在电气控制领域,电机二次控制回路是实现电机精准操作、安全运行的核心,无论是电气新手入门还是现场运维人员实操,掌握其基础原理都至关重要。

本文将从核心低压电器认知、基本控制环节实操、电机保护电路设计三个维度,介绍电机二次控制回路的关键知识点。

一、核心低压电器

低压电器是二次控制回路的核心组成,不同器件各司其职,需明确其符号、作用及选型要点:

刀闸开关(QS):主要用于 380V、5.5kW 以下小电机的电源隔离,选型需考虑电机起动电流,额定电流应取异步电机额定电流的 3-5 倍,避免起动时过载损坏。

熔断器(FU):短路保护的关键器件,熔体额定电流选择需区分场景 —— 无冲击电流的电灯、电炉等设备可按负载电流选取;空载电机稍大于额定电流;频繁起动电机需躲开 5-7 倍额定电流的起动冲击。

接触器(KM):实现 “小电流控制大电流”,核心用于接通电机电源,由线圈、主触头、辅助触头组成。主触头接入主电路(需灭弧装置),辅助触头用于控制电路,线圈电压常见 220V 或 380V,选型需匹配电机额定电压、电流。

继电器(KA/KT/FR):与接触器工作原理类似,但触头仅能通过小电流,仅限控制电路使用。其中热继电器(FR)负责过载保护,通过双金属片受热弯曲断开常闭触头;时间继电器(KT)实现延时功能,分通电延时和断电延时两类;中间继电器(KA)用于增强控制信号驱动能力。

控制按钮(SB)与行程开关(ST):按钮分常开、常闭、复合三类,是人工操作的 “指令输入器”;行程开关靠机械撞击动作,用于限位保护、行程控制,二者电路符号均标注为对应字母。

二、基本控制环节

二次控制回路的核心是通过电路设计实现电机的各类运行需求,以下为最常用的控制方式:

点动与连续运行:点动控制通过按下按钮(SB)使接触器(KM)线圈通电,触头闭合电机运转,松开按钮即停机;连续运行需增加 “自保持” 回路,利用接触器辅助常开触头并联在起动按钮两端,实现松开按钮后电机持续运行。

正反转控制:核心是通过两个接触器(KMF 正转、KMR 反转)改变电源相序,关键需设置互锁保护 —— 电气互锁通过接触器常闭触头串联,机械互锁采用复合按钮,避免两接触器同时动作造成短路。

行程与定时控制:行程控制本质是带限位的正反转控制,通过终端限位开关(ST)实现电机自动停机或换向,自动往复运动需采用复合限位开关,实现 “到位即换向”;定时控制常用时间继电器,典型应用为电机 Y-Δ 起动,通过 KT 延时切换 KM-Y 和 KM-Δ 接触器,降低起动电流。

多地点控制:满足异地操作需求,设计原则为 “起动按钮并联、停车按钮串联”,确保甲乙两地均可独立控制电机起停。

三、电机保护电路

电机运行需具备三重保护,避免过载、短路、失压等故障导致设备损坏或安全事故:

失压保护:通过继电器、接触器控制实现,当电源电压低于额定电压的 85% 时,接触器触头自动断开,既防止电机低压运行烧毁,也避免停电后复电时电机自动起动伤人。

短路保护:由熔断器(FU)实现,熔体在短路电流作用下快速熔断,切断主电路,避免故障扩大。

过载保护:热继电器(FR)串联在主电路,电机长时间过载时,发热元件使双金属片弯曲,断开控制电路中的常闭触头,接触器线圈断电,电机停机。

此外,自动空气断路器可集成短路、过载、失压三重保护,通过过流脱扣器和欠压脱扣器实现故障时自动断电。

四、实操关键注意事项

读图与设计需区分主电路和控制电路,控制电路按自上而下、自左而右的顺序分析;

  • 同一电器的线圈、触头标注相同名称,原理图中所有器件均按未通电状态绘制;
  • 继电器、接触器线圈只能并联,不可串联,避免因额定电压不匹配导致无法动作;
  • 控制顺序仅能通过控制电路实现,主电路仅负责电能传输,不可依赖主电路实现逻辑控制。

PPT讲义介绍电气控制回路(文末附PPT源文档)

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