王雄
摘要: 本文對繼電接觸器控制系統(tǒng)的內(nèi)容進行探討,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
對電動機或其他電氣設(shè)備的通斷,當(dāng)前國內(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。本文就講授本章知識的主體思路和方法進行探討,以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[1]。
2.直接起動電路設(shè)計
繼電接觸器控制系統(tǒng)的講解要偏重實踐。在課堂教學(xué)的時候,首先以直接起動電機為例進行講解。對于小功率的電機,常常采用如圖1—1的方法起動,其中L1,L2,L3為三相電,M為電機,QS為機械式開關(guān),F(xiàn)U為熔斷器。對于QS、FU的理解,可以讓同學(xué)們參照家里面的閘刀開關(guān)和保險絲進行學(xué)習(xí)掌握。
圖1-1所示電路在不停電的場合可以正常使用,但是如果停電,則電機停止運轉(zhuǎn),突然來電則自行起動運轉(zhuǎn),帶來安全隱患。此外,對于大功率的電機,起動時還要采取各種方法降低啟動電流,因此需要對電路進行擴展。另外,對于使用機械開關(guān)直接控制也不夠方便,因此經(jīng)常使用如圖1—2所示電路進行直接啟動。其中FR為熱繼電器,主要提供過載保護,與FU不同在于,F(xiàn)U主要提供短路保護。圖1—2電路的主要改進在于引入了按鈕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)于對按鈕進行了改進,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。
只要對照圖形理解元器件作用,就能很快理解圖1—2的原理,因此對繼電接觸器控制系統(tǒng)就有了一個基礎(chǔ)的理解。
3.正反轉(zhuǎn)電路設(shè)計
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現(xiàn)正傳和反轉(zhuǎn),根據(jù)電動機的原理,只需調(diào)換兩根相線即可。因此主電路如圖2—1所示。
對于正反轉(zhuǎn)的控制電路,實則是兩路的直接啟動控制線路。即如圖2—2所示。其運行方式為正傳—停止—rc 轉(zhuǎn)。圖2—2雖然簡單,但可能會誤操作,adk 正傳—反轉(zhuǎn),則會引起短路。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),但不會出現(xiàn)短路的情況。但是這種設(shè)計仍然不能采用直接正反轉(zhuǎn),因此使用復(fù)合按鈕設(shè)計如圖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方面的問題:不可讓線圈串聯(lián),因為串聯(lián)分壓,可能使電磁鐵磁力不夠。此外,對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
電機正反轉(zhuǎn)能夠讓電動小車前行和后退,因此加入檢測元件進行行程控制。此處選擇檢測元件為行程開關(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)。
電動小車往復(fù)控制主電路與正反轉(zhuǎn)主電路一樣,這一點容易理解。
難點在于控制電路如何設(shè)計。使用行程開關(guān)觸點取代按鈕,但為了前行啟動,又能后行啟動,因此將行程開關(guān)觸點和按鈕并聯(lián),如圖3所示。圖中,ST為行程開關(guān)。
5.時間控制電路設(shè)計
時間控制電路設(shè)計來講,主要是使用時間繼電器完成延時控制。時間繼電器的工作原理為,延時動作,即得電延時和失電延時,對應(yīng)的線圈亦不一樣。
以星型—三角型降壓啟動電路的設(shè)計,講解時間控制。
主電路的設(shè)計依據(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,反轉(zhuǎn)是三角型運行。因此只需將反轉(zhuǎn)啟動按鈕換成時間繼電器的延時觸點即可。
時間繼電器的延時觸點有了位置,則要擺放線圈位置,線圈可與星型啟動的線圈并聯(lián)。則基本的電路設(shè)計完畢。
設(shè)計好后,需要改進電路。延時動作完成,電動機三角型正常運轉(zhuǎn)后,需要切斷延時線圈,因此加入互鎖控制。經(jīng)過改進后的電路如圖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)計有兩條思路:串并聯(lián)思路、特殊功能觸點取代按鈕。此思路是貫穿整個繼電接觸器控制設(shè)計的講授,這一點一定要和同學(xué)們講清楚,以便其以后開展自行設(shè)計。講解本章知識,切忌直接給圖,讓同學(xué)們讀圖進行理解。以上方法為個人教學(xué)總結(jié),以期能對講授本章知識提供參考。
參考文獻:
[1]秦曾煌.電工技術(shù)[M].高等教育出版社,2004.1:268-283.