《电工基础》教材-模块六电动机及其控制

模块六电动机及其控制

电动机是把电能转化为机械能的设备。在机械、冶金、石油、化工、航空、交通、农业

及国防、文教、医疗和日常生活中，电动机都起着不可或缺的作用。本章主要介绍三相异步

电动机的结构、工作原理及绕组的接法。

单元一初识三相异步电动机的结构和原理

［知识目标］

1、掌握三相异步电动机的基本结构。

2、熟知三相异步电动机的绕组接法。

3、理解并掌握三相异步电动机的工作原理。

［能力目标］

1、对照实物能辨认电动机的各组成部分。

2、能根据需要对电动机的定子绕组进行正确连接。

3、能对电动机的转向进行调换。

一、三相异步电动机的结构

三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都是由

定子和转子两大基本部分组成，在定子和转子间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、

接线盒、吊环等其他附件组成。如图6-1-1所示。

1.定子部分

定子主要有定子铁芯、定子绕组和基座三部分组成。

定子铁芯是异步电动机的磁路部分。它有0.35~0.5mm厚的硅钢片冲制叠压而成，由于

硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的，所以减少了由于交变磁通通过而引起的铁芯的涡流损

耗。其内表面有许多分布均匀的槽沟，定子绕组就放置在槽内。

定子绕组用绝缘铜线或铝线绕制，是电动机的电路部分。定子三相绕组的结构完全对称

独立，每个绕组即为一相，三个绕组在空间相差1200电角度。一般有6个出线端UI、U2、

VI、V2、Wl、W2,置于基座外的接线盒内，根据需要接成星型或者三角形。

(a)笼型转子

2.转子部分

转子主要有转子铁芯和转子绕组组成。

转子铁芯是电动机磁路的一部分。使用0.5mm厚的硅钢片冲制叠压而成，在外圆上有

许多均匀分布的平行沟槽，槽内放置转子绕组。如图6-1-2所示。

转子绕组分为笼型和绕线式两大类，其作用是产生感生电动势和电磁转矩。笼型转子的

每个槽内都有i根裸导体，在伸出铁芯两端的槽口处，用两个端环把所有导体连接起来。如

图6-1-2所示

二、三相异步电动机绕组的接法

三相异步电动机的定子绕组接法有两种：分别是星型接法和三角形接法。具体采用哪种

接法视电动机额定电压和电源电压而定。如下图6-1-3所示。

三、三相异步电动机的工作原理

当电动机的三相定子绕组通入三相对称交电流后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场

切割转转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子子绕组是闭合通路），载流的转子

导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋

转。

特别强调

1、电动机的旋转方向与旋转磁场方向相同。

2、电动机的转速n必须小于旋转磁场的转速no（―

者相差不大），闭合的转子绕组中才会有感生电流产生，

并产生转矩使电动机旋转；当!^!!”旋转磁场与转子绕组

间就无相对运动，此时闭合的绕组中就不会感生电流，因

此，也就不产生转矩，电动机就不会转。所以，异步电动机转子转速必须小于旋转磁场转速

（又称同步转速），这是异步电动机工作的必要条件。异步电动机的名称也由此而来。又由

于转子的电流是电磁感应而产生的，因此，异步电动机又叫感应电动机。

由上分析可知：要使三相异步电动机转动，其首要条件是要有一个旋转磁场。那旋转磁

场是怎么产生的呢？如图6-1-5所示

四、旋转磁场的产生

三组绕组间彼此相差120度，每一绕组都由三相交流电源中的一相供电，每一绕组产生

一个正弦交流磁场。对称的三相交流电流过对称三相定子绕组所产生的合成磁场是一个旋转

磁场。

特别强调：

1、旋转磁场的旋转方向由定子绕组的相序决定，只要改变电流的相序（即将接在定子

绕组上三相电源中的任意两根对调一下），即可改变转向。

2、旋转磁场的极对数p与定子绕组的空间排列有关，通过适当的排列，可以制成多对

磁极的旋转磁场。

通过分析，电流变化一个周期，两极的旋转磁场（p=l）在空间旋转一周。若是定子旋

转磁场为四极（p=2）,电流变化一个周期，旋转磁场旋转半周（180°）,由此可以看出，

三相对称交流电流过三相对称绕组产生的旋转磁场，转速为

ni=60f1/p------------（6、1、1）

式中，p.――一定子绕组的磁极对数

ft----------三相交流电的频率，单位为HZ

ni----------旋转磁场的同步转速，单位为r/min

转差率

通常将同步转速nl与转子转速之差简称为转速，它反映了转子导体切割磁感线的快慢

程度。将转差nl—n与同步转速nl的比值称为转差率，通常用s表示，即

s=nl—n/nl-------------------------（6、1、2）

电动机启动瞬间，由于n=0,所以，s=l,此时转差率最大；随着转速的上升，转差率

减小，理论上，当nl=n时，s=0,实际在电动机正常工作时，nl^n,因此0<sWl。额定负

载时，中小型电动机转差率的范围一般在0.02-0.06之间。

［例题］一台三相四极异步电动机，额定转速1440r/min,额定频率50HZ,试计算该电

机的旋转磁场转速m和转差率s»

解：旋转磁场转速nl=60f1/p=60x50/2=1500r/min

转差率s=n1—n/n=1500-1440/1500=0.04

技能训练

三相异步电动机定子绕组首末端的判定

一、实训目的

1、会判别三相异步电动机定子绕组的首末端。

2、理解三个首端和三个尾端的极性关系。

二、实训要求

1、利用所提供的器材完成三相异步电动机定子绕组首末端的判定。

2、熟悉测量过程，合作完成训练项目。

三、实训器材

万用表1只，尖嘴钳一把，按钮一个、电池一套，三相异步电动机一台，导线等辅料若干。

四、实训步骤

1、分清三相绕组各项的两个线头，并进行编号。

2、将一相绕组接万用表的电流最小档，另一绕组接直流电源和开关，如图6-1-6所示

接线。

3、开关合上瞬间，若指针右偏，则接电源正极的线端与万用表黑

表笔所接的线端同为首端或末端；若指针反偏，则接电源的线端和万用表红表笔所接线端同

为首端或末端。

4、再将开关和电源接另一相两个线端进行测试，就可正确判定各相的首末端。

五、注意事项

1、判断过程中，注意仔细观察开关闭合瞬间的现象，得出结论。

2、首末端判定好之后，做好标记。

六、思考与拓展

查阅资料，分析三相异步电动机的首末端判定还有那些方法？进行交流。

知识拓展

三相异步电动机的铭牌参数

如图6-1-6所示，电动机的铭牌安装在电动机外壳上，表明电动机的型号和技术数据,

供正确使用电动机时参考。

图6-1-6

1、型号

Y90L—4

Y——异步电动机

90——中心高度（毫米）

L——机座类别（L长机座、M中机座、S短机座）

4——磁极数

2、额定功率PN指电动机在额定运行状态下运行时电动机轴上输出的机械功率，瓦或

千瓦。

UN1、INI、hN、cosjN分别为电动机额定的线电压、线电流、效率、功率因数。

3、额定电压UN指电动机在额定运行状态下运行时定子绕组所加的线电压，单位为V

或KV。

4、额定电流IN指电动机加额定电压、输出额定功率时，流入定子绕组中的线电流，

单位为Ao

5、额定转速nN指电动机在额定运行状态下运行时转子的转速，单位为r/min.

6、额定频率fN规定工频为50HZo

7、接法指电动机定子三相绕组与交流电源的联接方法。有Y联结和△联结。铭牌上

写A联结，额定电压380V,表明电动机的额定电压为380V时应接成A联结。若电压

写成380/220V,接法为Y/△联结，表明电源线电压为380V时应接成Y联结，电源线

电压220V时应接成A联结。

1.电动机属于的电气设备（）

A.产生电能B.消耗电能C.储存电能D.转移电能

2.三相异步电动机的定子铁心及转子铁心均采用硅钢片叠成的原因是（）

A.减小铁损B.减小铜损C.价格低廉D.制造方便

3.三相异步电动机的定子铁心及转子铁心均涂有绝缘的目的是（）

A、减小磁滞损耗B、减小涡流损耗C、减小铜损耗D、制造方便

4.不属于三相异步电动机磁路组成部分的是（）

A、定子铁心B、机座C、转子绕组D、气隙

5.三相异步电动机的三相定子绕组在空间位置上彼此相差（）

A、600电角度B、120°电角度C、1800电角度D、360°电角度

6.国产小功率三相鼠笼式异步电动机的转子绕组结构最广泛采用的是（）

A、铜条结构转子B、铸铝转子C、绕线式转子D、深槽式转子

7.三相异步电动机工作时与电源直接相连的是（）

A、定子铁心B、定子绕组C、转子铁心D、转子绕组

8.三相4极异步电动机，当定子电流变化一个周期，其磁场在空间旋转（）

11

A、2周B、4周C、2周D、4周

9.只看三相异步电动机型号中的最后一个数字，能估算出该电动机的（）

A.转矩B.转速C.转差率D.输出功率

10.某三相异步电动机的P=3,接在工频38OV的三相交流电源上，其转子转速为（）

A、1000r/minB、1500r/minC、2950r/minD、970r/min

11.升高交流电的频率，则三相异步电动机的同步转速（）

A、升高B、降低C、保持不变D、以上说法都不对

12.常用的三相异步电动机在额定状态下的转差率S约为（)

A、0.2-0.6B、0.02-0.06C、1-1.5D、0.5-1

13.三相异步电动机的额定功率是指在额定工作状态下（）

A.定子绕组输入的电功率B.转子中的电磁功率

C.转轴上输出的机械功率D.额定电压与额定电流的乘积

14.三相对称电源的线电压为220V,三相异步电动机每相定子绕组的额定电压为220V,

则应采用（）

A、△联结B、Y联结C、先Y联结，再△联结D、无法确定

15.某台笼型三相异步电动机的额定电压为220V/380V,接法为A/Y,若采用Y-A降

压启动，则启动时每相定子绕组的电压是（）

A、UOVB、127VC、220VD、380V

16.直流法判别三相异步电动机首末端时，除导线外，用到的器材有（）

A、直流电源、电流表、开关B、直流电源、电流表、万用表

C、电流表、万用表、开关D、直流电源、开关、万用表

单元二三相异步电动机控制电路及使用、维护和故障处理

电动机带动生产机械的系统称为电力拖动，其主要任务是实现对电动机的各种控制和保

护。

［知识目标］

1、掌握常用电器的外形、结构、原理、符号、型号及安装使用。

2、熟练识读电动机控制的电路图、接线图和布置图，并理解电路工作过程。

3、熟练掌握电动机手动、点动、接触器自锁控制控制线路的构成、工作原理。

4、熟练掌握电动机电动机正反转控制线路的构成、工作原理。

5、掌握电动机电动机丫一△降压启动控制线路的构成、工作原理。

［能力目标］

1、能按原理图熟练安装电气线路。

2、能根据原理图绘制电气线路的接线图。

3、能用万用表对安装的线路进行通电前的检测，并能排除故障。

一、三相异步电动机的起动控制

电动机接通电源后，从开始转动到正常运行的过程称为起动。一般情况下，三相异步电

动机起动瞬间的电流可达额定值的5~7倍。如此大的启动电流会使电网电压产生波动，影响

其他电器的正常工作，而电动机本身的起动转矩并不大。因此，为了减小起动电流，产生合

适的起动转矩，应采用适当的起动方法。

三相笼型电动机具有结构简单、价格便宜、坚固耐用、维修方便等优点，获得广泛应用。

笼型异步电动机的起动控制有直接起动与减压起动两种。可根据电源变压器容量、电动机容

量、电动机起动频繁程度和电动机拖动的机械设备等来分析是否可以采用直接起动，也可用

下面经验公式来确定：

会V等+春……6、2、

（式中，1st为电动机直接起动时起动电流（A）；

IN为电动机额定电流（A）：S为电源变压器容量（kVA）:

P为电动机额定功率（kW）。

一般情况下，功率在7、5kw以下的异步电动机可以采用直接起动的方式。降压起动广

泛应用于大、中型三相异步电动机空载或轻载起动的场合。

二、三相异步电动机手动单向直接起动控制电路

1、认识低压开关

低压开关一般作为手动切换电器，常用的主要类型有刀开关、组合开关和低压断路器。

其外观及图形符号如图6、2、1,图6、2、2,图6、2、3所示。

在电力拖动中，低压开关多用作机床电路的电源开关和局部照明电路的控制开关。有时

也可用来控制小容量的电动机的启动、停止和正反转。

低压断路器又叫自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。它集控制和多种保护于

一身，在线路工作正常时，它作为电源开关接通或分断电路；当电路中发生短路、过载或失

压等故障时，它能自动跳闸切断电路，起到保护作用。

2、认识熔断器

（1）作用：用在线路中作短路保护。使用时，应串联在被保护的电路中。正常情况下,

熔断器的溶体相当于一段导体，当电路发生短路故障时，熔体迅速熔断分断电路，起到保护

线路和电气设备的作用。

（2）结构：主要有熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。熔体是熔断器的核心，

有片状、丝状和栅状。制作熔体的材料一般有铅锡合金、锌、铜、银等。熔管是熔断器的保

护壳，用耐热绝缘材料制成，在熔体融化时兼有灭弧作用。熔座是熔断器的底座，用于固定

熔管和外接引线。

（3）主要参数：额定电压和额定电流。熔断器的额定电压必须等于或大于被保护线路

的额定电压，熔断器的额定电流必须等于或大于熔体的额定电流。对于普通的电路，熔体电

流等于或稍大于负载电流即可。但对于电动机而言，熔体电流应大于或等于电动机额定电流

的1.5~2.5倍。

3、认识电路图

单相手动控制电路电气原理图如图6-2-5所示。

三、三相异步电动机自锁正转控制线路

1、认识按钮

按钮是一种手动操作接通或分断小电流控制电路，允许通过的电流一般不超过5A,是

一种最常用的主令电器。它不直接控制主电路（大电流定律）通断，而是在控制电路（小电

流电路）中发出指令，控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路的通断、功能转

化或电气联锁。按钮具有复位功能。为了避免误操作，通常按钮上涂以不同颜色加以区分,

停止按钮用红色，起动按钮用绿色。

(1)结构

按钮一般有按钮帽、复位弹簧、桥式动触头、静触头、支柱连杆及外壳等部分组成。如

图6-2-6所示。

2、认识交流接触器

接触器是一种用来自动接通或断开大电流电路并可实现远距离控制的电器。它不

仅具有欠压和失压保护功能，而且还具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设

备简单经济等特点，在电力拖动控制线路中得到了广泛应用。接触器类似一个电

磁开关。如图6、2、7所示是交流接触器的外形。

(1)结构：交流接触器由电磁系统、触头系统、灭弧装置及辅助部件构成。

CJX2交流接触器符号、结构如图6、2、8所示。

(a)电磁系统

主要有线圈、静铁芯和动铁芯(衔铁)三部分组成。铁芯是交流接触器发热的主要部件，

动静铁芯一般有E型硅钢片叠压而成，以减少铁芯的磁滞损耗和涡流损耗，避免铁芯发热。

另外，在铁芯的中柱端面留有0.1、0.2mm的气隙，以减小剩磁影响。铁芯的两个端面上嵌

装短路环，用以减少电磁系统的震动和噪音。

(b)交流接触器的触头系统

按通断能力可分为主触头和辅助触头。主触头用于通断电流较大的主电路一般有三对常

开触头组成；辅助触头用于通断电流较小的控制电路，一般有两对常开触头和两对常闭触头

组成。所谓的常开和常闭，是指电磁系统未通电动作前触头的状态。常开触头和常闭触头是

联动的。当线圈通电时，常闭触头先断开，后常开触头才闭合，中间有个很短的时间差。当

线圈断电时，常开触头先恢复分断，随后常闭触头恢复闭合，中间也有个很短的时间差。这

个时间差虽然很短，但对分析线路的控制原理确很重要。

交流接触器的触头按接触情况可分为点接触式、线接触式和面接触式三种。按触点的结

构形式可分为桥式触头和指性触头。CJ10系列交流接触器触头一般采用双断点桥式触点。

(c)灭弧装置

在断开大电流或高电压的电路时，会在动、静触头之间产生很强的电弧。电弧是触头间

气体在强电场作用下产生的放电现象。它一方面会灼伤触头，减小触头寿命：另一方面会使

电路切断的时间延长，甚至造成弧光短路或引起火灾事故。因此，触头见得电弧应尽快熄灭。

对于容量较小的接触器，一般采用双断口结构的点动力灭弧装置；对于较大容量的交流接触

器，多采用纵缝灭弧或栅片来灭弧。

(d)辅助部件

交流接触器的辅助部件有反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构及底座、

接线柱等。它们的作用是辅助电磁系统和触头系统的动作。

(2)接触器的工作原理

线圈通电后，在铁心中产生磁通及电磁吸力。此电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，

带动触头机构动作，使得常闭触头断开，常开触头闭合。线圈断电或线圈两端电压显著降低

时，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，触头机构恢复常态。

3、认识热继电器

热继电器是利用电流的热效应工作的保护类电器。用作电动机的过载保护、断相保护、

电流不平衡运行的保护及其他电器设备的发热状态的控制。有多种形式，如双金属片式、热

敏电阻式、易熔合金式。其中双金属片式应用最多。按极数不同分为单极、两极和三极。按

复位方式不同可分为自动复位式和手动复位式。热继电器可以安装在底座上，然后固定到导

轨上，也可以和接触器直接连接。如图6、2、20所示为热继电器的外形和图形符号。

(1)内部结构

如图6-2-11所示，为三级式双金属片式热继电器的结构图。它主要由热元件、传动机

构、常闭触头、电流整定装置和复位按钮组成。热继电器的热元件由主双金属片和绕在外面

的电阻丝组成，主双金属片由两种热膨胀系数不同的金属片复合而成。

(2)热继电器的工作原理

当主电路电流过大超过允许值时，金属片2发热弯曲，脱扣碰撞扣板4,在弹簧11的

拉力作用下，联动杆使动触点8和静触点7分断，从而切断电路。如图6-2-12所示。

4、电动机点动正转控制线路

手动正转控制线路的优点是所用电器元件少，线路简单；缺点是操作强度大，安全性差，

且不易实现远距离控制和自动控制。

现实生产中，车床、升降机等的控制多采用按钮点动控制来实现电动机的通断电。它是通

过按钮一主令电器和自动控制电器--接触器来实现线路的臼动控制。

按下按钮电动机就得电运转，松开按钮电动机就失电停转的控制方法，称为点动控制。如

图6-2-13所示。

工作原理如下：

合上电源开关QS。

起动：按下按钮SB-KM线圈得电fKM动合主触点闭合f电动机M起动运转

停止：松开按钮SBfKM线圈失电一KM动合主触点分断一电动机M失电停转

5、电动机自锁正转控制线路

如图6-1-13所示点动控制原理图，改装一下，使电动机在松开起动按钮后，也能保持

连续运转。如图6-2-14所示，主电路相同，只是在控制电路中，串联了一个停止按钮，在

起动按钮两端并联了接触器的一对常开辅助触头。

（1）工作原理

合上电源开关QF

起动：按下SB1-K般圈得电lKM主触点闭合M起动连续运转

KM动合辅助触点闭合

松开SB1：由于KM动合辅助触点闭合，KM线圈仍得电，电动机M继

停止：按下SB2—KM线圈失电「KM主触点分断失电停转

*KM自锁触点分断」

（2）自锁的定义

像这种当起动按钮松开后，接触器KM通过自身动合辅助触点而使线圈保持得电的作

用叫做自锁。

与起动按钮SB1并联起自锁作用的动合辅助触点叫自锁触点。如图6、2、14所示的电

路称接触器自锁控制电路。

（3）线路的保护功能

在图6-2-14所示的接触器自锁正转控制线路中，都由哪些保护功能？各有哪些电器来

实现呢？

1、短路保护：由熔断器FU1、FU2分别实现主电路与控制电路的短路保护。

2、过载保护：由热继电器FR实现电动机的长期过载保护。

3、欠压保护：欠压保护是指当电路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源而

停转，避免电动机在欠压下运行的一种保护。

4、失压保护：失压保护是指电动机在正常运行中，由于某种原因引起突然断电时、能

自动切断电动机电源；当重新供电时，保证电动机不能自行起动的一种保护。

四、识读电气控制系统图

电气控制系统图是一种统一的工程语言，它采用统一的图形符号和文字符号来表达电气

设备控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试和检修等技术要求。一般包括电气原理图、

电器布置图和电气接线图。

1、电气原理图一般由主电路、控制电路、辅助电路、保护及联锁环节以及特殊控制电路等

部分组成。如上图6-2-13和6-2-14所示。

2、电器布置图

布置图是根据电器元件在控制板上的实际安装位置，采用简化的外形符号(如正

方形、矩形、圆形等)而绘制的一种简图。如图6-2-15所示

3、接线图

电气接线图是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的，只用来表示电气

设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式。如图6-2-15所示。

4、绘制电气接线图

(1)接线图的绘制规则

(a)电器元件的图形符号、文字符号应与电气原理图标注完全一致。

(b)各电器元件各端子的标号必须与电气原理图上的标号一致。

(c)走向相同的多根导线可用单线或线束表示。

(d)接线图中应标明连接导线的规格、型号、根数、颜色和穿线管的尺寸等。

(2)电气接线图绘制的简要步骤

(a)标线号

(b)画元器件框及符号

(c)分配元器件编号

(d)填充连线的去向和线号

四、相异步电动机点动与连续混合控制线路

机床设备在正常工作时，一般需要电动机处在连续工作状态。但在试车或调整刀具与工

作的相对位置时，又需要电动机能点动控制。连续与点动混合控制线路电路如图6-2-16所

ZjSo

图6-2-16(a)所示线路是在具有过载保护的接触器自锁单向运转控制线路的基础上，把

手动开关SA串接在自锁电路中。显然，当把SA闭合或打开时，就可实现电动机的连续或

点动运转。

图6-2-16(b)所示线路是在具有过载保护的接触器自锁单向运转控制线路的基础上，增

加了一个复合按钮SB3,来实现连续和点动混合单向运转控制。按SB1为连续运转，按SB3

即为点动运转。

工作原理如下:

图6-2-16(b)线路的工作原理是:

五、电动机正反转控制电路

单向运转控制电路只能使电动机朝着一个方向旋转，但许多生产机械往往要

求运动部件能向正反两个方向运动。如机床工作台的的前进与后退、主轴的正转

与反转、走KM自锁触筝等，这些生产机械要求电动机能实现正反转控制。

当改变通入三相异步电动机定子绕组的三相电源相序，即将接入电动机三相电源

进线中的任意两相对调时，就可以使三相异步电动机实现反转。

1、倒顺开关正反转控制电路

倒顺开关也叫可逆转换开关，常见的HZ3732型和QX1T3N1/4.5型,它

属于组合开关类型，但与一般的组合开关不同。倒顺开关的外形结构如图所示。

开关有倒、顺、停三个位置。倒顺开关正反转控制电路一般用于额定电流10A

以下、功率在4、5KW以下的小功率电动机控制。控制电路如图6-2-24所示。

应该注意的是倒顺开关的手柄只能从“停”位置左转45°或右转45°。当电

动机处于正转状态时，要使它反转，应先把手柄扳到“停”的位置，使电动机县

停转，然后再把手柄扳到“倒”的位置，使电动机反转。若直接把手柄由“顺”

扳到''倒”的位置，电动机的定子绕组会因为电源突然反接而产生很大的反接电

流，容易因过热而损坏。

1、接触器联锁的正反转控制电路

倒顺开关正反转控制电路适用于小容量电动机的正反转控制，在生产实践中更常

用的是正反转自动控制电路。

接触器联锁正反转控制电路如图所示，电路用到的低压电器元件有转换开

关、熔断器、按钮、交流接触器、热继电器。其中QS为电源总开关,FU1为主电

路短路保护，FU2为控制电路短路保护，FR为短路过载保护,KM1控制电动机

M正转时电源的通断，KM2控制电动机反转时电源的通断，SB1为电动机正转

的启动按钮，SB2为电动机反转的启动按钮，SB3为电动机的停车按钮。

当KM1的三对主触头接通时，三相电源按L1-L2-L3的相序接入电动机；而

当KM2的三对主触头接通时，三相电源按L3-L2-L1的相序接入电动机。所以当

两接触器分别工作时，电动机的旋转方向相反。这种控制电路不允许接触器KM1

和KM2同时通电，否则它们的主触头同时闭合，将造成L1和L3两相电源短路。

为此，在其控制电路中分别串联了对方接触器的常开触头。这样，当一个接触器

得电动作时，其常闭触头分断，使另一个接触器不能得电动作。接触器间这种

相互制约的作用称为接触器联锁（或互锁）。实现联锁作用的常闭辅助触头称为

联锁触头（或互锁触头）。

停反转接卜按钮SB3-KM1线圈失电一各触头复位一电动机M失电停转。

动:

接触器联锁正反转控制电路的工作原理如下。

先合上开关QS,

由此可见，通过SB1、SB2控制KM1、KM2动作，可以改变接入电动机的

三相交流电的相序，就改变了电动机的旋转方向。但是接触器联锁正反转控制电

路中，如果电动机要从正转变为反转，必须先按下停止按钮后才能按反转启动按

钮，否则由于接触器的联锁作用，不能实现反转，显然操作不便。而采用如图

6-2-19(a)所示的电路，利用符合按钮SB1、SB2就可以实现直接由正转变为反

转。

采用复合按钮可以起到联锁作用。这是由于按下SB1时，只有KM1得电动

作，同时KM2回路被切断。同理按下SB2时，只有KM2得电动作，KM1回路

被切断。但只用按钮进行联锁是不可靠的。在实际中，由于负载短路或大电流的

长期作用，接触器的主触头被强烈的电弧“烧焊”在一起，或者接触器的机构失

灵，使衔铁卡在吸合状态，这些都有可能使主触头断不开，这时如果另一个接触

器动作，必然造成电源两相短路事故。

如果用接触器常闭触头进行联锁，无论什么原因，只要一个接触器处于吸合

状态，它的联锁常闭触头必然将另一个接触器回路切断，避免造成事故。

将图6-2-18和图6-2-19(a)的优点结合起来就是图6-2-19(b)所示的按

钮、接触器双重联锁的正反转控制电路。该电路操作安全可靠，应用非常可靠。

电路工作原理如下：

合上电源开关QS,

六、三线异步电动机Y-A降压启动控制电路

电动机接通电源后，由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的过程，称为起动。

若将额定电压直接加在电动机的定子绕组上，使电动机启动旋转，称为直接启动,

也叫全压启动。直接启动的优点是所用电器设备少，电路简单；缺点是启动电流

大，为额定电流的4~7倍，容量较大的电动机直接启动会使电网电压严重下跌，

不仅导致电动机启动困难、寿命缩短，而且影响其他用电设备的正常运行。因此,

较大容量的电动机需要采用降压启动。通常规定电源容量在180KV.A以上、电

动机容量在7.5KW以下三相异步电动机可采用直接启动。

降压启动是利用启动设备将电源电压降低后加在电动机定子绕组上进行启

动，启动结束后，再将其电压恢复到额定值。降压启动的目的在于减小启动电流,

但启动转矩也将降低，因此降压启动仅适用于电动机轻载或空载启动。

常见的降压启动方法有：定子绕组串电阻或电抗器降压启动、自耦变压器降

压启动、Y-△降压启动和延边三角降压启动。

1、认识时间继电器

时间继电器是一种利用电磁原理和机械动作实现触头延时接通或断开的自

动控制电器。根据触头延时动作的特点，分为通电延时和断电延时两种。通电延

时是指继电器电磁线圈通电后，其触头延时动作；断电延时是指电磁线圈断电后,

其触头延时动作。

时间继电器种类很多，常用的有空气阻尼式、电磁式、电动式和电子式等。

如图6220所示是电子式时间继电器的外形。

电子式时间继电器采用晶体管或集成电路和电子元件等构成，具有体积小、

重量轻、延时准确度高、延时范围广、抗干扰能力强、可靠性好、寿命长等特点,

适用于各种要求高精度、高可靠性的自动控制场所。如图6221所示是时间继电

器的图形符号。

使用时间继电器时，应根据延时方式、延时精度、延时范围、触头形式、工

作环境因素确定采用何种形式的时间继电器，然后再选择线圈的额定电压。

2、Y--△降压启动定义

Y-△降压启动是指电动机启动时，把定子绕组接成Y型，以降低启动电压、

限制启动电流，待电动机启动后，再把定子绕组改接成△型。只有定子绕组正常

运行时是△型接法的异步电动机才可以采用Y-△降压启动的方法。Y系列的笼

型异步电动机功率在4.0KW以上的定子绕组均可以采用Y-A降压启动的方法。

3、Y--△降压启动的原理

图6-2-20(a)所示为定子绕组Y-△接线示意图，U1,VI,W1为三相绕

组首端，U2,V2,W2为三相绕组尾端;当KMY的常开主触头闭合、KM、的常

开主触头断开时，三相绕组为Y型接法,如图（b）所示；当KMY常开主触头

断开、KM、常开主触头闭合时为△接法，如图（c）所示。

4、Y-A降压启动控制电路分析

常用的Y—△降压启动器有QX3T3、QX3-3O、QX3-55,QX3T25等型号，

其中QX3后面的数字是指额定电压为380V时，启动器可控制的电动机的最大

功率值（以KW计）。

如图6-2-21所示为QX3-13型减压启动器启动的Y-△降压启动控制电路。

图中主电路通过三个接触器KM,KMY,KM△主触头的通断配合，将电动机的

定子绕组分别接成Y型或△型。当KM,KMY线圈通电吸合时，定子绕组接成

Y型；当KM,KM△线圈通电吸合时，定子绕组接成A型。时间继电器KT用

来控制电动机绕组Y启动时的时间和△运转状态的改变。

电路工作原理如下，合上电源开关QS,启动:

r—>KM常开触头闭合一►实现互锁

~►KM线圈得电一~►KM主触头闭合，为M起动做准备

~►KMY主触头闭合----------------J电动机星形联结减压起动

按下

•一-KMy线圈得电一~►KMy常闭触头断开一►实现互锁

SB1

讦什.m到LKT延时常闭触头断开一♦KMY线圈断电—*①

~-KT延时常开触头闭合一》KMA线圈得电一-②

j一►KMy主触头断开

①一।一-KMY常闭触头复位一>解除互锁，为KM&得电做好准备

—>KMA常开触头闭合一实现自锁

②一^一^KMA主触头闭合一►电动机三角形联结全压运行

一►KMA常闭触头断开-----►KT线圈断电

―►实现互锁，使KMY无法得电

技能训练

训练一单相手动控制电路的安装

一、实训目的

1、识读手动正转控制电路图。

2、能正确安装和检修控制电路。

二、实训要求

1、根据原理图进行电路分析、器件选择、布线设计、导线制作等项目，完成电

动机单相连续运转控制电路网孔板的配线及安装。

2、能通过眼观，仪表检测学会对控制电路检修排故。

3、安装过程中，要仔细认真，走线要规范，符合电工配线工艺要求。

三、实训器材

按材料明细配齐本任务所用元器件，并认识和熟悉器件的正确选择使用：

电工通用工具（测电笔、字、“+”字螺钉旋具、剥线钳、尖嘴钳、电工刀

等）

万用表（指针式万用表如：MF47、MF368、MF500等）

三相异步电动机、熔断器、低压断路器、端子排、木螺钉、导线、保护零线（PE）

四、实训步骤及工艺要求

1、明确电路所用电器及作用，熟悉电路的工作过程。

2、检查所用的电器元件。工艺要求如下：

（1）根据电动机规格选配低压开关、熔断器、导线。

（2）所选的元器件的外观应完整无损，附件、备件齐全。

（3）用万用表、绝缘电阻表检测电器元件及电动

机的相

关数据。

3、按图6-2T5所示，根据工艺要求布置

安装元器件。电器元件安装应牢固，布置应合理。

安装组合开关和熔断器时，在电源进线侧装熔

断器。

4、布线。按原理图连接电路，接线时，

必须先接负载端

后接电源端；先接地线，后接三相电源线。

五、自检排故

安装完毕的控制线路板，必须经过认真检查后，才能通电时车。

（1）接线检查。从外观检查接线有无漏接、错接，压接是否牢固？有无漏铜，

毛刺？

（特别是接线盒内）

（2）万用表检测。用万用表欧姆档，选择合适档位（RX100）,并欧姆调零。

断开开关QF,检查Ll-Ul,L2-V1,L3-W1之间的电阻值为无穷大。合上开关

QF,万用表读数为零。否则，要检查开关QF和熔断器FU。

六、装接电动机。

（1）线路板必须安装在操作时能看到电动机的地方，以保证操作安全。

（2）电动机固定必须牢固。

（3）电动机使用的电源电压和绕组的接法必须和铭牌上规定的一致。

七、通电试车

（1）为保证人身安全，在通电时车时，要认真执行安全操作规程的相关规定，

一人监护，一人操作。试车前，应检查与通电试车有关的电气设备是否有不安全

的因素存在，若有，应立即整改，然后方能试车。

（2）通电试车前，必须征得教师同意，并有教师在场监督，学生接通三相电源,

依次合上电源开关，按下按钮，观察线路是否正常，元器件动作是否灵活，有无

卡阻及噪音过大等现象。观察过程中，若发现异样，立即停车检修。

（3）若带电检修，教师必须在场监护。检修完毕，再次试车，并做好记录。

（4）试车完毕，停转，切断电源。先拆三相电源线，再拆除电动机线。

（5）训练必须在规定的时间内完成。

八、清理现场

实训结束后清理现场，收好工具、仪表，整理实训台。

［课后思考］电动机不启动的原因有哪些呢？

训练二三相异步电动机单相连续运转控制电路的安装与维修

一、实训目的

1、熟识单相连续运转控制电路的原理图，能按原理图设计布置图和接线图。

2、了解电气安装配线的工艺规范操作要求。

3、能正确安装和检修控制电路。

二、实训要求

1、根据原理图进行电路分析、器件选择、布线设计、导线制作等项目，完成电

动机单相连续运转控制电路网孔板的配线及安装。

2、安装过程中，要仔细认真，走线要规范，符合电工配线工艺要求。

3、能通过眼观，仪表检测学会对控制电路进行检修排故。

三、实训器材

依照元器件清单准备工具及器材：

电工通用工具（测电笔、字、“+”字螺钉旋具、剥线钳、尖嘴钳、电工刀

等）

万用表一只（指针式万用表如:MF47）,三相异步电动机（Y112-4,4KW,380V,8.8A

一台，星型连接），熔断器（RT18-32,500V,配10A和4A熔体5只）、低压断

路器（DZ47-63,380V,20A—1只）、交流接触器（CJX2-1210,38OV,2OA）

一只、热继电器（LR2-D13,380V,整定电流9.6A）一只、按钮（LA18-22,5A）一

组、端子排（TB1510,600V）、网孔板一块、木螺钉（中3mmX20mm,①3mmX15mm）、

导线（BVRl.Omn?,BVR0.75mm2）,保护零线（PE）（BVR1.5mm2黄绿相间）等

辅助材料若干。

四、实训步骤及工艺要求

1、熟读电气原理图如图6-2-14所示。明确电路所用电器及作用，熟悉电路的工

作过程。

2、检查安装所需的元器件规格、数量、质量等。质量检查要点如下：

（1）检查所用的电器元件的外观应完整无损，附件、备件齐全。

（2）在不通电情况下，用万用表检查各元器件触头分、合情况。

（3）用手同时按下接触器的三个主触头，注意要用力均匀。检验操作机构是否

灵活、有无衔铁卡阻现象。

（4）检查接触器线圈额定电压与电源是否相符。

（5）检查热继电器的整定电流是否符合线路要求。以及其常开、常闭触头是否

正常。

3、在网孔板上，按图6-2T5所示，根据工艺要求布置安装元器件。工艺要求如

下：

（1）各电器元件的安装位置应以整齐、匀称、间距合理和便于更换。

（2）组合开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧。

（3）低压断路器的安装应正装，向上合闸为接通电路。

（4）熔断器安装时应使电源进线端在上。

（5）紧固各元器件时，用力均匀，紧固程度应适当。对熔断器、接触器等易碎

裂元器件进行紧固时，应用旋具轮换旋紧对角线上的螺钉，并掌握好旋紧度，以

手摇不动后再适当旋紧些即可。

（6）若需要导轨固定的元器件，应先固定好导轨，并将低压断路器、熔断器、

接触器、热继电器等安装在导轨上。

4、布线安装。

按照先装接电源电路，再接主电路，最后装接控制电路的顺序进行。

明装布线工艺如下：

（1）走线通道应尽量少，同时将并行的导线按主、控制电路分类集中。单层平

行密排，紧贴敷设面。

（2）同一平面上的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。若必须交叉时，该

根导线应在接线端子引出时，就水平架空跨越，还必须走线合理。

（3）布线应横平竖直，分布均匀。变换走向时应垂直。

（4）布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘。

（5）布线顺序一般以接触器为中心，由里向外，由低至高，先控制线路，后主

电路进行，以不妨碍后续布线为原则。

（6）在每根剥去绝缘层导线的两端套上编码套管。线路简单可不套编码套管。

所有从一个接线端子（桩）到另一个接线端子（桩）的导线必须连续，中间无接

头。

（7）导线与接线端子（桩）连接时，应不反圈、不压绝缘层和不露铜过长，同

时做到同一元器件、同一回路的不同接点的导线间距保持一致。

（8）一个电器元件接线端子上的连接导线不能超过两根，每节接线端子板的连

接导线一般只允许连接一根。

（9）进出按钮盒的导线必须从接线端子板上引线。

五、自检排故

安装完毕后的控制电路板，必须经过认真检测后才允许通电试车。

1、检查导线联接的正确性按电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线端

子处线号是否正确，有无漏接、错接之处。检查导线接点是否符合要求，压接是

否牢固。

2、用万用表检查线路的通断情况

用万用表欧姆档，选择合适档位（RX100）,并欧姆调零。

（1）电源部分检查。断开开关QF,检查L11-U12,L2-V12,L3-W12,L1-1,

L2-0之间的电阻值为无穷大。合上开关QF,万用表读数为零。否则，要检查开关

QF和熔断器FU1,FU2.

（2）主电路检查。断开开关QF,压下接触器KM触点架，检查

（UI2-U,V12-V,Wl2-W）三相接线有无短路或者开路现象。

（3）控制电路检查。

A、断开开关QF,检测1-0之间电阻为无穷大。

B、按下按钮SB1,万用表读数为接触器线圈电阻值（1500欧左右）

C、按下接触器KM触点架，万用表读数为接触器线圈电阻值（1500欧左右）

D、按下接触器KM触点架同时按下按钮SB2,万用表读数无穷大。

六、通电试车

1、安装完毕的控制线路板，必须经过认真检查后，才能通电时车。防止错接、

漏接，器件故障，造成不能正常运行或短路事故。

2、为保证人身安全，在通电时车时，要认真执行安全操作规程的相关规定，一

人监护，一人操作。试车前，应检查与通电试车有关的电气设备是否有不安全的

因素存在，若有，应立即整改，然后方能试车。

3、通电试车前，必须征得教师同意，并有教师在场监督，学生连接电动机，接

通三相电源。依次合上电源开关，按下按钮，观察线路是否正常，元器件动作是

否灵活，有无卡阻及噪音过大等现象。观察过程中，若发现异样，立即停车检修。

4、若带电检修，教师必须在场监护。检修完毕，再次试车，并做好记录。

5、试车完毕，停转，切断电源。先拆三相电源线，再拆除电动机线。

6、训练必须在规定的时间内完成。

七、清理现场

实训结束后清理现场，收好工具、仪表，整理实训台。

［主意事项］

1、熔断器和低压断路器接线时，遵循“上进下出”的原则。

2、制作完成后，先进性电路自检，自检完成后请教师复检无误后，方可通电试

车。

3、按钮盒内接线时，要拧紧接线柱上的压紧螺丝，但不可用力过猛，以防螺钉

打滑。

4、热继电器的整定电流应按电动机额定电流整定，并将热继电器置于手动复位

位置。

5、热继电器因过载动作后，必须待热元件冷却后，才能按下才能按下复位按钮。

［课后思考］

分析用万用表的电阻档进行控制电路自检的步骤，如果用电压档测量呢？

训练三三相异步电动机接触器联锁正反转控制电路的安装与维修

一、实训目的

4、熟识接触器联锁正反转控制电路的原理图，能按原理图设计布置图和接线图。

5、熟悉电气安装配线的工艺规范操作要求。

6、能正确安装和检修控制电路。

二、实训要求

1、根据原理图进行电路分析、器件选择、布线设计、导线制作等项目，完成电

动机接触器联锁正反转控制电路网孔板的配线及安装。

2、安装过程中，要仔细认真，走线要规范，符合电工配线工艺要求。

3、能通过眼观，仪表检测学会对控制电路进行检修排故。

三、实训器材

依照元器件清单准备工具及器材：

电工通用工具（测电笔、字、“+”字螺钉旋具、剥线钳、尖嘴钳、电工刀

等）一套

万用表一只（指针式万用表如：MF47）,三相异步电动机（一台，星型连接），熔

断器（五只），低压断路器（一只），交流接触器（两只），热继电器（一只），

按钮（一组），端子排（一个），网孔板一块；木螺钉、导线等辅助材料若干。

四、实训步骤及工艺要求

1、熟读电气原理图如图6-2-18所示。明确电路所用电器及作用，熟悉电路的工

作过程。

2、检查安装所需的元器件规格、数量、质量等。

3、在网孔板上，按图6-2-15所示，根据工艺要求布置安装元器件。

4、布线安装。

五、自检排故

安装完毕后的控制电路板，必须经过认真检测后才允许通电试车。

1、检查导线联接的正确性按电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线端

子处线号是否正确，有无漏接、错接之处。检查导线接点是否符合要求，压接是

否牢固。

2、用万用表检查线路的通断情况

用万用表欧姆档，选择合适档位（RX100）,并欧姆调零。

（1）电源部分检查。断开开关QF,检查L11-U12,L2-V12,L3-W12,L1-1,

L2-0之间的电阻值为无穷大。合上开关QF,万用表读数为零。否则，要检查开关

QF和熔断器FU1,FU2.

（2）主电路检查。断开开关QF,压下接触器KM1（KM2）触点架，检查

（U12-U,V12-V,W12-W）三相接线有无短路或者开路现象。

（3）控制电路检查。

（a）断开开关QF,测量（1-0）之间的电阻应无穷大。

⑸控制电路通断检查：按下正转按钮SB1（或反转按钮SB2）,万用表读数应为

接触器线圈的直流电阻值（约1、5千欧），松开正转按钮SB1（或反转按钮SB2）,

万用表读数为无穷大。

⑹自锁检查：松开正转按钮SB1（或反转按钮SB2）,按下KM1（或KM2）触

点架，使其常开辅助触点闭合，测量万用表读数应为接触器线圈的直流电阻值（约

1、5千欧）

⑷接触器联锁检查：压下KM1触点架，再按和KM2触电架，万用表读数由1、

5千欧变为无穷大。

⑻停车控制检查：按下正转按钮SB1（或按下反转按钮SB2、或压下KM1触点

架、或压下KM2触点架），测得接触器的直流电阻值（约1、5千欧），同时

再按下停止按钮SB3,万用表读数变为无穷大。

六、通电试车

1、安装完毕的控制线路板，必须经过认真检查后，才能通电时车。

2、为保证人身安全，在通电时车时，要认真执行安全操作规程的相关规定，一

人监护，一人操作。试车前，应检查与通电试车有关的电气设备是否有不安全的

因素存在，若有，应立即整改，然后方能试车。

3、通电试车前，必须征得教师同意，并有教师在场监督，学生连接电动机，接

通三相电源。依次合上电源开关，按下按钮，观察线路是否正常，元器件动作是

否灵活，有无卡阻及噪音过大等现象。观察过程中，若发现异样，立即停车检修。

4、若带电检修，教师必须在场监护。检修完毕，再次试车，并做好记录。

5、试车完毕，停转，切断电源。先拆三相电源线，再拆除电动机线。

6、训练必须在规定的时间内完成。

七、清理现场

实训结束后清理现场，收好工具、仪表，整理实训台。

［注意事项］

1、要注意主电路的换相，否则，电动机不能实现正反转。

2、要特别注意联锁触头不能接错，否则会造成电动机主电路中两相电源短路事

故。

3、接线时注意正反转的自锁触头不能互换，否则只能实现点动。

［课后思考］

技能训练四三相异步电动机Y-A降压启动控制线路的安装与维修

一、实训目的

7、熟识Y-△降压启动控制电路的原理图，能按原理图设计布置图和接线图。

8、熟悉电气安装配线的工艺规范操作要求。

9、能正确安装和检修控制电路。

二、实训要求

1、根据原理图进行电路分析、器件选择、布线设计、导线制作等项目，完成电

动机Y-A降压启动控制电路网孔板的配线及安装。

2、安装过程中，要仔细认真，走线要规范，符合电工配线工艺要求。

3、能通过眼观，仪表检测学会对控制电路进行检修排故。

三、实训器材

依照元器件清单准备工具及器材：

电工通用工具（测电笔、字、“+”字螺钉旋具、剥线钳、尖嘴钳、电工刀

等）一套

万用表一只（指针式万用表如：MF47）,三相异步电动机（一台，星型连接），熔

断器（五只）、低压断路器（一只）、交流接触器（两只）、热继电器（一只）、

时间继电器（ST3P,额定电压380V）一个、按钮（一组）、端子排（一个），网孔

板一块；木螺钉、导线等辅助材料若干。

四、实训步骤及工艺要求

1、熟读电气原理图如图6-2-21所示。明确电路所用电器及作用，熟悉电路的工

作过程。

2、检查安装所需的元器件规格、数量、质量等。时间继电器检测要点如下：

（1）不带电检测时间继电器的线圈电阻、常开触头、常闭触头。

(2)带电检查延时时间，观察触头动作情况。

(3)启动时间整定。为防止启动时间过短或过长，时间继电器的初步时间确定

一般按电动机功率整定，即每千瓦0.6~0.8。

3、在网孔板上，按图6-2-15所示，根据工艺要求布置安装元器件。

4、布线安装。

五、自检排故

安装完毕后的控制电路板，必须经过认真检测后才允许通电试车。

1、检查导线联接的正确性按电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线端

子处线号是否正确，有无漏接、错接之处。检查导线接点是否符合要求，压接是

否牢固。

2、用万用表检查线路的通断情况

用万用表欧姆档，选择合适档位(RX100),并欧姆调零。

(1)电源部分检查。断开开关QF,检查L11-U12,L2-V12,L3-W12,L1-1,

L2-0之间的电阻值为无穷大。合上开关QF,万用表读数为零。否则，要检查开关

QF和熔断器FU1,FU2.

(2)主电路检查。断开QF,用万用表检查。

a压下KM的触点架，检查(U12-U1V12-V1W12-W1)三相接线有无短路或

开路现象。

b压下KM2的触点架，检查(U12-W2V12-U2W12-V2)三相接线有无短路

或开路现象，

c压下KM3的触点架，检查(W2-UU2-VV2-W)三相接线有无短路或开路

现象。

(3)、控制电路检查，断开QF,测量(1--0)之间的电阻应无穷大。

a、星启动检查：按下正转按钮SB1,万用表读数应为KM1,KMY,KT线圈直流

电阻的并联值(约400-600欧)

b、KM自锁检查：按下KM触点架，万用表读数应为KM1,KM3,KT线圈

直流电阻的并联值(约400-600欧)

c、KM△自锁检查：按下启动按钮SB1同时按下KM△触点架，万用表读数应

为KM,KM△线圈直流电阻的并联值(约600-800欧)

d、联锁检查：同时压下KM,KMA,