任务2 三相异步电动机正反转运行控制线路的安装与检修
一、工作任务
（一）任务要求
根据三相异步电动机自动往返运行控制线路的电气原理图，进行实际控制电路安装和调试。
（二）任务目标
1.能力目标
（1）掌握常用电气控制线路的调试和维修方法。
（2）能熟练地看懂接触器、继电器控制电路图纸。
（3）能熟练地按照控制电路图纸进行实际电路的安装、调试。
2.知识目标
（1）熟悉常用电气控制线路的控制特点和应用。
（2）熟悉三相异步电动机正反转运行控制电路的工作原理。
二、相关知识
三相异步电动机正反转控制也称可逆控制，它在生产中可实现生产部件向正、反两个方向运动。对于三相笼型异步电动机来说，实现正反转控制只要改变其电源相序，即将主回路中的三相电源线任意两相对调即可。常有两种控制方式：一种是利用倒顺开关（或组合开关）改变相序，另一种是利用接触器的主触点改变相序。前者主要适用于不需要频繁正转、反转的电动机，而后者则主要适用于需要频繁正转、反转的电动机。
（一）按钮控制的电动机正反转控制线路
图1-2-1所示为按钮控制的正反转控制线路，正反转的控制靠手动操作按钮实现。主电路中KM1为正转接触器，KM2为反转接触器。显然KM1和KM2两组主触点不能同时闭合，即KM1和KM2两接触器线圈不能同时通电，否则会引起电源短路。
图1-2-1 按钮控制的正反转控制线路
线路动作原理如下——
正转：
反转：
停止：无论电动机处于正转状态还是反转状态，按下停止按钮SB1，均可使KM1或KM2线圈失电，其主触点断开，电动机断电停转。
控制线路中，正反转接触器KM1和KM2线圈支路都分别串联了对方的动断触点，任何一个接触器接通的条件是另一个接触器必须处于断电释放的状态。例如正转接触器KM1线圈被接通得电，它的辅助动断触点断开，反转接触器KM2线圈支路被切断，KM2线圈在KM1接触器得电的情况下是无法接通得电的。两个接触器之间的这种相互关系称为“互锁”（联锁）。在图1-2-1所示线路中，互锁是依靠电气元件来实现的，所以也称为电气互锁。实现电气互锁的触点称为互锁触点。
图1-2-1控制线路中，当改变电动机转向时，必须先按下停止按钮，停止正转（反转），再按下反向起动按钮，方可反向起动，操作不便。若主电路不变，也可采用图1-2-2所示控制电路，利用复合按钮SB2、SB3可直接实现由正转变为反转的控制。
图1-2-2 复合按钮实现由正转变为反转的控制线路
（二）利用复合按钮实现由正转变为反转的控制线路
线路动作原理如下：
复合按钮具有互锁功能，但工作不可靠，因为在实际使用中，由于短路或大电流的长期作用，接触器主触点会被强烈的电弧“烧焊”在一起，或者当接触器的机构失灵，使主触点不能断开，这时若另一接触器动作，将会造成电源短路故障。如果采用接触器的动断触点进行互锁，则不论什么原因，当一个接触器处于吸合状态，它的互锁动断触点必将另一接触器的线圈电路切断，从而避免故障的发生。为了操作方便，并使电路安全可靠，常采用图1-2-3所示的按钮和接触器双重互锁的正反转控制电路。
图1-2-3 双重互锁正反转控制线路
（三）按钮和接触器双重互锁的正反转控制电路
该线路结合了电气互锁和按钮互锁的优点，是一种比较完善的既能实现正反转直接起动的要求，操作方便，又具有较高安全可靠性的线路。
（四）行程开关控制的电动机正反转控制线路
某些生产机械的运动状态的转换，是靠部件运行到一定位置时由行程开关（位置开关）发出信号进行自动控制的。例如，行车运动到终端位置自动停车，工作台在指定区域内的自动往返移动，都是由运动部件运动的位置或行程来控制的，这种控制称为行程控制。
行程控制是以行程开关代替按钮来实现对电动机的启动和停止控制，可分为限位断电、限位通电和自动往复循环等控制。
1.行程开关
行程开关又称位置开关或限位开关，主要用于将机械位移转变为电信号，以实现对机械运动的控制。它是根据运动部件的位置而切换的电器，能实现运动部件极限位置的保护。它的作用原理与按钮类似，利用生产机械运动部件的碰压使其触头动作，从而将机械信号转变为电信号。
各系列行程开关的结构基本相同，主要由触头系统、操作机构和外壳组成。行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式和微动式三种。行程开关动作后，复位方式有自动复位和非自动复位两种。直动式和单轮旋转式行程开关为自动复位式，双轮旋转式行程开关没有复位弹簧，在挡铁离开后不能自动复位，必须由挡铁从反方向碰撞后开关才能复位，行程开关外形及在电路中的符号如图1-2-4所示。
图1-2-4 JLXK1系列行程开关外形及电气符号
行程开关型号含义如图1-2-5所示：
图1-2-5 行程开关型号含义
2.限位断电控制线路
限位断电控制线路如图1-2-6所示。运动部件在电动机拖动下，到达预先指定点即自动断电停车。
图1-2-6 限位断电控制线路
线路动作原理如下：
这种控制线路常使用在行车或提升设备的行程终端保护上，以防止由于故障，电动机无法停车而造成事故。
3.限位通电控制线路
限位通电控制线路如图1-2-7所示。
图1-2-7 限位通电控制线路
这种线路是运动部件在电动机拖动下，达到预先指定的地点后能够自动接通接触器线圈的控制线路。其中图1-2-7（a）为限位通电的点动控制线路，图1-2-7（b）为限位通电的长动控制线路。这种控制线路使用在各种运动方向或运动形式中，起到转换作用。
4.自动往返控制线路
利用生产机械的行程控制电动机自动往返的方法称为电动机自动往返运动。它可通过行程开关实现，所以也称为行程开关控制的电动机正反转控制线路。此控制方式是由机床的运动部件在工作过程中压动行程开关，实现电动机正反转自动切换的。图1-2-8所示是机床工作台往返循环的控制线路，电动机的正反转可通过SB1、SB2、SB3手动控制，也可用行程开关实现自动控制。
图1-2-8 机床工作台往返循环的控制线路
工作台在行程开关SQ1和SQ2之间自动往复（运动SQ3、SQ4作为SQ1、SQ2的备用开关，以便在其发生故障时能及时控制电动机的运行）。图中，设KM1为向下运动接触器，KM2为向上运动接触器，自动循环控制线路动作原理为：
三、任务实施
（一）工作准备
任务所需设备、工具、材料见表1-2-1。
表1-2-1 任务所需设备、工具及材料清单
（二）训练内容
1.完成工作台自动往返控制电路的安装。
2.用万用表检查电路接线是否正确，排除故障和隐患。
3.申请通电试车（操作启动按钮，观察电动机的运转情况）。
4.进行评分。
5.清理场地。
6.按规定完成实训报告。
（三）实训报告要求
整理实训操作结果后按规定写出实训报告。实训报告应包含的内容如下：
1.技能训练任务名称。
2.技能训练的任务目标。
3.技能训练所用的工具、仪器和设备。
4.技能训练中所用的原理图、接线图和程序等工程资料。
5.技能训练的过程、结果和现象。
6.技能训练的小结、体会和建议。
（四）技能训练考核评分标准（见表1-2-2）
表1-2-2 考核评分标准
四、任务小结
本任务主要介绍电动机双向控制的几种典型控制方式及工作原理，为了避免控制电机正转和反转的交流接触器同时接通造成短路，引入了互锁控制；为实现自动往复运动对行程开关的特点工作原理作了简单介绍。最后通过任务实施使学生对电动机的双向运动控制线路有了更深的理解，并且对电气控制线路的制作和工艺要求更加明确。