电动机正反转控制教学思路

摘要 从教学整体设计、控制线路的原理与特点、线路安装与调试等方面总结了电工技术学科中电动机正反转控制部分的教学思路，以期促进将该部分内容的实验教学与理论教学相结合，降低实验操作难度，发挥学生主观能动性。

关键词 电动机；正反转控制；教学思路

中图分类号 G642.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2011）21-0033-02

为适应全面建设小康社会对高素质劳动者和技能型人才的迫切要求，必须大力发展职业教育，同时要求教学一线的教师必须积极探索理论与实践相结合的教学模式。“三相异步电动机正反转控制”这部分内容在电工技术教材中至关重要，它是将前面所学的交流电路原理、变压器、电动机及电工测量等内容有机地结合在一起，进行一次综合性的应用。现从理论与实践相结合方面谈谈三相异步电动机正反转控制的教学思路。

1 教学整体设计

电工技术是研究电能与其他能量之间相互转换的规律及其在工程技术领域中应用的一门学科，而电动机及其控制这部分内容在整个教材中尤为重要[1-3]。在工农业生产中，生产机械往往要求其运动部件能实现正反2个方向的运动，例如铣床加工中工作台的左右、前后和上下运动，起重机的上升与下降等，这就要求电动机能实现正反转控制。从电动机的原理可知，改变电动机三相电源的相序即可改变电动机的旋转方向，而改变三相电源的相序只需任意调换电源的2根进线，电路如图1所示。将课堂搬到实验室，边教学，边实验，把理论教学与实践教学有机结合，通过学习和实训使学生掌握电动机正反转控制线路的原理和安装调试技能，将理论知识与实践应用结合起来。以就业为导向，采用项目式教学，使学生在逻辑思维、创新精神和实践技能方面都可以得到一定的锻炼与提高。

在关于低压电器及控制电路2个部分内容的处理上，可由一般习惯先集中介绍各类低压电器再讲控制电路，改为将电器及电路合在一起介绍，即先给出控制电路图，再介绍该电路图中所涉及的各种电器的结构与功能，最后说明该电器的功能如何在电路图中予以实现[4-5]。后者系统性似乎稍差，但从学以致用的角度看，这样安排有利于学生接受与记忆，这也是针对职业教育特点的一种尝试。

2 控制线路的原理与特点

2.1 具有连锁控制的电动机正反转电路

联锁控制就是在同一时间里2个接触器只允许1个工作的控制方式，也称为互锁控制。实现联锁控制的特点就是将本身控制支路元件的常闭触点串联到对方控制电路的支路中。

2.1.1 电路原理与特点。图1左边是主电路，正转接触器KM1的3对主触头把电动机按相序L1—U1、L2—V1、L3—W1与电源相接；反转接触器KM2的3对主触头把电动机按相序L3—U1、L2—V1、L1—W1与电源相接。因此，当按下正转按钮SB2时，KM1接通并自锁，电动机正转；如果按下反转按钮SB3，则KM2接通并自锁，电动机反转。当按下停止按钮SB1时，接触器释放，电动机停转。

图1右边是控制电路，它由2条启动支路构成，且在对方支路中相互串联上控制元件彼此的常闭辅助触头，实现互锁。从主电路可以看出，KM1和KM2的主触头是不允许同时闭合的，否则会发生相间短路，因此要求在各自的控制电路中串接入对方的常闭辅助触头。当正转接触器KM1的线圈通电时，其常闭触头断开，即使按下SB3也不能使KM2线圈通电；同理，当KM2的线圈通电时，其常闭触头断开，也不能使KM1线圈通电。这2个接触器利用各自的触头封锁对方的控制电路，称为互锁。这2个常闭触头称为互锁触头。控制电路中加入互锁环节后，就能够避免2个接触器同时通电，从而防止了相间短路事故的发生。

2.1.2 应用。上述电路中，当电动机在正转时，如要使其反转，必须先按停止按钮SB1，令KM1失电，常闭触头KM1闭合，然后按下SB3，才能使KM2得电，电动机反转。 如果不按SB1而直接按SB3，将不起作用。 反之，由反转改为正转也要先按停止按钮。该电路适用于重载拖动的机床等不能或不需要由一个转向立即换为另一个转向的机械设备，以减小换相对设备的机械冲击力和电机绕组受到的反接电流冲击，起到保护设备、延长其使用寿命的作用。

该控制电路能防止因操作失误而造成直接正、反转。 但是对于一些功率较小的允许直接正、反转的电动机，采用这种电路会使操作不方便，为此可采用复式按钮互锁的控制电路，如图2所示。

2.2 具有电气和机械双重联锁的正反转控制电路

2.2.1 电路原理与特点。电路如图2所示，SB1、SB2是2个复式按钮，它们各使用了1对常开触头和1对常闭触头。SB1按钮的常开触头用来连接正转线圈KM1，其常闭触头则串接在反转线圈KM2的电路中；SB2按钮的常开触头用来连接反转线圈KM2，其常闭触头又串接在反转线圈KM1的电路中。当电动机正转时，按下反转按钮SB2，它的常闭触头断开，使正转接触器线圈KM1断电；同时它的常开触头闭合，使反转接触器线圈KM2通电，于是电动机由正转直接变为反转。同理，按下SB1可以使电动机由反转改为正转，操作比较方便。因此，还可以称图1的电路为“正—停—反”电路，而称图2的电路为“正—反—停”电路。

2.2.2 应用。该电路在电力拖动中广泛应用于中小型电动机的正反转控制，以保障安全，提高生产效率。如Z3050型摇臂钻床的立柱松紧电动机的正反转控制，X62W型万能铣床的主轴反接制动控制和CA6140型车床主轴正反向切削加工电动机的正反转控制等。

3 线路安装与调试

3.1 按照原理图接线

主电路从QS到电机接线端子板的走线方式与单向启动线路完全相同。2只接触器的主触点合理布线实现换相。进行辅助电路接线时，可先接好2只接触器的自锁线路，然后做按钮连线，检查无误后，最后做辅助触点联锁线。随做随检查，反复核对，避免漏接、错接和重复接线。

3.2 检查线路

对照原理图、接线图逐线检查。重点检查主电路中2只接触器之间的换相线，辅助电路的自锁、按钮互锁及接触器辅助触点的互锁线路。同时检查各端子处接线是否牢靠，排除虚接故障。一是检查主电路。断开FU2以切除辅助电路。首先检查各相通路：2支表笔分别接L1—L2、L2—L3和L1—L3端子，测量相间电阻值。未操作前应测得断路；分别按下KM1、KM2的触点架，均应测得电动机绕组的直流电阻值。接着检查电源换相通路：2支表笔分别接L1端子和接线端子板上的U端子，按下KM1的触点架时应测得R0；松开KM1而按下KM2触点架时，应测得电动机绕组的电阻值。用同样的方法测量L2—V、L3—W之间通路。检查辅助电路。拆下电动机接线，接通FU2将万用表笔接于QS下端L1、L2端子，操作按钮前应测得断路。按下SB2应测得KM1线圈电阻值，同时再按下SB1，万用表应显示线路由通而断，这样是检查正转停车控制，同样的方法可以检查反转停车控制线路。按下KM1触点支架应测得KM1线圈电阻值，说明自锁回路正常，用同样的方法检查KM2线圈的自锁回路。检查电气互锁线路，按下SB2（或KM1触点架），测得KM1线圈电阻值后，再同时按下KM2触点架使其常闭触点分断，万用表应显示显示线路由通而断；说明KM2的电气互锁触点工作正常，用同样的方法检查KM1对KM2的互锁作用。检查按钮互锁线路，按下SB2（或KM1触点架），测得KM1线圈电阻值后，再同时按下反转启动按钮SB3，万用表应显示线路由通而断，说明SB3互锁按钮工作正常，用同样的方法检查SB2的互锁按钮的工作情况。

3.3 通电试车

上述检查一切正常后，检查三相电源，装好接触器的灭弧罩，清理实验台上的杂物，在教师监护下试车。注意观察电动机起动时的转向和运行声音，如有异常立即停车检查。

4 结语

这次课所用的实验设备简单，使学生将理论知识与实践应用结合起来，给学生提供了更多的动手实践机会，激发了他们的学习兴趣，充分调动学生学习的积极性和主动性。实践证明，实验教学同理论教学是相互联系、相互渗透、密不可分的。将实验方法应用于理论教学，既能使课堂教学更直观、生动，又能将实验中的难点、重点分解到课堂教学过程中去处理、消化，降低了实验操作的难度，充分发挥学生的主观能动性。

5 参考文献

[1] 常晓玲.电工技术[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2] 华满香，刘小春.电气控制与PLC应用[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[3] 田淑珍.电机与电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2010.

[4] 邢晓莉.三相异步电动机正反转控制线路教学实例研究[J].职业，2011（9）：137.

[5] 李仕游.三相异步电动机正反转控制实验分层教学设计[J].职业教育研究，2008（10）：117-118.