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一台启动按钮,一台停止按钮,控制三相电机,如何接线?

HkKESrIn 回答数10 浏览数10760
ftvlorbg | 来自浙江
目前市场上现有的按钮,分为保持式和非保持式两种,而一台按钮只有接通和切断两种状态。所谓的保持式,就是当按钮被按下去的时候,按钮会一直保持某种状态(比如接通),一直到被另外按下一次才颠倒状态(比如切断)。而非保持式按钮,只有你手指按下时候才会保持某种状态的,而手指松开按钮,按钮则会保留出厂状态。因此可以简单把按钮理解成一种手控小开关,要控制三相电机,它需要能让三相电机工作在某种状态才行。


按钮只有单相小功率规格,电机需要三相大功率电源来工作

三相电机,一般说的是三相异步电机,这是工业上最常见的电机,因为结构简单,维修维护省事,成本便宜,所以得到了广泛的应用,但是它需要使用三相交流电源才可以工作。控制三相电机工作的过程,本质是控制施加在电机定子线圈上的三相交流电源的通断过程。


按钮既然是小型受控开关,目前市场上只有单相按钮形式,并没有类似闸刀开关和空气开关那种三相电源切断接通装置。因此指望直接使用一台按钮,串联到回路里边,直接控制三相异步电机是不现实的。也许有人会异想天开,在三相电源回路里边,分别使用上三个按钮来分别控制电机三条相线,这个理论上可行,实际上也行不通,因为三相电机电源,需要在瞬间被同时接通或者切断,这样才可以避免电机在一定时间内工作在缺相的工作状态,缺相会引起电机损坏的,是不允许这样工作的,因为无法使用三个按钮来分别控制电机的三条电源相线。


而按钮本身的容量非常小,比如耐压220伏,瞬间通过电流1A,这种小容量的触点,无法驱动更大的电流负载,三相异步电机,工业上使用的往往都是KW基本的,额定电流往往都在5A以上,而瞬间启动过程中,电流还要放大好几倍,所以从容量角度而已,也无法使用按钮来直接驱动电机工作。
所以按钮要控制三相异步电机,它只能实现“传递逻辑”的功能,也就是启动按钮完成启动逻辑的功能,而停止按钮完成停止逻辑的功能。如果使用保持式的按钮,理论上只要一台按钮就可以完成启动逻辑和停止逻辑的传递了,但是一般工业上安全起见,往往使用了非保持式的按钮,通过自保电路来完成状态记忆和控制。
需要使用接触器来配合按钮完成执行操作

既然按钮的容量小,又是单相的,无法直接控制三相异步电机的启停工作,所以需要使用交流接触器这种可控的大容量开关装置来配合电机的的控制。可以把三相交流接触器当作一台可控的大容量开关来理解,它通过按钮这个小开关的逻辑指令放大了通断电流,然后再用来驱动电机的启动和停止。
从这个角度来看,启动和停止按钮,是间接控制三相电机的启停的,是通过接触器来完成流程的执行的。
接触器,本身也是非保持的开关,而电机启动以后,需要保持启动的状态继续运转工作,这时候需要利用接触器的辅助触点来完成。接触器的触点分为主触点和辅助触点,主触点用来完成主回路的通断功能,而辅助触点用来做自锁和联锁功能控制,实现各种逻辑控制需要。


看上图,KM的主触点串联到三相电机线圈和电源(空气开关)之间,当KM线圈吸合的时候,KM接通了电机的三相工作电源,电机会正常运行。
在电路的右边,接触器的辅助触点和启动按钮开关并联,串联了停止按钮和接触器的线圈一体。停止按钮是常闭形式,而启动按钮是常开形式,当人用手指按下启动按钮时候,电流经过保险FU和停止按钮,通过瞬间接通的启动按钮,再流过KM线圈,最后流入零线,形成了工作回路。
KM线圈有了电流,产生磁场,接触器的主触点吸合,同时有电流流过电机三相线圈,电机会运行工作。同一时刻,接触器KM的辅助触点(常开形式)吸合,电流流过保险和停止按钮,经过KM的辅助触点,给线圈供电。这时候,人的手指松开了启动按钮,但是因为KM的辅助触点已经吸合了,让线圈保持供电,线圈反过来维持了KM辅助触点吸合,这样电机可以长时间运行工作。这种工作流程,被称之为“自锁”电路流程。
如果要电机停止运行,只要人手指按下停止按钮,这时候接触器的线圈电流被切断,接触器的主触点和辅助触点全部复位,电机停止运行,一切恢复到当初电路没有工作的状态。
电路上还可以利用接触器另外的辅助触点,来联锁控制一些指示灯,这样电机工作和停止的时候,灯的状态会发生了变化,可以提醒操作工辨别当前电机的工作状态。
实物图和维修




实物图,实际上是电气原理图的实体链接,只是比较直观一点而已,因为每个元件都有端子,把对应的线头接上去,固定好,就可以实现合理的启停控制了。
一般这种电路出现问题,一种是按钮烂了,比如里边的弹簧卡住了,触点老化接触 不良等等,造成按压不灵敏等问题,直接更换就好了。
一种情况是接触器主触点老化了,造成电机缺相,或者某组电压没有达到额定电压,让电机出现转速波动和异响,听声音或者用万用表测量电压可以判断出来。


实际使用的时候,电机这头还需要串联一台过热保护的热继电器,这个热继电器的辅助触点,还可以串联到停止按钮的回路里边,当电机电流过大,可以跳开控制回路,进而切断主回路,实现对电机的保护。
接触器的辅助触点坏也偶尔会有发生,这种情况往往是自锁功能失效,不太容易判断到,可以临时通过短接的方法来查找。


如果电机功率比较大,直接通过接触器来启动电机还不行,还需要使用软启动器或者星三角之类的电路来实现。
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