繼電器—接觸器控制線路的讀圖及故障檢修

襄陽汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉 忠

繼電器—接觸器控制是應(yīng)用最廣泛的控制方式之一，在繼電保護(hù)、供配電系統(tǒng)有廣泛的應(yīng)用，PLC的基本原理和編程邏輯也是以繼電器—接觸器控制線路原理為基礎(chǔ)，因此繼電器—接觸器控制線路的讀圖方法尤為重要。繼電器—接觸器控制線路讀圖常用的方法為查線讀圖法。查線讀圖法是以分析各個(gè)執(zhí)行元件﹑控制元件和附加元件的作用﹑功能為基礎(chǔ)，根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)工藝過程，分析被控對(duì)象的動(dòng)作情況和電氣線路的控制原理。學(xué)會(huì)了讀圖，控制電路的檢修就有了理論依據(jù)，檢修不會(huì)是件難事。

1 元件簡(jiǎn)介

1．1 刀開關(guān)

刀開關(guān)為一種手動(dòng)控制開關(guān)，也可做分支線路的配電開關(guān)。主要用來手動(dòng)接通與斷開交、直流電路，由于沒有滅弧裝置，不宜用于頻繁地分合電路，具有明顯的斷開點(diǎn)，通常只用于電路檢修使用。

在安裝刀開關(guān)時(shí)，電源線接在上端，有手柄端位置向下，不得倒裝，防止手柄在重力作用下落下引起誤合閘事故。

1．2 組合開關(guān)

組合開關(guān)也是一種刀開關(guān)，它的刀片（動(dòng)觸片）是轉(zhuǎn)動(dòng)式的，比刀開關(guān)輕巧而且組合性強(qiáng)，能組合成各種不同線路。是一個(gè)多觸點(diǎn)、多位置式，可以控制多個(gè)回路的主令電器，亦稱轉(zhuǎn)換開關(guān)。

1．3 控制按鈕

控制按鈕分為常閉（動(dòng)斷）觸點(diǎn)和常開（動(dòng)合）觸點(diǎn)控制按鈕。常閉指常態(tài)（未受外力時(shí)）閉合，常開指常態(tài)（未受外力時(shí)）斷開的狀態(tài)。主要用于操縱接觸器、繼電器或電氣聯(lián)鎖電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種運(yùn)動(dòng)的控制。

1．4 行程開關(guān)

行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，安裝在限位，能將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)。按結(jié)構(gòu)分為直動(dòng)式、滾動(dòng)式和微動(dòng)式。有常開和常閉觸點(diǎn)一對(duì)。

1．5 熔斷器

熔斷器串聯(lián)在電路中，在低壓配電線路中主要用于短路保護(hù)，當(dāng)通過熔斷器的電流大于規(guī)定值時(shí)，熔體熔化自動(dòng)切斷電路，防止故障擴(kuò)大。

1．6 接觸器

接觸器通常分為交流接觸器和直流接觸器。觸點(diǎn)分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)是用來頻繁接通和切斷電動(dòng)機(jī)或其它負(fù)載主電路的一種自動(dòng)切換電器，一般配有滅弧裝置；輔助觸點(diǎn)用于控制電路，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嘀麟娐?，控制電?dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止和反向。

1．7 繼電器［1］

繼電器是一種根據(jù)外界輸入的一定信號(hào)（電的或非電的）通過自身觸點(diǎn)的接通或斷開來控制電路中電流“通”與“斷”的自動(dòng)切換電器。

1．8 熱繼電器

熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件加熱使雙金屬片彎曲，推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的電器，主要用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)或其它負(fù)載免于過載以及作為三相電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)。

2 主電路和控制電路的分析

繼電器—接觸器控制線路是為滿足生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝對(duì)電氣控制線路的基本要求，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)﹑互鎖﹑順序﹑起動(dòng)﹑制動(dòng)、調(diào)速控制和操作的基本要求，以及照明指示等要求，控制電動(dòng)機(jī)的順序工作及相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作的電氣線路［1］。

繼電器—接觸器控制線路劃分為兩大部分，主電路和控制電路。主電路一般由電動(dòng)機(jī)及相應(yīng)的繼電器、接觸器主觸點(diǎn)和保護(hù)器件主觸點(diǎn)組成，主電路的控制就是通過控制電動(dòng)機(jī)線路中主觸點(diǎn)的通斷，使電動(dòng)機(jī)工作在3種狀態(tài)：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止?？刂齐娐酚砂粹o、繼電器輔助觸點(diǎn)和其他檢測(cè)、保護(hù)器件輔助觸點(diǎn)組成，對(duì)電動(dòng)機(jī)具有控制和保護(hù)作用。線路的分析一般從電動(dòng)機(jī)主電路入手，根據(jù)主電路連線中控制元件、電阻和其他檢測(cè)、保護(hù)器件，大致判斷電動(dòng)機(jī)的控制和保護(hù)功能?？刂齐娐返姆治鍪歉鶕?jù)主電路控制元件主觸點(diǎn)和其他電器的文字符號(hào)，在控制電路中找出相應(yīng)控制環(huán)節(jié)，以及環(huán)節(jié)間的相互關(guān)系，對(duì)控制電路由上往下，由左往右閱讀，然后設(shè)想按動(dòng)某操作按鈕，查對(duì)線路，觀察哪些元件受控制動(dòng)作，并逐一查看動(dòng)作元件的觸點(diǎn)又如何控制其他元件動(dòng)作，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象如何動(dòng)作，跟蹤機(jī)械動(dòng)作，當(dāng)信號(hào)檢測(cè)元件動(dòng)作變化時(shí)，再查對(duì)線路觀察執(zhí)行元件的動(dòng)作變化，器件間相互關(guān)系和相互制約關(guān)系，直到明白其工作原理。

以籠形三相交流異步電動(dòng)機(jī)Y—△降壓起動(dòng)控制線路為例進(jìn)行分析：

2．1 主電路

籠形三相交流異步電動(dòng)機(jī)Y—△降壓起動(dòng)控制線路，僅適用于電動(dòng)機(jī)的空載或輕載起動(dòng)。U1V1W1 U2V2W2為電動(dòng)機(jī)三相定子繞組的首端和末端，電動(dòng)機(jī)定子繞組可接成Y形和△形兩種形式。接觸器KM1動(dòng)合觸點(diǎn)為電動(dòng)機(jī)通斷電控制開關(guān)，當(dāng)KM3動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，繞組為Y形接法，當(dāng)KM3斷開，KM2閉合，為△形接法。KM1動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)通電，起動(dòng)時(shí)先接成Y形降壓起動(dòng)，時(shí)間繼電器KT計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到，KM3斷開Y形接法，KM2閉合，接成△形全壓運(yùn)行。分析電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程知，整個(gè)過程為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以應(yīng)采用短路保護(hù)，用熔斷器FU；采用過載保護(hù)，用熱繼電器FR，其中接觸器KM1﹑KM2﹑KM3本身具有欠壓﹑失壓保護(hù)功能。

2．2 控制電路

由控制電路知，熱繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)串聯(lián)在控制電路中，一旦發(fā)生過載，主電路熱繼電器線圈就會(huì)檢測(cè)到這種變化，從而發(fā)出信號(hào)使它在控制電路中的動(dòng)合觸點(diǎn)跳閘，切斷控制電路電源，使KM1～KM3線圈失電，主電路動(dòng)合觸點(diǎn)動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)失電而停止運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂凭€路分析如下：

注：⒈保證電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)采用自鎖。

⒉為防止電源短路KM2和KM3不能同時(shí)閉合，采用互鎖。

⒊KT時(shí)間繼電器動(dòng)作完畢，為減少電器不必要的通電時(shí)間，節(jié)約電能，延長(zhǎng)器件使用壽命，用KM2動(dòng)斷觸點(diǎn)切斷KT線圈通電。

動(dòng)作順序：

線路有2個(gè)基本控制環(huán)節(jié)組成，一為連續(xù)運(yùn)行，如KM1線圈回路；一為時(shí)間控制環(huán)節(jié)，如KM2﹑KM3﹑KT線圈組成延時(shí)接通和斷開Y﹑△形電路。

3 故障檢修

故障檢修從步驟上分觀察法和帶電檢查法；從電路功能上分為主電路檢修和控制電路檢修兩部分。

3．1 觀察法

主電路故障檢修：

主電路的故障現(xiàn)象一般有2種情況，一是電機(jī)不轉(zhuǎn)；二是電機(jī)轉(zhuǎn)后又很快停止。

故障檢修順序?yàn)椋涸跀嚯娗闆r下。

先用手拉主電路所有接頭，看是否有線頭松動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)旋緊。

再次檢查繼電器動(dòng)觸頭處彈簧是否有傾斜、卡住現(xiàn)象，應(yīng)扶正。

最后看主觸頭是否有燒灼凸凹現(xiàn)象，應(yīng)磨平或更換。

控制電路故障現(xiàn)象一般為按下啟動(dòng)按鈕，繼電器不吸合，電機(jī)不轉(zhuǎn)或按下后發(fā)出很大振動(dòng)，電動(dòng)機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn)。

故障檢修順序?yàn)椋涸跀嚯娗闆r下。

先用手拉主電路所有接頭，看是否有線頭松動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)旋緊。

然后檢查啟動(dòng)按鈕動(dòng)合、動(dòng)斷觸頭是否接合完好，彈簧是否傾斜、松動(dòng)或卡住，應(yīng)扶正、磨平或更換。

再次檢查繼電器輔助觸點(diǎn)彈簧是否傾斜、松動(dòng)或卡住現(xiàn)象，動(dòng)靜觸頭是否有燒灼凸凹現(xiàn)象，應(yīng)扶正、磨平或更換。

最后檢查繼電器線圈是否燒斷或線頭與線圈之間脫落，若有，應(yīng)更換新的繼電器。

3．2 帶電檢查法

主電路故障檢修：

檢修主電路時(shí)，順序?yàn)閺碾娫唇宇^沿線路向電動(dòng)機(jī)接頭方向進(jìn)行檢修，可用試電筆一一檢查。在通電情況下，主觸點(diǎn)閉合時(shí)檢查各電位是否有高壓，電位為0點(diǎn)即為故障點(diǎn)。然后檢查相應(yīng)接頭是否接好，相應(yīng)的元件是否損壞，即可查出問題。

控制電路的檢修：

檢修控制電路時(shí)，電源與控制電路接線端為首端，控制電路與電源接線另一端為末端，通電時(shí)，從停止按鈕與電源接點(diǎn)作為首端開始檢查，始端通電，末端與電源斷開，然后分別沿一條條支路在閉合相應(yīng)觸點(diǎn)情況下進(jìn)行各電位點(diǎn)檢查，電位為0點(diǎn)即為故障點(diǎn)。然后檢查相應(yīng)接頭是否接好，相應(yīng)的元件是否損壞，即可查出問題。

4 結(jié)論

繼電器—接觸器控制中的主電路是與電動(dòng)機(jī)通電有直接關(guān)系的電路，讀圖較易?？刂齐娐返淖x圖，通常根據(jù)控制功能，先將控制電路分解成與主電路順序工作相對(duì)應(yīng)的幾個(gè)基本環(huán)節(jié)，然后一一弄清每個(gè)環(huán)節(jié)控制原理，根據(jù)控制電路工作的先后順序再把各個(gè)環(huán)節(jié)串起來，從按鈕啟動(dòng)到負(fù)載通電運(yùn)行逐步推理思考。通過這種化整為零的分析方法，就不難看懂較復(fù)雜的全圖了，故障檢修可根據(jù)實(shí)際情況判斷相應(yīng)元件，從接線、彈簧位置、動(dòng)靜觸頭接合點(diǎn)、線圈考慮檢修。

［1］許謬主編．工廠電氣控制設(shè)備，機(jī)械工業(yè)出版社．