淺談電氣控制線路的經(jīng)驗設計法的探討

葉仙儒

【摘要】 電氣控制線路的設計直接影響著整個控制系統(tǒng)的操作和運行。設計人員要從生產(chǎn)、維護等實際出發(fā)，多方面深入研究，設計出合理的、準確的電氣線路。

【關鍵詞】 電氣控制 設計 調試

現(xiàn)代社會，隨著科技智能化的發(fā)展，越來越多的電氣控制線路被廣泛應用到各類自動化中。電氣自動化的高低程度與機械設備的安全和使用效能是密不可分的，機電一體化已發(fā)展成了一種總趨勢。

經(jīng)驗設計法是根據(jù)生產(chǎn)機械對電氣控制電路的要求，按照各電動機的控制方法，參照典型線路逐一分別設計局部線路，然后根據(jù)各部分的相互關系綜合而成完整的控制線路。下面采用經(jīng)驗設計法設計一個簡單的電氣控制線路的電路圖。題目要求：按下述要求畫出某一臺三相籠型異步電動機的電路圖：（1）既能點動又能連續(xù)運轉；（2）停止時采用反接制動；（3）能在兩處啟動、停止。

一、主電路的設計

從題目分析，所需要的電動機控制是點動、連續(xù)，兩地控制，停止時采用反接制動控制。分析所學的控制線路，進行主電路的設計，很快就可以畫出主電路的電路圖，如圖1所示。

二、控制線路的設計

認真、合理分析電氣控制線路的控制要求，是電氣工作者進行控制電路的設計的關鍵和重要依據(jù)。通過認真、具體地對控制要求的探討和分析，結合實際，正確選擇合適的控制方法和手段，把對電氣的控制轉化為對接觸器和繼電器的控制，優(yōu)化控制電路。

通過分析，該控制電路有兩地啟動、停止功能，電動機要實現(xiàn)點動、連續(xù)控制，停止時采用反接制動。根據(jù)要求，選擇基本控制電路，畫出控制線路的電路圖，如圖2所示。

SB11、SB21分別是兩地連續(xù)運轉的啟動按鈕，SB12、SB22分別是兩地點動控制的啟動按鈕， SB13、SB23分別是兩地控制的停止按鈕，急停按鈕SB3，點動、連續(xù)正轉控制接觸器KM1，反接制動接觸器KM2，為熱繼電器KH，速度繼電器KS，電動機M。

工作原理分析：

按下SB12（或SB22），KM1線圈通電吸合，KM1主觸頭閉合，電動機點動正轉；松開SB12（或SB22），KM1線圈失電斷開，KM1主觸頭恢復斷開，電動機停止正轉。

按下SB11（或SB21），KM1線圈通電吸合，KM1主觸頭閉合，KM1自鎖觸頭閉合，電動機連續(xù)正轉。當電動機轉速達到規(guī)定值時，速度繼電器KS常開觸頭閉合 ；按下SB13或SB23， SB13（或SB23）常閉觸點先分斷，KM1線圈失電，KM1自鎖觸頭先分斷解除自鎖，KM1主觸頭分斷，M暫時失電；SB13（或SB23）常開觸點后閉合，KM2線圈通電吸合，KM2自鎖觸頭閉合自鎖，KM2主觸頭閉合，電動機M串聯(lián)電阻R反接制動；至電動機M轉速下降到規(guī)定值時，KS常開觸頭分斷，KM2線圈失電，KM2自鎖觸頭分斷解除自鎖，KM2主觸頭分斷，電動機M脫離電源停轉，反接制動結束。

從原理上分析，上述控制電路能滿足控制要求。然而細細分析，該電路不太安全，存在一定的安全隱患。當按下停止按鈕SB13或SB23進行反接制動時，由于正轉接觸器KM1的主觸頭易發(fā)生熔焊或者被雜物卡阻等故障，即使KM1線圈失電，KM1主觸頭也無法分斷開，這時反接制動接觸器KM2通電吸合，KM2主觸頭閉合，造成電源兩相短路故障。克服上述的不足，繼續(xù)完善電路，如圖3所示。

圖3中分別添加了接觸器KM1、KM2常閉觸點，構成了接觸器聯(lián)鎖。這樣，KM1線圈通電吸合時，KM2線圈就無法得電，這樣就避免了接觸器KM1、KM2同時得電吸合，也避免了電源的相間短路故障。

圖3控制線路具有必要的保護功能：過載保護（熱繼電器KH）、短路保護（FU1、FU2），急停（SB3）、按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖，失壓和欠壓（KM1、KM2）。

三、線路的安裝、調試

根據(jù)設計好的電路圖，正確安裝電路。

為了保證控制線路工作的可靠和安全，安裝前，要正確選擇可靠的電器元件，優(yōu)先選用機械和電氣使用壽命長，結構結實，動作穩(wěn)定可靠，抗干擾性能好的電器。

安裝時，要正確連接電器的觸頭、線圈。線路安裝完成后，首先要根據(jù)線路圖自行檢查，確定安裝線路的正確性。

其次，用萬用表檢查線路的工作情況。檢查時，應先選擇倍率合適的電阻擋位（一般選擇R×100擋位），調零。對控制電路的檢查：將萬用表的兩表筆分別接在FU2的兩端。按下SB11（或SB12、SB21、SB22），萬用表指針向右偏轉，或按下KM1，指針向右偏轉，再按下SB13（或SB23），指針向左偏轉。對主電路的檢查：萬用表的兩表筆分別接在L1-U、L2-V、L3-W兩端，閉合QS，手動按下KM1或KM2，指針向右偏轉；松開KM1或KM2，或斷開QS，指針向左偏轉。線路檢查無誤后方可通電試車。

電氣控制線路的設計直接影響著整個控制系統(tǒng)的操作和運行。設計人員要從生產(chǎn)、維護等實際出發(fā)，多方深入研究，設計出合理的、準確的電氣線路。

參 考 文 獻

[1]李敬梅.電力拖動控制線路與技能訓練（第四版），中國勞動出版社， 2007

[2]張高培.電機與電氣線路，機械工業(yè)出版社， 2008