繼電接觸器控制系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容探討

王雄

摘要： 本文對(duì)繼電接觸器控制系統(tǒng)的內(nèi)容進(jìn)行探討，提出了講解的主體思路和方法。

關(guān)鍵詞： 繼電接觸器控制系統(tǒng)主體思路方法

1.引言

對(duì)電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備的通斷，當(dāng)前國(guó)內(nèi)較多地采用繼電接觸器控制器件。秦曾煌教授編寫的《電工技術(shù)》第十章“繼電接觸器控制系統(tǒng)”就是講解本知識(shí)。本文就講授本章知識(shí)的主體思路和方法進(jìn)行探討，以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率［１］。

2.直接起動(dòng)電路設(shè)計(jì)

繼電接觸器控制系統(tǒng)的講解要偏重實(shí)踐。在課堂教學(xué)的時(shí)候，首先以直接起動(dòng)電機(jī)為例進(jìn)行講解。對(duì)于小功率的電機(jī)，常常采用如圖1—1的方法起動(dòng)，其中L1，L2，L3為三相電，M為電機(jī)，QS為機(jī)械式開關(guān)，F(xiàn)U為熔斷器。對(duì)于QS、FU的理解，可以讓同學(xué)們參照家里面的閘刀開關(guān)和保險(xiǎn)絲進(jìn)行學(xué)習(xí)掌握。

圖1-1所示電路在不停電的場(chǎng)合可以正常使用，但是如果停電，則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，突然來電則自行起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶來安全隱患。此外，對(duì)于大功率的電機(jī)，起動(dòng)時(shí)還要采取各種方法降低啟動(dòng)電流，因此需要對(duì)電路進(jìn)行擴(kuò)展。另外，對(duì)于使用機(jī)械開關(guān)直接控制也不夠方便，因此經(jīng)常使用如圖1—2所示電路進(jìn)行直接啟動(dòng)。其中FR為熱繼電器，主要提供過載保護(hù)，與FU不同在于，F(xiàn)U主要提供短路保護(hù)。圖1—2電路的主要改進(jìn)在于引入了按鈕SB和交流接觸器KM。下面介紹SB及KM的工作原理。

按鈕的工作機(jī)理在于彈簧的作用力，如圖1—3所示，當(dāng)按下按鈕帽后，斷開常閉觸頭，接通常開觸頭。當(dāng)松開手后，靠彈簧力的作用，常開觸頭重新斷開，常閉觸頭重行閉合，完成一次電路的通斷。

接觸器相當(dāng)于對(duì)按鈕進(jìn)行了改進(jìn)，如圖1—4所示，下面黑色的環(huán)體代表線圈，只要給線圈通電，即產(chǎn)生磁力，磁力克服彈簧力，吸引彈片向下，使常閉觸頭斷開，常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)線圈斷電，靠彈簧力的作用，常開觸頭重新斷開，常閉觸頭重行閉合，完成一次電路的通斷。

只要對(duì)照?qǐng)D形理解元器件作用，就能很快理解圖1—2的原理，因此對(duì)繼電接觸器控制系統(tǒng)就有了一個(gè)基礎(chǔ)的理解。

3.正反轉(zhuǎn)電路設(shè)計(jì)

首先介紹正反轉(zhuǎn)電路的主電路。正反轉(zhuǎn)電路的主電路無非是實(shí)現(xiàn)正傳和反轉(zhuǎn)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的原理，只需調(diào)換兩根相線即可。因此主電路如圖2—1所示。

對(duì)于正反轉(zhuǎn)的控制電路，實(shí)則是兩路的直接啟動(dòng)控制線路。即如圖2—2所示。其運(yùn)行方式為正傳—停止—rc 轉(zhuǎn)。圖2—2雖然簡(jiǎn)單，但可能會(huì)誤操作，adk 正傳—反轉(zhuǎn)，則會(huì)引起短路。因此加入互鎖環(huán)節(jié)，如圖2—3所示，這樣，電路的工作方式還是正傳—停止—反轉(zhuǎn)，但不會(huì)出現(xiàn)短路的情況。但是這種設(shè)計(jì)仍然不能采用直接正反轉(zhuǎn)，因此使用復(fù)合按鈕設(shè)計(jì)如圖2—4的控制線路，可以完成直接的正反轉(zhuǎn)。

在這里需要注意兩個(gè)方面的問題：不可讓線圈串聯(lián)，因?yàn)榇?lián)分壓，可能使電磁鐵磁力不夠。此外，對(duì)于接觸器和按鈕的常開和常閉觸頭，需要注意先斷開后閉合的問題。

4.行程控制電路設(shè)計(jì)

電機(jī)正反轉(zhuǎn)能夠讓電動(dòng)小車前行和后退，因此加入檢測(cè)元件進(jìn)行行程控制。此處選擇檢測(cè)元件為行程開關(guān)，行程開關(guān)的原理和按鈕類似。壓下去就成反態(tài)，離開就恢復(fù)原態(tài)。

電動(dòng)小車往復(fù)控制主電路與正反轉(zhuǎn)主電路一樣，這一點(diǎn)容易理解。

難點(diǎn)在于控制電路如何設(shè)計(jì)。使用行程開關(guān)觸點(diǎn)取代按鈕，但為了前行啟動(dòng)，又能后行啟動(dòng)，因此將行程開關(guān)觸點(diǎn)和按鈕并聯(lián)，如圖3所示。圖中，ST為行程開關(guān)。

5.時(shí)間控制電路設(shè)計(jì)

時(shí)間控制電路設(shè)計(jì)來講，主要是使用時(shí)間繼電器完成延時(shí)控制。時(shí)間繼電器的工作原理為，延時(shí)動(dòng)作，即得電延時(shí)和失電延時(shí)，對(duì)應(yīng)的線圈亦不一樣。

以星型—三角型降壓?jiǎn)?dòng)電路的設(shè)計(jì)，講解時(shí)間控制。

主電路的設(shè)計(jì)依據(jù)星型三角型聯(lián)接方式即可得到，如圖4—1，其控制電路的設(shè)計(jì)可以由正反轉(zhuǎn)電路演化而來。

正反轉(zhuǎn)電路中的正轉(zhuǎn)可以當(dāng)做是星型啟動(dòng)，反轉(zhuǎn)是三角型運(yùn)行。因此只需將反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕換成時(shí)間繼電器的延時(shí)觸點(diǎn)即可。

時(shí)間繼電器的延時(shí)觸點(diǎn)有了位置，則要擺放線圈位置，線圈可與星型啟動(dòng)的線圈并聯(lián)。則基本的電路設(shè)計(jì)完畢。

設(shè)計(jì)好后，需要改進(jìn)電路。延時(shí)動(dòng)作完成，電動(dòng)機(jī)三角型正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，需要切斷延時(shí)線圈，因此加入互鎖控制。經(jīng)過改進(jìn)后的電路如圖4—2所示。

6.結(jié)語

本文分析了繼電接觸器控制系統(tǒng)講解的主體思路和方法。設(shè)計(jì)有兩條思路：串并聯(lián)思路、特殊功能觸點(diǎn)取代按鈕。此思路是貫穿整個(gè)繼電接觸器控制設(shè)計(jì)的講授，這一點(diǎn)一定要和同學(xué)們講清楚，以便其以后開展自行設(shè)計(jì)。講解本章知識(shí)，切忌直接給圖，讓同學(xué)們讀圖進(jìn)行理解。以上方法為個(gè)人教學(xué)總結(jié)，以期能對(duì)講授本章知識(shí)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

［1］秦曾煌.電工技術(shù)［M］.高等教育出版社，2004.1:268-283.