一位相鄰企業(yè)的電工求助維修一臺電動機啟動裝置，到達現(xiàn)場后，這位電工介紹情況說，電動機以前運行一直正常，近期發(fā)現(xiàn)按壓啟動按鈕后，能啟動運轉(zhuǎn)，但時間不長就自己停下來了。這臺電動機的啟動柜上有正轉(zhuǎn)啟動按鈕和反轉(zhuǎn)起動按鈕，無論用什么轉(zhuǎn)向的啟動按鈕啟動，效果都是如此。他自己已經(jīng)嘗試維修了一整天未能修復(fù)，無奈才來求助。

一、初步判斷

這臺電動機的啟動柜的前面板如圖1所示，由圖1可見，啟動柜配置有1只電壓表；3只指示燈，分別是綠燈HG；黃燈HY和紅燈HR。其中，綠燈HG是停機指示燈，它點亮則提示電動機未運行；紅燈HR是運行指示燈，它點亮提示電動機當前已完成啟動過程并進入正常運行狀態(tài)；黃燈HY點亮表示電動機處于啟動狀態(tài)，啟動過程正在進行。

啟動柜前面板上有4只按鈕，包括停止按鈕SB1，電動機在運行狀態(tài)時操作該按鈕，電動機由運行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥C狀態(tài)。SB2和SB3分別是正轉(zhuǎn)啟動和反轉(zhuǎn)起動按鈕，說明這臺電動機可以正反兩個方向運轉(zhuǎn)。SB4是三角運行按鈕，說明這臺電動機采用星三角啟動控制電路。按鈕SB4的作用，一種可能是，電動機在星形啟動時，通過按壓SB4使電動機轉(zhuǎn)換為三角運行狀態(tài)；另一種可能是，電動機啟動控制電路中已經(jīng)含有星三角轉(zhuǎn)換的的時間繼電器，但有時電動機處于輕負荷啟動時，時間繼電器設(shè)置的時間較長，可以操作按鈕SB4，使電動機較早結(jié)束星形啟動過程，以提高生產(chǎn)效率。經(jīng)過檢查線路，該啟動裝置屬于后一種情況。

通過以上觀察、分析和初步判斷，可以確定這臺電動機使用的是正反轉(zhuǎn)運行的星三角啟動控制電路，于是準備開始打開啟動柜對內(nèi)部電路進行檢查維修。這時企業(yè)電工提議，讓把這臺啟動柜的電路圖給測繪出來，這樣，它可對照電路圖，結(jié)合跟隨維修過程而有所提高。于是，客隨主便，下了一些功夫，繪制出了啟動柜的電路圖，如圖2所示。

二、正反轉(zhuǎn)星三角啟動控制電路原理分析

根據(jù)圖2所示的電路，首先分析一下其工作原理，供感興趣的朋友參考。這臺電動機啟動裝置可以使電動機正轉(zhuǎn)星三角啟動，也可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)的星三角啟動。正轉(zhuǎn)啟動時點按正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2，反轉(zhuǎn)啟動時點按反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3，之后，在時間繼電器的作用下，即可完成啟動過程。星三角啟動也寫成Ｙ-△啟動。所謂Ｙ-△啟動，是指啟動時電動機繞組接成星形，啟動結(jié)束進入運行狀態(tài)后電動機繞組接成三角形。這種啟動方式只適用于定子繞組在正常工作時為三角形接法的三相異步電動機。

Ｙ-△啟動方式可使每相定子繞組承受的電壓在起動時降低到電源電壓的1/（57.7%），定子繞組接成星形時的啟動電流是接成三角形時的1/3。由于啟動電流的減小，啟動轉(zhuǎn)矩也同時減小到直接啟動時的1/3，所以這種啟動方式只能工作在空載或輕載啟動的場合。例如軸流風(fēng)機應(yīng)將出風(fēng)閥門打開，離心水泵應(yīng)將出水閥門關(guān)閉，使設(shè)備處于輕載狀態(tài)，才能使用這種啟動方式。圖2中左邊是電動機Ｙ-△啟動的一次電路圖，U1-U2、V2-V2、W1-W2是電動機M的三相繞組。如果將U2、V2和W2在接線盒內(nèi)短接，則電動機被接成星形；如果將U1和W2、V1和U2、W1和V2分別短接，則電動機被接成三角形。圖2右邊的二次電路可控制圖2左邊的一次元件實現(xiàn)電動機的Ｙ-△啟動?，F(xiàn)在分析Ｙ-△啟動電路的工作過程。按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2（需要反轉(zhuǎn)啟動時則按以下SB3），接觸器KM1的線圈得電，在其主觸點閉合的同時，輔助常開觸點KM1-3閉合，使得接觸器KM3和時間繼電器KT的線圈同時得電，KM3的主觸點閉合，將電動機的三相繞組接成星形；KM1主觸點閉合，給電動機接通電源，電動機開始星形啟動。KM1的輔助常開觸點KM1-1閉合使電路維持在啟動狀態(tài)。待電動機轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，時間繼電器KT延時時間到，其延時斷開的常閉（動斷）觸點KT1-1斷開，接觸器KM3線圈失電，主觸點斷開，電動機繞組退出星形連接狀態(tài)；時間繼電器KT的延時閉合的常開（動合）觸點KT1-2閉合，接觸器KM4線圈得電工作，其主觸點閉合，使電動機進入三角運行狀態(tài)。之后KM4的輔助常閉觸點KM4-3斷開，時間繼電器線圈斷電退出運行。至此，只有接觸器KM1和KM4線圈帶電，使電動機維持在三角形運行狀態(tài)，正轉(zhuǎn)運行的啟動過程結(jié)束。如果欲使電動機反轉(zhuǎn)運行，則開始時點按反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3，啟動過程結(jié)束后持續(xù)工作的是接觸器KM2和KM4。啟動過程不再贅述。如果電動機在某次啟動時負載較輕，電動機轉(zhuǎn)速較快接近額定轉(zhuǎn)速，也可點按前面板上的“三角運行”按鈕SB4，使電動機提前進入三角形運行狀態(tài)。

這里時間繼電器KT的延時時間應(yīng)根據(jù)電動機功率的大小、負載的輕重等因素進行調(diào)整，其時間長短應(yīng)與電動機啟動后轉(zhuǎn)速達到接近額定轉(zhuǎn)速的時長相接近。一般在5～15秒之間。圖2電路中，電動機正轉(zhuǎn)啟動控制電路與反轉(zhuǎn)啟動控制電路使用了雙重互鎖的保護電路措施，一是按鈕互鎖，即正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2的常閉觸點串聯(lián)在反轉(zhuǎn)接觸器KM2的線圈回路中，反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3的常閉觸點串聯(lián)在正轉(zhuǎn)接觸器KM1的線圈回路中；二是將接觸器的輔助常閉觸點串聯(lián)在對方的接觸器線圈回路中。雙重互鎖的保護措施大大提高了運行的安全性。按一下停止按鈕SB1，或電動機出現(xiàn)異常過電流使熱繼電器FR動作，電動機均會停止運行。電動機停運時綠燈HG點亮；起動過程中黃燈HY點亮；運行過程則紅燈HR點亮。電壓表PV用于電動機運行電壓的測量。熱繼電器的調(diào)整，應(yīng)根據(jù)負載輕重和運行電流的大小，在熱態(tài)（熱繼電器接入電路，并經(jīng)過起動電流和運行電流的預(yù)熱）實地進行。觀察電流表的讀數(shù)，按照讀數(shù)的1.05～1.1倍整定其電流動作鈕。電動機出現(xiàn)1.1倍的異常電流時，熱繼電器會在20分鐘內(nèi)動作。如果電動機運行電流是隨負載不斷變化的，則整定值可按較大電流值計算選取，但最大不能超過電動機額定電流的1.1倍。

三、故障維修

電動機的運行管理人員報稱，電動機剛啟動時，啟動過程中的逐漸加速正常，但不能轉(zhuǎn)換成三角形運行就停了下來，按壓停止按鈕SB1后再按啟動按鈕，機器還是啟動不久后停下來，不能穩(wěn)定的持續(xù)運行。這臺電動機啟動柜有兩種Ｙ-△轉(zhuǎn)換方法，一是通過時間繼電器KT的延時觸點控制，二是通過星三角切換按鈕SB4控制。電動機的運行管理人員平時習(xí)慣于由時間繼電器自動切換，甚至遺忘了還可以使用按鈕切換?，F(xiàn)在現(xiàn)場測試，在按壓正轉(zhuǎn)啟動按鈕后12秒（時間繼電器設(shè)定的延時時間為15秒）時按壓切換按鈕SB4，電動機能順利轉(zhuǎn)換為三角形運行狀態(tài)，這就證明故障出現(xiàn)在時間繼電器或其相關(guān)電路。將啟動柜中的隔離開關(guān)QS拉開斷電，拆下時間繼電器KT，給其線圈通電，通過觀察和用萬用表測量，發(fā)現(xiàn)時間繼電器的延時閉合的常開觸點KT1-2在延時結(jié)束時不能良好接通。新購一只相同型號規(guī)格的時間繼電器更換后，通電開機試驗，故障排除，電動機恢復(fù)正常運行。
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