用表表笔分别接到V1和W1端子上进行以下测量。①测量起动、停止控制，分别按下KM1、KM2的触点架，应测得KM1、KM2线圈电阻值，在按下KM1或KM2触点架的同时，再按SB1时，万用表应显示电路由通而断，这说明起动、停止控制线路良好。②测量自保线路，分别按下KM1、KM2线圈的电阻值。若不正常时应检查按钮盒内的接线和接触器自保持触点接线。③测量按钮联锁线路，将万用表两支笔分别接到V11、W11端子上，按下KM1触点架应测得KM1线圈电阻值，再按下SB3时，使其常闭触点分断，万用表显示由通而断；同时按下SB2和SB3时，KM1或KM2的触点无论是闭合还是断开，万用表显示均为断开。以上测量正常，说明按钮联锁无误，若有异常应检查按钮盒内的SB1、SB2、SB3之间的边线是否正确。④检查过载保环节。 6．试车

经过上述检查测试后均正常时，测量三相电源，但必须在有人监护的情况下试车。

（1）空操作试验，首先拆掉电动机接线端子的引线U1、V1、W1。全上开关QS作以下试验：

1）起动、停止控制，按下SB2，KM1应立即动作并保持吸合状态。按下SB1、KM1后立即释放，再按下SB3、KM2立即动作并保持吸合状态，再轻按SB2、KM2应释放。若SB2按到底，KM1又通电动作，重复操作几次检查联锁线路的可靠性。

2）正反向联锁控制。按下SB2使KM1通电动作，然后轻按SB3、KM1应释放，继续SB3按到底，KM2应通电动作，再轻SB2、KM2应释放，继续将SB2按到底，KM1又通电动作，重复操作几次检查联锁控制的可靠性。 （2）带负载试车：

1）首先断开电源，接上电动机的引线U1、V1、W1，合上开关QS。

2）正反向控制，按下SB2使电动机正向起动，注意电动机运行有无异常声音。按下SB1，使KM1断电释放，电动机

断电，待电动机停止转动后，再按下SB3使电动机反向运转，并注意电动机的转向与上次操作后的转向相反，按下SB1、KM2线圈断电释放，电动机断电停止运行。

3）联锁控制。按下SB2使电动机正向运行，待电动机到达正常转速后再按下SB3使电动机反向起动运行，当电动机达到正常转速后再按下SB2，查看电动机和控制线路的动作可靠性，但不能频繁操作，电动机转速正常后再作换向操作以防止接触器燃弧或电动机过载发热。

4）如果同时按下SB2、SB3时，KM1、KM2都不会通电动作。 二、辅助触点联锁控制线路故障诊断

在正反向起动控制线路中，当有一个接触器出现故障触点不能释放时，再操作相反转向时，而另一个接触器通电动作而造成电源短路，很不安全。接触器辅助触点联锁的正反向控制线路就可以防止这类故障的发生，因此，得到机械加工厂的广泛应用，如图10-5所示。 1．辅助触点联锁控制线路

辅助触点联锁的正反向起动控制线路，其主要电路与按钮联锁控制线路完全一样。控制线路中的SB2、SB3只使用常开触点进行起动控制，而每个接触器除使用一个常开触点进行自保持外，还将一个常闭触点串联相反向的接触器线圈回路中，以进行联锁“防止电源短路”。 2．操作线路

合上开关QS、接通电源。 正向起动：

KM1常闭辅助触点分断 实现联锁

按下SB2 KM1线圈通电 KM1主触点闭合 电动机M正向起动运行 KM1常开辅助触点闭合 实现自保

图10-5 电动机正反向起动控制辅助触点联锁线路

反向起动：

KM1常开辅助触点复位 解除自保

先按SB1 KM1线圈断电 KM1主触点复位 电动机M断电停止运行

KM1常闭辅助触点复位 解除联锁

KM2 常闭辅助触点分断 实现联锁

再按SB3 KM2线圈通电 KM2主触点闭合 电动机M反向起动运行

KM2常开辅助触点闭合性 实现自保

停止：与单相起动控制线路动作相同 3．熟悉安装接线图

电气元件的布局与按钮联锁控制线路相同，就是将控制线路中，将每个接触器联锁触点和自保触点分清楚，如图10-6所示。 2． 检查线路

（1） 重点对照原理图、接线图中主电路两个接触器的换相线，控制线路的自保，联锁线，严防接线错误和

漏接。

（2） 检查接线端子的接线是否良好，防止虚接现象。

（3） 取下KM1，KM2的灭弧罩，用万用表测量以下线路（万用表拨置在R×1档）：

1） 正反向起动及停止控制，分别按下KM1，KM2触点架，测得KM1，KM2线圈的电阻值。若同时再按

下SB1，万用表显示线路由通而断。

2） 自保线路的测量，分别按下KM1，KM2触点架，测得KM1，KM2的线圈电阻值。

3） 联锁线路的测量，按下KM1触点测得KM1线圈电阻值，同时按下KM2触点，使其常闭触点分断，万

用表显示由通而断，同样方法测量KM1，对KM2的联锁作用。 4） 过载保护环节，按上一节过载保护环节的测量方法进行。

3． 试车

经过上述全面检查测量后，确定全部正常后，必须在有人监护下进行试车。

图10-6 电动机正反起动辅助触点联锁控制线路接线图

（1） 空操作试验，首先拆掉电动机连接线U1、V1、W1。合上电源开关QS。

（2） 正反车起动，停止试验，按下SB2使KM1立即动作并能保持吸合状态，再按下SB1使KM1释放，按下

SB3使KM2立即动作并能保持吸合状态，再按下SB1使KM2释放。

（3） 联锁作用试验，按下SB2使KM1通电动作并保持吸合状态，再按下SB3，KM1不释放，KM2不动作，

再按下SB1使KM1释放；再按SB3，使KM2吸合，按下SB2，KM2不释放，KM1不动作；再按SB1，KM2释放后，按SB2、KM1动作吸合。应重复操作几次，检查联锁作用的可靠性。

三、三相异步电动机正反向起动控制线路（双重联锁线路）

利用按钮的常闭触点实现联锁的正反向控制线路的控制，操作方便，但容易造成短路故障，而辅助触点联锁的正反向控制线路，虽然可以避免接触器故障造成的短路，但是操作不方便，在改变电动机的转向时，必须首先按下停止按钮，不能用直接按按钮改变电动机的转向。双重联锁控制线路，能在不操作停止按钮时可以改变电动机的转向。只需要按一下相反转向的按钮，即可完成按钮和辅助触点联锁功能，既方便又安全，是电动机可两个方向运行的理想线路，如图10-7所示。

图10-7电动机正反向起动双重联锁控制线路图

1．双重联锁线路故障诊断

双重联锁的正反向起动控制线路，关于主回路与按钮或辅助触头联锁控制线路完全一样，控制线路中，每个按钮的常闭触点和每个接触器的常闭触头都串联在相反转向的接触器线圈回路里。当任意操作一个按钮时，其常闭触点先打开，而接触器通电动作时，先分断常闭辅助触点，起着双重联锁作用，使相反方向的接触器断电释放。 2．操作线路 合上电源开关QS。 正向起动：

SB2常闭辅助触点先分断 实现联锁

按下SB2 SB2常开辅助触点闭合 KM1线圈通电

KM1常闭辅助触点分断 实现联锁

KM1主触点闭合 电动机M正向起动运行

KM1常开辅助触点闭合 实现自保

反向起动：

SB3常闭辅助触点先分断 KM1线圈断电

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