淺談繼電控制線路設計與安裝、調試
——以單按鈕啟停電動機為例

新疆通藝市政規劃設計院 龍 敏

昌吉職業技術學院 秦紅紅

三相異步電動機是常見的被控對象，在很多場合需要使用繼電控制線路，同時繼電控制線路也是自動化生產設備控制的基礎，如何更好的進行繼電控制線路設計對于系統的穩定性、簡易程度都很重要，本文以單按鈕啟停電動機為例講解繼電控制線路設計方法和思路。

繼電控制線路設計與安裝、調試是“電力拖動控制線路與技能訓練”、電機與電氣控制等課程核心內容，也是鄉村振興技能大賽電工賽項、全國職業技能大賽現代電氣控制技術安裝與調試、電氣安裝與維修等賽項的考核內容，還是實際工程設計中，運用較為廣泛，設計和施工中需要掌握的技能之一。所以，做好繼電控制線路設計與安裝、調試有關工作，這樣既能提升設計思維，拓展教學內容，提高技能水平，也能增加施工技術可靠性，提高明確設計圖意圖的能力。以下以單按鈕啟停為例講解。

1 分析題目

設計要求：第一步，按下按鈕SB1第一臺M1電機正轉運行，當手松開按鈕SB1，第一臺電動機啟動完畢；第二步，按下按鈕SB1第二臺M2電機正轉運行，當手松開按鈕SB1，第二臺電動機啟動完畢；第三步，按下按鈕SB1第三臺M3電機正轉運行，當手松開按鈕SB1，第三臺電動機啟動完畢；第四步按下按鈕SB1，3臺電動機，M1、M2、M3停止運行。

根據題目要求，只有一個按鈕，這個按鈕既要能依次啟動三個電動機，還要能夠一次性同時停止三臺電動機。必然需要借助中間繼電器，通過按鈕控制中間繼電器常開觸頭作為三臺電動機的啟動信號，再通過按鈕通過中間繼電器的常閉觸頭作為電動機的停止信號，通過各交流接觸器自身的輔助常開觸頭形成自鎖，這種設計思路就是繼電控制線路設計中最常用的起保停電路設計方法。

2 初步設計電路模型

根據分析初步設計主電路如圖1所示。

圖1 初步設計主電路模型

當KM1線圈得電時，KM1的主觸頭閉合電動機M1得電，正轉，同理當KM2線圈得電時，KM2的主觸頭閉合電動機M2得電正轉，當KM3線圈得電時，KM3的主觸頭閉合電動機M3得電正轉。

總進線采用隔離功能的斷路器，便于檢修。用到的保護器件還有熔斷器、熱繼電器、交流接觸器。當電路出現短路過電流時FU熔斷器熔斷，斷開電路。當電路出現過載時熱繼電器斷開電路。交流接觸器能夠起到低電壓釋放保護作用。

根據主回路控制要求初步設計控制電路如圖2所示：這個只是初步的模型構架，只要KA1線圈得電，連接交流接觸器KM1的KA1的常開觸頭閉合，KM1線圈得電，KM1輔助常開觸頭閉合，形成自鎖回路，KM1主觸頭閉合控制電機M1可以正轉，依次類推只要KA2線圈得電，連接KM2的KA2的常開觸頭閉合，KM2線圈得電，KM2輔助常開觸頭閉合，形成自鎖回路，KM2控制電機M2可以正轉，同理M3電機的啟動也一樣，當KA4線圈得電時，KA4的常閉觸頭斷開，交流接觸器KM1、KM2、KM3的線圈全部失電，交流接觸器KM1、KM2、KM3的主觸頭斷開，三臺電動機停止工作。現在問題的關鍵就變成如何控制KA1、KA2、KA3、KA4線圈依次得電。

圖2 初步控制電路模型

3 優化線路

3.1 一步一步優化，先實現KA1、KA2線圈依次得電

分析KA1、KA2線圈允許得電的條件，KA1線圈是在M1電動機停止的條件下啟動的、KA2線圈在M1電動機啟動的條件下才能啟動的，如何區分這兩種狀態，可以考慮用KM1的輔助常開觸頭和輔助常閉觸頭來區分。中間繼電器KA1線圈串聯KM1的輔助常閉觸頭、中間繼電器KA2線圈串聯KM1的常開觸頭，同時分別用KA1、KA2的常開觸頭并聯在KM1的輔助常開觸頭和輔助常閉觸頭兩端形成自鎖。這樣基本上實現按下啟動按鈕，由于電動機是停止的KM1的輔助常閉出于2閉合狀態，只能是KA1線圈得電，KA2線圈不得電，但是一旦KM1線圈得電，電動機運轉起來，KM1的輔助常開觸頭會閉合，如果此時啟動按鈕沒有斷開就會導致KA1和KA2線圈同時得電，為避免這種情況發生就要在KA1線圈得電的情況下同時要斷開KA2線圈，防止按鈕按的時間長KA2得電，所以電路設計中還要在KA2線圈上串聯KA1的常閉觸頭，設計圖如圖3所示。

圖3 初步優化控制電路

3.2 最終優化

同理分析KA2、KA3線圈允許得電的條件，KA2線圈是在M2電動機停止的條件下啟動的、KA3線圈在M2電動機啟動的條件下才能啟動的，用KM2的輔助常開觸頭和輔助常閉觸頭來區分。KA2線圈串聯KM2的輔助常閉觸頭、KA線圈串聯KM2的輔助常開觸頭，同時用KA3的常開觸頭并聯在啟動觸頭兩端形成自鎖，依次類推設計出KA3線圈和KA4線圈的控制回路，最終得到的控制如圖4所示。

圖4 最終設計控制電路

4 安裝調試

4.1 安裝

根據原理圖，選用元器件，安裝在電力拖動平臺板上，并安裝好線槽。在原理圖上標出線號，如圖4所示，先將按鈕常開觸頭上引出兩根線接在端子排上，之后按照線號從0開始接線依次接到18號線，控制回路接線完成如圖5所示。

圖5 控制電路安裝完成圖

4.2 調試

按下按鈕，第一次按下KA1線圈得電吸合，KM1線圈得電吸合，松開按鈕KA1線圈失電，再次按下按鈕KA2線圈得電吸合，KM2線圈得電吸合，松開按鈕KA2線圈失電，第三次按下按鈕KA3線圈得電吸合，KM3線圈得電吸合，松開按鈕KA3線圈失電，第四次按下按鈕KA4線圈得電吸合，KM1、KM2、KM3線圈失電。如果調試中出現某一線圈不得電則按照排故方法應用電壓法或者電阻法查找問題，排除故障直到正確。控制回路沒有問題之后完成主回路三個電機的接線。

繼電控制線路設計一般就是起保停電路設計方法如本文所講述方法，其次是經驗設計法。對于初學者而言用起保停電路進行設計，對于簡單控制一般都能實現控制要求。安裝調試采用線號的方法進行接線可以避免短接及接錯線，對于初學者也可以邊接線邊在圖上標識使用的器件的哪一個端口如KM的常開53，54等，方便后續查錯。從一個實際工程而言，還需要配套設計電源監測設計，電機運行狀態，電機運行電壓、電流、轉速等顯示或指示的要求，本文著重闡述如何做繼電控制線路設計與安裝的優化控制的方法與思路，實際工程中還需根據現場條件深化設計，增加控制要素等。