学习目的

（1）能正确识读电气原理图，绘制安装图、接线图，掌握三相交流异步电动机星三角降压启动控制电路的工作原理。

（2）能按照原理图、工艺文件、安全规范等完成安装、接线。

（3）能正确使用仪器仪表检测电路安装的正确性，按照作业指导书完成通电调试，调试有故障时完成故障处理。

（4）能正确标注各控制开关的铭牌、标签，完成装调后能按照现场管理规定清理施工现场。

一、工作情景描述

（一）任务描述

三相交流异步电动机星三角降压启动控制电路的目的是减小三相交流异步电机的启动电流，因为全压启动时，电动机的启动电流约为额定值的4～7 倍。如果是较大功率的电机，其较大的启动电流一方面会造成电网电压较大的波动（对变压器容量小而负载又重的用户，如不采取星三角降压启动，电压波动的情况尤为突出），从而可能影响到其他用电设备的正常工作；另一方面，对电机本身的使用寿命也有不利的影响。该控制方式在工业生产环境中运用非常多，如5.5 kW 以上的风机、水泵等设备的控制。

本项目要求学生在电工实训板上设计并安装一个由按钮、接触器、保险、空气开关、指示灯以及端子板和若干导线组成的连续运转控制电路，要求安装的控制电路走线规范，布局美观、合理，安装的连续控制电路可以正常工作，并能排除控制电路的常见故障。

（二）实训目的

（1）通过星三角降压启动控制线路的安装、接线，掌握该控制模式的基本控制原理。

（2）通过实验掌握并深入理解延时的运用，进一步提高安装、接线的技能。

二、工作原理分析

时间继电器控制Y-△降压启动电路如图2-11 所示。

图2-11　星三角降压启动控制电路图

其工作原理如下：

（1）合上电源开关QS 后，按下启动按钮SB2，接触器KM 和时间继电器KT 的电磁线圈同时获电吸合，KM1 的常闭触点断开使KM2 回路不能通电，起到互锁作用，防止KM、KM1与KM2 同时闭合造成三相直接短路。KM 的常开辅助触点闭合，使KM 线圈得电吸合，KM常开触点闭合自锁。同时，时间继电器开始计时，KM 和KM1 主触点闭合，电动机定子绕组为星形连接，进行降压启动。当到达时间继电器整定的动作时间，KT 延时常闭触点断开，KM1的电磁线圈断电释放，在KM2 电磁线圈支路上的KT 常闭辅助触点闭合，KM2 的电磁线圈通电并且自锁，其主触点闭合，电动机定子绕组由星形连接转换为三角形连接，电动机在额定电压下运行。串联在KT 线圈支路上的KM2 常闭辅助触点断开，KT 恢复初始状态。

（2）在电机进入三角形运行的情况下按下停止按钮SB1，原先处于自锁状态的接触器KT的线圈失电，其对应的各个触点复位，所以自保持解除，所有的控制器件回复到初始状态，电机停止。

三、施工前的准备

（一）学习目标

（1）根据原理图分析该电路的工作原理。

（2）熟悉元器件并对元器件进行选择。

（3）绘制元件安装位置及接线图。

（二）学习过程

（1）识图：根据原理图分析该电路的工作原理。

（2）元器件选择：根据原理图及所控制电动机的功率选择元器件，并列出元器件明细表，如表2-9 所示。

（3）清点元件数量，并仔细检查各元件。

（4）绘制元件安装位置图及接线图。

（三）工作任务

1. 选择元件并填写元器件明细表

表2-9　元器件明细表

2. 元件布置图绘制

绘制元件布置图时应注意：

（1）与前面的正反转控制相比，该电路中增加了一个接触器和时间继电器。为了美观和接线方便，一般是将两个接触器布置在同一水平线上，由于还有散热等方面的考虑，这两个接触器也要保持一定的距离。

（2）如果是为了在上面的正反转电路的基础上少做改动，KM2 布置在KM1 的左边；如果是为了看起来整体效果更好，则将KM1 布置在KM2 的左边。可参照项目二中图2-8 进行。

（3）从布局美观和接线方便的角度考虑，主回路的3 个熔断器和控制回路的2 个熔断器一般布置在同一水平线上，两组熔断器间隔较大，同组熔断器间隔较小。

（4）为了接线方便，接触器放置在主回路熔断器的正下方。

（5）在布置相关元件时，一般进线元件在上方，出线元件在下方。

在下方绘制星三角降压启动控制电路元件布置图（自行设计）。

3. 接线图绘制

结合项目二的接线图，同时遵照相应标准，可进一步绘制本项目的接线图。

注意事项：

（1）接线图中使用的是电气标准图形和文字符号。

（2）同一个元件的不同部分用虚线框包围，如接触器的线圈、主触头和辅助触头等。

（3）为了简洁，元件间的连线可用一根线来表示线束，但一定要有明确的线号，要标注所用导线的型号、线径和颜色。

（4）在接线图中，同一根导线两头必须都有相同的线号。

在下方绘制接线图（自行设计）。

四、现场施工

（一）学习目标

（1）安装元器件时能遵守安全规范和操作要求。

（2）接线时能正确选择导线颜色。

（3）熟悉线路原理，线路接线完毕后能完成调试并进行故障检修。

（4）完成线路调试后清理现场。

（二）学习过程

1. 电路安装

1）材料准备和检查

（1）根据表2-9 准备仪表、工具、耗材和器材，检查各元器件、耗材与表中的型号和规格是否一致。

（2）检查各元器件的外观是否完好无损，附件、备件是否齐全。

（3）用仪表检查各元器件和电动机的有关技术参数是否符合要求。

（4）接触器安装前的检查：

① 检查接触器铭牌与线圈的技术参数（如额定电压、电流、操作频率等）是否符合实际使用要求。

② 检查接触器外观是否无机械损伤；用手推动接触器可动部分时，接触器应动作灵活，无卡阻现象；灭弧罩应完好无损，固定牢固。

③ 将接触器铁心极面上的防锈油脂或粘在极面上的铁垢用煤油擦净，以免多次使用后衔铁被粘住，造成断电后不能释放。

④ 测量接触器的线圈电阻和绝缘电阻。绝缘电阻要大于0.5 MΩ，线圈电阻不同的接触器有差异，一般为1.5 kΩ。

（5）按钮安装前的检查：

① 检查按钮外观是否无机械损伤；用手按动按钮钮帽时，按钮应动作灵活，无卡阻现象。

② 按动按钮，测量检查按钮常开、常闭的通断情况。

2）根据元件布置图安装固定低压电器元件

（1）按钮的安装与使用维护要求。

① 按钮安装在面板上时，应布置整齐，排列合理。

② 在本项目中使用的按钮为一体式盒式按钮，需要注意其出线口朝下。

③ 按钮的安装应牢固，由于塑料盒式按钮比较脆，上紧固螺丝时拧紧就行，力量过大可能破坏塑料外壳。

④ 注意保持触头的清洁，如果触点发黑或有油污，应及时清理。

（2）接触器的安装与使用维护要求。

① 交流接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不得超过5°；若有散热孔，则应将有孔的一面放在垂直方向上，并按规定留有适当的飞弧空间。

② 安装和接线时，注意不要将零件失落或掉入接触器内部。安装孔的螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈，并拧紧螺钉以防振动松脱。(www.daowen.com)

③ 安装完毕，检查接线正确无误后，在主触头不带电的情况下操作几次，测量产品的动作值和释放值，所测数值应符合产品的规定要求。

（3）安装元件及其标识。

在控制板上按布置图安装固定电气元件，并贴上有醒目文字符号的标签，标签应当粘贴在相应元件的附近，以便识别。

2. 接线

注意事项：

（1）在套管时要特别注意容易混淆的编号，如6 和9、U 和V 等。

（2）接线时应注意：

① 导线要保证平直。

② 导线要尽量贴紧版面。

③ 导线转角尽量保证直角。

④ 元件接线处距离导线大约2 cm（约2 指宽）。

（3）应根据接线图安装各电气元件，安装要符合要求。

（4）应根据电气原理图及接线图接线，接线要符合工艺要求。主电路用红色导线，控制电路用蓝色导线。图2-12 为电路最终的接线效果图。

图2-12　接线效果图

五、通电试车

（一）自检步骤及工艺要求

1. 主电路

（1）万用表置于R×100 挡，闭合QF 开关。

（2）按下KM，表笔分别接于L1—U21；L2—V22；L3—W23，此时表针应右偏指零。

（3）按下KM1，表笔分别接于W2—U2；U2—V2；V2—W2，此时表针应右偏指零。

（4）按下KM2，表笔分别接于U1—W2；V1—U2；W1—V2，此时表针应右偏指零。

2. 控制电路

（1）万用表置于R×100 或R×1K 档，表笔分别置于熔断器FU2 的1 和0 位置，此时测得KM、KM1、KM2、KT 线圈的阻值应均为2 kΩ 左右。

（2）按下SB2，表针应右偏指为1 kΩ 左右（接入线圈KM、KM1、KT），同时按下KT一段时间，表针应微微左偏指为1 kΩ 左右（接入线圈KT），同时按下SB1，指针应左偏指为∞。

（3）按下KM，指针应右偏指为1 kΩ 左右（接入线圈KM、KM1），同时按下SB2，指针应左偏指为∞。

（二）交验

学生完成以上自检后，在没有发现问题的情况下提出申请，经教师检查同意后，在教师的监护下方可继续进行下一个步骤。

（三）通电试车

1. 通电试车前的准备工作

（1）为保证人身安全，在通电试车时，要认真执行安全操作规程的有关规定，一人监护，一人操作。

（2）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，若查出应立即整改，然后方能试车。

（3）通电试车前，必须征得教师的同意，并由指导教师接通三相电源L1、L2、L3，同时在现场监护。

（4）合上电源开关QF 后，用测电笔检查熔断器出线端，氖管亮说明电源接通。上述检查一切正常后，做好准备工作，在指导教师监护下试车。

2. 通电试车的步骤

1）空操作试验

（1）在断电的情况下取掉主回路3 个熔断器的熔管（记得取出熔管后将熔断器的盖子盖上），使主回路断开。

（2）给电路提供电源，在正常情况下，合上QF，按下SB2，接触器KM 与KM1 几乎同时得电吸合，释放SB2 后接触器KM 及KM1 依然保持吸合；达到设定时间后KM1 失电复位，而KM2 得电吸合。此后，按下SB1 接触器KM2 也失电复位。

（3）观察电路是否满足功能要求，电气元件的动作是否灵活，接触器能否自锁、有无卡阻及噪声过大等现象。在这里要特别注意：KM1 和KM2 不能同时闭合。

（4）反复操作几次，以保证电路的可靠性。

上面步骤正常后可进一步实验带负荷试车。

2）带负荷试车

（1）在断电的情况下恢复主回路3 个熔断器的熔管，接好电动机接线。

（2）按照上面空载实验的步骤再操作一遍，在此过程中要特别注意通过钳形表观察星型连接和三角形连接两种情况下的线电流，并做好记录。

（3）如果无异常现象，在电动机运转平稳后，用钳形电流表测量三相电流是否平衡，以及电流是否超过额定电流。

提示：出现故障后，若需带电检查时，必须在教师现场监护的情况下进行。检修完毕后，如需要再次试车，也应该在教师现场监护下进行，并做好时间记录。

任务完成后，按表2-10 所示内容给出评分。

表2-10　评分表

六、故障检修

首先，通过耳听、眼观、鼻闻、手摸等方式，获知故障的特点和故障发生的部位。例如：有无接头打火、接触器噪声过大、有焦臭味、电机过热等异常现象。如用上述方法仍然不能发现故障，或是不能确定故障的具体位置，再通过电压测量法或电阻测量法确定故障点。

星三角启动常见故障及排除方法如下。

1. 故障1

故障现象：按下SB2 启动按钮，整机不工作。

故障原因：首先检查有无工作电源；检查此时与KM 吸合有关的所有元件。

2. 故障2

故障现象：按下SB2 启动按钮，KM、KM1 线圈工作，不能切换到三角形降压工作。

故障原因：KT 线圈开路。

3. 故障3

故障现象：按下SB2 启动按钮，KT、KM、KM1 线圈得电工作，松开SB 按钮，KT、KM、KM1 失电不工作（不自锁）。

故障原因：SB2 按钮与KM 常开自锁触点间导线断。

4. 故障4

故障现象：按下SB2 启动按钮，KM1 不工作：

故障原因：

（1）KM2 常闭触点与KT 常闭触点间导线断开。

（2）KM1 线圈开路。

5. 故障5

故障现象：KM 不工作。

故障原因：KM1 线圈开路或是接线松动。

6. 故障6

故障现象：KM2 不工作。

故障原因：

（1）KM1 常闭联锁触点开路。

（2）KM2 线圈开路。

（3）时间继电器常开不能有效闭合。

七、总结与评价

以小组为单位，选择线路接线调试后成品，以PPT、录像等形式向全班展示、汇报学习成果，并按表2-11 所示的内容给出评分。

表2-11　评分表