何敏

摘 要： 在電工電子實際工作中，我們經(jīng)常需要對生產機械的運動部件進行行程上的控制，如外圓磨床、萬能銑床的工作臺、組合機床的滑臺等，使它們在一定的行程范圍內做自動往返的循環(huán)運動。要實現(xiàn)這種控制，就必須使用行程開關作為控制元件控制三相異步電動機的正反轉。

關鍵詞： 電動機 行程開關 正反轉 自動往返

在中職電工電子教學中，三相異步電動機的控制是一個重要環(huán)節(jié)。在電工電子實際工作中，我們經(jīng)常需要對生產機械的運動部件進行行程上的控制，如外圓磨床、萬能銑床的工作臺、組合機床的滑臺等，使它們在一定的行程范圍內作自動往返的循環(huán)運動。要實現(xiàn)這種控制，就必須使用行程開關作為控制元件控制三相異步電動機的正反轉。

一、行程開關

行程開關是常用低壓電器中的一種，又稱為限位開關或位置開關。它的功能和按鈕開關一樣，不同的是，按鈕開關通過手按實現(xiàn)對線路的通斷控制，而行程開關是通過生產機械的運動部件對其碰撞，使其觸點動作，進而發(fā)出控制指令，實現(xiàn)對線路通斷的控制。所以，行程開關是一種由物體的運動決定線路通斷的開關。

在具體應用時，行程開關可以安裝在運動或靜止的物體上，如門框、支架等靜物或行車、連桿等動物。當動物與靜物相接近時，行程開關的操作機構就會觸發(fā)其觸點系統(tǒng)，使行程開關原本閉合的觸點斷開或者斷開的觸點閉合，通過這種觸點的斷開或閉合，實現(xiàn)線路的通斷和生產機械的動作。

二、電動機的正反轉

由三相異步電動機的工作原理可知，三相異步電動機在工作時，有三相電源會接入電動機的定子繞組，這三根相線按照一定的相序進行排列。如果更改了接入電動機定子繞組的三相電源相序，也就是把接入電動機的三根相線中的任意兩根對調連接時，電動機就可以實現(xiàn)反向轉動了。

三、工作臺自動往返運行的控制電路

工作臺自動往返運行的控制電路圖如圖所示，在主電路中，有三相電源L1、L2、L3分別接入電路，從上到下依次經(jīng)過熔斷器FU、交流接觸器KM、熱繼電器FR。其中：（1）熔斷器FU起到短路保護作用，防止主電路過熱。（2）觸頭KM1、KM2分別是交流接觸器KM1、KM2的主觸頭，起到控制電動機通電的作用。當主觸頭KM1閉合時，三相電源按L1、L2、L3的相序接入電動機；當主觸頭KM2閉合時，三相電源按L3、L2、L1的相序接入電動機。如此一來，接入電動機的三相電源相序發(fā)生更改，電動機就會發(fā)生反向轉動，也就實現(xiàn)了機床上工作臺的前進和后退。（3）熱繼電器主要起過載保護作用，防止電動機因過載而出現(xiàn)過熱。

在控制電路中，主要接入了熔斷器FU、熱繼電器FR、按鈕開關SB、行程開關SQ及交流接觸器KM等低壓電器。其中：（1）SB1為停止按鈕，SB2設定為前進啟動按鈕，SB3設定為后退啟動按鈕。（2）通過工作臺可以看出，SQ1為電動機前進到后退的換向行程開關，SQ2為電動機后退到前進的換向行程開關，SQ3為前進運動極限保護行程開關，SQ4為后退運動極限保護行程開關。

四、線路工作原理

具體操作過程：首先閉合電源開關QS，

1.按下前進啟動按鈕SB2（工作臺從后向前運動），5區(qū)交流接觸器KM1線圈得電，KM1吸合，各觸頭相序動作：（1）4區(qū)KM1輔助常開觸頭將閉合，即使松開按鈕SB2，也依然可以保證交流接觸器KM1線圈始終得電，也就起到相應的自鎖功能。（2）6區(qū)KM1輔助常閉觸頭將斷開，確保6區(qū)支路不能得電，也就是實現(xiàn)了連鎖功能（即確保5區(qū)支路得電的同時，6區(qū)支路不能得電，電動機不能既前進又后退）。（3）1區(qū)KM1主觸頭將由原本的斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合，電動機也將得電，正向轉動，并帶動工作臺前進。

當工作臺前移到前端時，將碰撞行程開關SQ1，SQ1被觸發(fā)后：⑴5區(qū)SQ1常閉觸頭將由原本的閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_，如此5區(qū)支路中斷，KM1線圈失電，KM1釋放，各觸頭復位。其中1區(qū)KM1主觸頭恢復原本的斷開狀態(tài)，電動機失去電力供應，停止轉動，工作臺也停止運行。⑵8區(qū)SQ1常開觸頭將由原本的斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合，如此6區(qū)的交流接觸器KM2線圈得電，KM2吸合，各觸頭相序動作：①7區(qū)的KM2輔助常開觸頭將閉合，即使工作臺離開行程開關SQ1（8區(qū)SQ1恢復原本的斷開狀態(tài)），也依然可以保證交流接觸器KM2線圈得電，起到了相應的自鎖功能。②5區(qū)KM2輔助常閉觸頭將斷開，確保了5區(qū)支路不能得電，也就實現(xiàn)了連鎖功能（即確保6區(qū)支路得電的同時，5區(qū)支路不能得電，電動機不能既前進又后退）。③2區(qū)KM2主觸頭將由原本的斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合，電動機也將得電，反向轉動，并帶動工作臺后退（工作臺與SQ1脫離接觸，SQ1恢復原狀，其各觸頭復位）。

當工作臺后移到后端時，將碰觸行程開關SQ2，SQ2被觸發(fā)后，各觸頭發(fā)生相應的動作：⑴6區(qū)SQ2常閉觸頭將由原本的閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_，如此6區(qū)支路中斷，KM2線圈失電，KM2釋放，各觸頭復位。其中2區(qū)KM2主觸頭恢復原本的斷開狀態(tài)，電動機失去電力供應，停止轉動，工作臺也停止運行。⑵3區(qū)SQ2常開觸頭將由原本的斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合，如此5區(qū)的交流接觸器KM1線圈得電，KM1吸合，各觸頭相序動作。電動機得電，正向轉動，并帶動工作臺前進（工作臺與SQ2脫離接觸，SQ2恢復原狀，其各觸頭復位）。

如此，工作臺就回到了原點，完成了一次往返循環(huán)運動。

2.按下后退啟動按鈕SB3（工作臺從前向后運動），6區(qū)交流接觸器KM2線圈得電，KM2吸合，各觸頭相序動作：（1）7區(qū)KM2輔助常開觸頭將閉合，即使松開按鈕SB3，也依然可以保證交流接觸器KM2線圈始終得電，也就起到相應的自鎖功能。（2）5區(qū)KM2輔助常閉觸頭將斷開，確保5區(qū)支路不能得電，也就是實現(xiàn)了連鎖功能（即確保6區(qū)支路得電的同時，5區(qū)支路不能得電，電動機不能既后退又前進）。（3）2區(qū)KM2主觸頭將由原本的斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合，電動機也將得電，反向轉動，并帶動工作臺后退。

當工作臺后移到后端時，將碰觸行程開關SQ2，SQ2被觸發(fā)后，各觸頭動作情況與前文類似。

當工作臺轉向前移到前端時，將碰撞行程開關SQ1，SQ1被觸發(fā)后，各觸頭動作情況也與前文類似。

如此，工作臺就回到了原點，完成了一次往返循環(huán)運動。

3.在工作臺移動的過程中，可以通過點動SB1隨時實現(xiàn)電動機停機。當按下SB1時，控制線路便會斷電，交流接觸器KM失電、釋放，電動機也會停轉，工作臺停止運行。

4.如果工作臺的移動范圍達到設定的極限范圍，便會觸發(fā)SQ3、SQ4這兩個極限保護行程開關，其觸頭將從原本的閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_，如此一來，控制線路便會斷電，交流接觸器KM失電、釋放，電動機也會停轉，工作臺停止運行。

以上便是三相異步電動機的自動往返控制線路，在實際應用當中，該控制電路不但工作安全、操作方便，而且不會造成相間短路，這就是按鈕、接觸器雙重連鎖自動往返控制線路的特性。學生在學習該課程時，可結合實訓裝備，實現(xiàn)“學練結合”，以培養(yǎng)和激發(fā)學生的學習興趣，調動他們的學習積極性，從而取得較好的教學效果，提高教育質量。

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