Y-△控制電路常見故障及原因分析

中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所 伍 洲

Y-△控制電路常見故障及原因分析

中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所 伍 洲

Y-△控制電路在使用過程中難免會(huì)出現(xiàn)故障，文本列舉Y-△控制電路常見的一些故障模式，并分析造成這些故障的原因，提出解決辦法。

Y-△控制電路；故障原因；判別方法；解決辦法

1 Y-△控制電路簡(jiǎn)介

大功率電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流很大，會(huì)引起較大的電網(wǎng)電壓下降。必須采用降壓?jiǎn)?dòng)的方法，以限制啟動(dòng)電流。Y-△控制是一種有效的降低啟動(dòng)電流的方法。這種啟動(dòng)方式可使電動(dòng)機(jī)每相繞組所承受的電壓在啟動(dòng)時(shí)降低到直接啟動(dòng)時(shí)的 1 /，線電流降到直接啟動(dòng)時(shí)的 1/3，在很大程度上緩解了電網(wǎng)供電壓力。

典型的Y-△控制電路如圖1所示。

圖1 Y-△控制電路圖

圖1中，K1為斷路器，串在主電路中。K2為過載繼電器，串在△運(yùn)轉(zhuǎn)電路中。K2-1為過載繼電器的輔助觸點(diǎn)，是常閉觸點(diǎn)。K1和K2對(duì)電路起保護(hù)作用。將過載繼電器K2串在△運(yùn)轉(zhuǎn)電路而不是串在Y啟動(dòng)電路或者主電路中，主要原因是啟動(dòng)時(shí)，過載繼電器不通過啟動(dòng)電流，避免啟動(dòng)電流引起的誤保護(hù)，確保啟動(dòng)成功，并且延長(zhǎng)了過載繼電器的使用壽命，有利于設(shè)備維護(hù)。在主電路中串入斷路器K1，一方面可以在Y形啟動(dòng)過程中保護(hù)電路，在轉(zhuǎn)為△形運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)后與K2形成雙重保護(hù)，另一方面可以人為將其斷開，有助于安全、快捷的分析判斷問題。

K3、K4、K5為交流接觸器的主觸點(diǎn)，分別串在主電路、△運(yùn)轉(zhuǎn)電路、Y啟動(dòng)電路中。K3-A、K4-A、K5-A為各交流接觸器的線圈。K3-1、K3-2、K4-1、K4-2、K4-3、K5-1為各交流接觸器的輔助觸點(diǎn)。其中，K3-1、K4-2是常閉觸點(diǎn)；K3-2、K4-1、K4-3、K5-1是常開觸點(diǎn)。當(dāng)線圈通電時(shí),交流接觸器的靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力，將動(dòng)鐵芯吸合，由于觸點(diǎn)系統(tǒng)是與動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)的，因此動(dòng)鐵芯帶動(dòng)三條動(dòng)觸片同時(shí)動(dòng)作，主觸點(diǎn)閉合，和主觸點(diǎn)機(jī)械相連的輔助常閉觸點(diǎn)斷開，輔助常開觸點(diǎn)閉合，從而接通電源。當(dāng)線圈斷電時(shí)，吸力消失，動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)部分依靠彈簧的反作用力而分離，使主觸點(diǎn)斷開，和主觸點(diǎn)機(jī)械相連的輔助常閉觸點(diǎn)閉合，輔助常開觸點(diǎn)斷開，從而切斷電源。

K6-A為時(shí)間繼電器的線圈，K6-1、K6-2為時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)。時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理或機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制的控制電器，由電磁系統(tǒng)，延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成。時(shí)間繼電器決定控制電路處于何種工作狀態(tài)。

K7、K8為Y-△控制單元面板上的自復(fù)式開關(guān)，分別用于啟動(dòng)和停止供電。H8-H 、K7-H、H1為指示燈，分別代表Y-△控制處于停止?fàn)顟B(tài)，啟動(dòng)（Y）狀態(tài)還是運(yùn)轉(zhuǎn)（△）狀態(tài)。

2 Y-△控制電路常見故障原因分析和解決辦法

理論上，Y-△控制電路成熟可靠，但由于元器件老化、工藝裝配不到位、負(fù)載短路、過流等原因，不可避免的導(dǎo)致Y-△控制電路不能正常工作。為了在故障發(fā)生后能夠快速定位和解決問題，恢復(fù)設(shè)備的正常工作，本節(jié)列舉Y-△控制電路常見的一些故障模式，并分析造成這些故障的原因以及解決辦法。分析的故障模式，均按圖1中所示電路進(jìn)行分析，且重點(diǎn)考慮元器件損壞引發(fā)的故障。

（1）故障模式：Y-△控制單元面板上“停止”、“啟動(dòng)”、“運(yùn)轉(zhuǎn)”三只指示燈均不亮。

首先確認(rèn)Y-△控制電路處于“停止?fàn)顟B(tài)”。此時(shí)，正常情況是“停止”指示燈亮，“啟動(dòng)”和“運(yùn)轉(zhuǎn)”指示燈不亮。導(dǎo)致“停止”指示燈不亮的原因主要有三種。

第1種，故障原因：“停止”指示燈K8-H損壞。判別方法：更換一只新的指示燈，如果在“停止”狀態(tài)下，“停止”指示燈亮，則說明是該指示燈本身有問題。解決辦法：更換指示燈。

第2種，故障原因：過載繼電器K2啟動(dòng)保護(hù)功能，使得K2-1斷開。判別方法：用三用表測(cè)量過載繼電器兩端是否導(dǎo)通，如不導(dǎo)通，則說明K2保護(hù)。解決辦法：查明保護(hù)原因后，按下過載繼電器上的復(fù)位按鈕。

第3種，故障原因：交流接觸器K3的輔助觸點(diǎn)K3-1損壞，使得指示燈兩電極之間電壓過低。判別方法：K3未吸合的狀態(tài)下，用三用表測(cè)量K3-1兩端是否導(dǎo)通，如不導(dǎo)通，則說明K3-1存在問題。解決辦法：更換輔助觸點(diǎn)。

（2）故障模式：按下Y-△控制單元面板上的“啟動(dòng)”開關(guān)，控制電路無法進(jìn)入星形啟動(dòng)狀態(tài)。

按下“啟動(dòng)” 開關(guān)，正常情況是主回路的交流接觸器K3和星形回路的交流接觸器K5立即吸合，控制電路進(jìn)入星形啟動(dòng)狀態(tài)。導(dǎo)致控制電路無法進(jìn)入星形啟動(dòng)狀態(tài)的原因主要有六種。

第1種，故障原因：面板“啟動(dòng)”開關(guān)K7損壞。判別方法：按下面板“啟動(dòng)”開關(guān)不松手，其常開觸點(diǎn)不導(dǎo)通。解決辦法：更換“啟動(dòng)”開關(guān)的常開觸點(diǎn)。

第2種，故障原因：面板“停止”開關(guān)K8損壞。判別方法：未按下面板“停止”開關(guān)情況下，其常閉觸點(diǎn)不導(dǎo)通。解決辦法：更換“停止”開關(guān)的常閉觸點(diǎn)。

第3種，故障原因：主回路交流接觸器K3損壞。判別方法：按住面板“啟動(dòng)”開關(guān)不松手，使K3線圈兩端的電壓為AC380V，若此時(shí)K3無法吸合，則說明K3損壞。解決辦法：更換主回路交流接觸器。

第4種，故障原因：星形回路交流接觸器K5損壞。判別方法：按住面板“啟動(dòng)”開關(guān)不松手，使K5線圈兩端的電壓為AC380V，若此時(shí)K5無法吸合，則說明K5損壞。解決辦法：更換星形回路交流接觸器。

第5種，故障原因：交流接觸器K4的輔助觸點(diǎn)K4-2損壞，使得K5線圈兩端電壓過低。判別方法：K4未吸合的狀態(tài)下，用三用表測(cè)量K4-2兩端是否導(dǎo)通，如不導(dǎo)通，則說明K4-2存在問題。解決辦法：更換輔助觸點(diǎn)。

第6種，故障原因：交流接觸器K3的輔助觸點(diǎn)K3-2損壞，松開自復(fù)位式“啟動(dòng)”開關(guān)后，K3、K5線圈均斷電。判別方法：K3吸合的狀態(tài)下，用三用表測(cè)量K3-2兩端是否導(dǎo)通，如不導(dǎo)通，則說明K3-2存在問題。解決辦法：更換輔助觸點(diǎn)。

（3）故障模式：未按下Y-△控制單元面板上的“啟動(dòng)”開關(guān)，控制電路自行進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)。

正常情況下，只要不按下“啟動(dòng)”開關(guān)，Y-△控制單元將停留在“停止”狀態(tài)。導(dǎo)致在未按下“啟動(dòng)”開關(guān)的情況下，控制單元自行啟動(dòng)的原因主要有兩種。

第1種，故障原因：交流接觸器K3的輔助觸點(diǎn)K3-2損壞，導(dǎo)致無論是否按下K7，K3、K5線圈均通電。判別方法：K3未吸合的狀態(tài)下，用三用表測(cè)量K3-2兩端是否導(dǎo)通，如導(dǎo)通，則說明K3-2存在問題。解決辦法：更換輔助觸點(diǎn)。

第2種，故障原因：面板“啟動(dòng)”開關(guān)K7損壞。判別方法：未按下面板“啟動(dòng)”開關(guān)情況下，其常開觸點(diǎn)導(dǎo)通。解決辦法：更換“啟動(dòng)”開關(guān)的常開觸點(diǎn)。

（4）故障模式：Y-△控制電路從星形啟動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿切芜\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)失敗。

正常情況下，星形啟動(dòng)狀態(tài)維持若干秒后，時(shí)間繼電器K6跳轉(zhuǎn)，使Y-△控制電路從星形啟動(dòng)狀態(tài)切換到三角形運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。導(dǎo)致切換失敗的原因主要有三種。

第1種，故障原因：時(shí)間繼電器K6損壞，導(dǎo)致無法進(jìn)行Y-△切換。判別方法：觀察K6上的指示燈，同時(shí)測(cè)量K6-1、K6-2的通斷情況，如果與正常情況不符，則說明K6存在問題。解決辦法：更換時(shí)間繼電器。

第2種，故障原因：三角形回路交流接觸器K4損壞。判別方法：直接在K4線圈兩端施加AC380V，若此時(shí)K4無法吸合，則說明K4損壞。解決辦法：更換三角形回路交流接觸器。

第3種，故障原因：交流接觸器K4的輔助觸點(diǎn)K4-3損壞，時(shí)間繼電器K6復(fù)位后，K4線圈斷電。判別方法：K4吸合的狀態(tài)下，用三用表測(cè)量K4-3兩端是否導(dǎo)通，如不導(dǎo)通，則說明K4-3存在問題。解決辦法：更換輔助觸點(diǎn)。

上述三種故障原因，產(chǎn)生的故障現(xiàn)象不完全相同。如果是第一種故障原因，故障現(xiàn)象可能是Y-△控制電路長(zhǎng)期保持在星形啟動(dòng)狀態(tài)而無法切換。如果是第二種故障原因，結(jié)束星形啟動(dòng)狀態(tài)，但無法切換到三角形運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果是第三種故障原因，故障現(xiàn)象是可以切換到三角形運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，但無法保持。由于繼電器動(dòng)作在一瞬間即可完成，因此第二、三種故障原因?qū)е碌墓收犀F(xiàn)象非常相似。

（5）故障模式：Y-△控制電路進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)后，無法切換到停止?fàn)顟B(tài)。

正常情況下，無論Y-△控制電路處于啟動(dòng)狀態(tài)還是運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，只要按下面板上的“停止”開關(guān)，Y-△控制電路的所有交流接觸器線圈均斷電，觸點(diǎn)斷開，停止向負(fù)載供電，控制電路立刻切換到停止?fàn)顟B(tài)。導(dǎo)致Y-△控制電路進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)后，無法切換到停止?fàn)顟B(tài)的原因主要有一種。

故障原因：面板“停止”開關(guān)K8損壞。判別方法：按下面板“停止”開關(guān)不松手，其常閉觸點(diǎn)導(dǎo)通。解決辦法：更換“停止”開關(guān)的常閉觸點(diǎn)。

3 結(jié)語

本文對(duì)Y-△控制電路常見的五種故障模式進(jìn)行了詳細(xì)的原因分析，指明故障原因的判別方法，對(duì)每種故障原因提出相應(yīng)的解決辦法。在實(shí)際使用過程中，Y-△控制電路還可能出現(xiàn)一些其它問題，只要我們掌握了Y-△控制電路的原理，結(jié)合實(shí)際工作中得到的經(jīng)驗(yàn)，相信問題和故障都可以迎刃而解。

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伍洲（1985—），工程師，主要從事電源設(shè)計(jì)工作。