淺談如何培訓(xùn)電氣專業(yè)學(xué)生電力拖動控制線路設(shè)計能力

【摘要】電氣專業(yè)的學(xué)生既要完成電力拖動控制安裝接線、故障排查等的學(xué)習(xí)外，還要學(xué)習(xí)一些控制線路的設(shè)計，并將所設(shè)計線路安裝調(diào)試完成。現(xiàn)就在實訓(xùn)教學(xué)中，如何培訓(xùn)學(xué)生進行線路設(shè)計，和大家交流一下。

【關(guān)鍵詞】電氣專業(yè)學(xué)生;線路設(shè)計;安裝及調(diào)試

隨著科技的發(fā)展，企業(yè)對應(yīng)用型人才的要求越來越高，這對高職院校人才培養(yǎng)提出了較高的要求。我們培養(yǎng)的學(xué)生不僅要具有動手能力，還要具有創(chuàng)新能力。電氣控制線路的設(shè)計，是在掌握了典型控制線路的原理及安裝基礎(chǔ)上，才能進行培訓(xùn)的一個課題。

一、掌握典型控制線路的原理圖及安裝調(diào)試

1.能夠畫出典型控制線路的原理圖

如三相異步電動機的單向運行控制;正反轉(zhuǎn)控制（含接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制、按鈕聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制、雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制）;星三角降壓起動控制（含手動控制的星三角降壓起動控制、自動控制的星三角降壓起動控制）;雙速電動機控制（含手動控制的雙速電動機控制、自動控制的雙速電動機控制）等。學(xué)生通過理論學(xué)習(xí)以后，應(yīng)具有相應(yīng)的畫圖能力;然后通過到實訓(xùn)室學(xué)習(xí)，不僅可以強化學(xué)生的畫圖及動手安裝接線的能力，還可以為后面的課程設(shè)計打下基礎(chǔ)。

2.正確安裝典型控制線路

通過分析電氣原理圖后，進行安裝接線;學(xué)生要能夠把原理圖中電氣元件符號，與實物上的各對應(yīng)部分聯(lián)系起來，正確接線;先接主電路，在接主電路時，要注意電源的進線是上進下出;接控制電路時，根據(jù)編號，依次完成接線;在接按鈕盒時，要注意，進盒的線要通過接線端子引入。對每個元件在所接線路中的作用，學(xué)生一定要清楚。

3.調(diào)試

學(xué)生安裝接線完成后，先通過靜態(tài)檢測，對所接線路有一個初步的判斷，即是否存在短路或斷路情況，靜態(tài)值是否合理;然后是進行通電測試，通過通電試驗，可以直觀看到各元器件的動作，及電動機運行情況是否正常。這一過程，讓學(xué)生看到每個元件的動作情況，以及所接線路完成的控制功能。

二、學(xué)習(xí)簡單控制線路的設(shè)計

1.首先根據(jù)所設(shè)計控制線路的要求，對所需要用到的電氣元器件寫出材料清單（元器件的名稱、數(shù)量、型號）。

2.根據(jù)所設(shè)計線路的要求，通過自己在理論學(xué)習(xí)和實習(xí)學(xué)習(xí)中掌握的知識，考慮如何設(shè)計。

3.通過分組完成或自己完成，畫出能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計要求的電氣原理圖，分析工作原理，請帶實習(xí)的教師審核圖紙，提出建議，方可照圖安裝接線。

4.在我們設(shè)計線路時，還要考慮一個重要的因素，就是要根據(jù)現(xiàn)有的元器件條件，完成我們的設(shè)計課題。因為，每個設(shè)計線路的功能，可以通過很多種控制方式來完成。

三、設(shè)計實例（三相異步電動機單向運行控制，擴展為兩地控制的兩臺電動機手動順起，手動逆?？刂凭€路，具有短路、過載、欠壓及失壓保護）

1.元件清單

三相空氣開關(guān)1個、主熔斷器3個、控熔斷器2個、交流接觸器2個、熱繼電器2個、三聯(lián)按鈕2個。

2.設(shè)計思路

（1）由于要完成兩地控制，必須考慮甲、乙兩地均有起動按鈕和停止按鈕;根據(jù)現(xiàn)有的條件，我們只能提供兩組三聯(lián)按鈕，所以，在設(shè)計線路時，學(xué)生必須考慮其中兩個按鈕，即要做起動按鈕使用，又要做停止按鈕使用。學(xué)生還需要掌握一個要點，就是只要是多地控制，每臺電動機的控制電路，起動按鈕要并聯(lián)、停止按鈕要串聯(lián)。

（2）兩臺或多臺電動機要求順序起動時，控制第一臺電動機的交流接觸器常開輔助觸頭，必須串聯(lián)在第二臺電動機的控制電路里，以此類推。

（3）兩臺或多臺電動機的逆序停止時，控制第二臺電動機的交流接觸器常開輔助觸頭，必須并聯(lián)在第一臺電動機的停止按鈕上。

3.畫出設(shè)計電路

根據(jù)設(shè)計思路，畫出能夠?qū)崿F(xiàn)控制要求的電路圖，如圖一所示（主電路省略）。控制電路中SB11、SB12是第一臺電動機的停止按鈕，SB21、SB22的常開觸頭是第一臺電動機的起動按鈕，SB21、SB22的常閉觸頭是第二臺電動機的停止按鈕，SB31、SB32是第二臺電動機的起動按鈕。通過這六個按鈕，我們就能夠?qū)崿F(xiàn)在甲乙兩地控制兩臺電動機的運行。KM1控制第一臺電動機，KM2控制第二臺電動機。

四、我們在設(shè)計了手動控制基礎(chǔ)上，進一步學(xué)習(xí)自動控制的設(shè)計（兩地控制的兩臺電動機自動順起，自動逆停控制電路）

1.元件清單

三相空氣開關(guān)1個、主熔斷器3個、控熔斷器2個、交流接觸器2個、熱繼電器2個、三聯(lián)按鈕2個、增加一個時間繼電器、一個中間繼電器，減少兩個按鈕。

2.設(shè)計思路

（1）起動時，第一臺電動機起動一定時間后，第二臺電動機自行起動。根據(jù)要求，我們可以采用通電延時型時間繼電器或斷電延時型繼電器完成順序控制的要求;通常情況下，首選通電延時型時間繼電器，利用它的延時閉合常開觸頭串接在第二臺電動機的控制電路中，實現(xiàn)按時間順序起動的控制要求;相當(dāng)于利用時間繼電器的延時閉合常開觸頭，代替第二臺電動機的起動按鈕，當(dāng)延時觸頭自動閉合時，第二臺電動機就自行起動。由于是兩地控制，所以，兩個起動按鈕需要并聯(lián)完成兩地控制要求，如圖二所示。同學(xué)們也可以在此電路的設(shè)計思路上，考慮如何采用斷電延時型時間繼電器完成順起逆停的控制電路的設(shè)計。

（2）停止時，第二臺電動機停止一定時間后，第一臺電動機才能自行停止。根據(jù)要求，我們在設(shè)計上可以采用兩個時間繼電器完成順起逆?？刂?，但是，由于實際現(xiàn)場情況，只有一個時間繼電器可用，在設(shè)計上，就必須考慮同一個時間繼電器需要完成兩個功能，起動時經(jīng)過延時，使第二臺電動機自行起動。當(dāng)?shù)诙妱訖C起動后，KM2的常閉觸頭分?jǐn)?，時間繼電器線圈斷電，時間繼電器暫時停止工作。當(dāng)需要停止時，按下停止按鈕，第二臺電動機停止的同時，時間繼電器重新工作，通過延時分?jǐn)嗟某ｉ]觸頭延時分?jǐn)?，切斷第一臺電動機控制電路，第一臺電動機就可以自行停止了。

（3）為了能夠正常順序起動逆序停止，電路中需要采用一個中間繼電器，通過中間繼電器的常閉觸頭可以保證起動正常完成，在時間繼電器暫時斷電時，第一臺電動機不會停止工作;在完成自動逆停時，由于中間繼電器工作，常閉觸頭分?jǐn)?，使第二臺電動機不會重新起動。

3.畫出設(shè)計電路

根據(jù)設(shè)計思路，畫出能夠?qū)崿F(xiàn)控制要求的電路圖，如圖二所示（主電路省略）?？刂齐娐分蠸B11、SB12是第一臺電動機的起動按鈕，SB21、SB22是第二臺電動機的停止按鈕，通過這四個按鈕，我們就能夠?qū)崿F(xiàn)在甲乙兩地控制兩臺電動機的運行。KM1控制第一臺電動機，KM2控制第二臺電動機。KT、KA、KM1、KM2、共同完成自動順起、自動逆停的控制。

通過設(shè)計手動控制的兩臺電動機順起逆停，到自動控制兩臺電動機順起逆停的設(shè)計，學(xué)生對設(shè)計線路有了一定的認(rèn)識;感興趣的學(xué)生對以上兩個線路還可以設(shè)計出不同的電路來。

隨著PLC技術(shù)的迅速發(fā)展，接觸器控制的順序控制已經(jīng)被取代，學(xué)生可以在PLC實驗室將自己設(shè)計的順序控制電路，改為由PLC控制實現(xiàn)。學(xué)生通過學(xué)習(xí)簡單的課題設(shè)計，對今后在學(xué)習(xí)PLC課程設(shè)計時，有積極的幫助作用。

作者簡介：丁曉松（1965—），女，云南石屏人，畢業(yè)于天津職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院電氣自動化專業(yè)，現(xiàn)供職于云南機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系。