淺談電力拖動中基本控制電路的設計改進與創(chuàng)新

1、淺談電力拖動中基本控制電路的設計改進與創(chuàng)新【摘 要】通過一個典型的電機控制電路實例，對電力拖動教材中比 較常見的“y ”起動控制電路工作的可靠性進行分析，并闡述提 高“y ”起動控制電路工作可靠性的改進設計與創(chuàng)新方法?！娟P(guān)鍵詞】競爭電動機y 起動plc目前，日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)采用的電力拖動中利用y起動 裝置作為籠型電動機的降壓起動方式還是非常普遍的。這是由于這種 起動方式可使電動機每相繞組所承受的電壓在起動時降到直接起動的 1/3,電流降到直接起動的1/3;并且起動電路的成本低、運行可靠、 操作和維修方便。但是，如果電路中某些控制電器拒動故障而造成不 能實現(xiàn)降壓起動，或由于觸頭間的制約關(guān)系而

2、造成觸頭動作互相競爭, 都嚴重影響y 起動控制電路工作的準確性和可靠性。這就要求我們增強對y 起動控制電路原理的認識和進行新工藝、新技術(shù)、新材料的改進和應用。一、現(xiàn)實中間存在的問題s <1)圖（1）是中國勞動社會出版社出版的 電力拖動控制線路與技能訓練161頁 的y 起動控制電路，不考慮觸點的動 作時間，該控制系統(tǒng)的工作過程如下：按下起動按鈕sb2時，km1得電自鎖，同時km3和kt的線圈得電，電機 開始y起動，時間繼電器開始計時，當計時時間到，kt延時閉合的常 開觸頭閉合，km2線圈通電并自鎖，km2常閉觸頭即刻斷開km3和kt 線圈的并聯(lián)支路，電機于是轉(zhuǎn)入接法運轉(zhuǎn)。但是，我們在指導學

3、生在實訓通電操作試驗時，發(fā)現(xiàn)該電路有時 能正常工作，有時不能正常工作。我們發(fā)現(xiàn)當計時時間到，kt延時閉 合的常開觸頭閉合接通km2線圈時，km2常閉觸頭先于km2常開觸頭 動作，km2常閉觸頭首先分斷kt線圈，使得kt常開觸頭很快斷開， 而km2常開自鎖觸頭還未來得及閉合，造成自鎖失敗。電動機始終處 在y接法的低壓運行狀態(tài)，如不及時處理，電機繞組有被燒毀的危險。二. 典型的“競爭”控制電路km1kt1km2如圖（2）所示的控制線路，不考慮觸點 的動作時間，該控制系統(tǒng)的工作過程如下：壓 下起動按鈕sb2，接觸器km1、時間繼電器kt 得電。經(jīng)一定時間的延時，kt的延時閉合的常 開觸點閉合，接觸器

4、km2得電。此時，km2的 常閉觸點斷開，使km1、kt失電；同時，km2常開觸點閉合，使km2 實現(xiàn)自鎖。這樣，kt失電后其延時閉合的常開觸點斷開，也不會影響km2繼續(xù)得電工作。但是，對該控制線路進行通電試驗時，我們發(fā)現(xiàn):有時候，km2吸合一下又很快釋放，無法實現(xiàn)自鎖。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是本電路存在“競爭”現(xiàn)象，即km2得電后，其常閉觸點先斷開,常開觸點后閉合，km2常閉觸點斷開后，kt失電，kt的觸點斷開，而圖（3）此時km2常開自鎖觸點還未閉合，導致 km2自鎖失敗。因此在理論分析和設計 時，一定要考慮線路中是否有“競爭” 現(xiàn)象存在，對可能存在的“競爭”現(xiàn)象 應有一定的預知。一般說來，如

5、果線路 中某一觸點閉合或打開后，會引起兩個 或兩個以上的電器同時動作或者連續(xù)動作，此時就應該考慮到可能會 有競爭。應該進一步對各個觸點的動作情況進行分析，判斷是否有競 爭。另外，如果在通電調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)接線完全正確，電器元件也 正常，但通電后，卻不能按原定設計思路完成工作任務；或者有時能正常工作，有時無法正常工作，這時就需要考慮電路中是否有競爭現(xiàn) 象存在。三、解決“競爭”采取的措施如圖（2）所示的電路，可改進為如圖（3）所示電路，即增加一 個中間繼電器ka。改進后，在kt延時完成，km2得電時，先由km2的 常開觸點使中間繼電器ka得電，再由ka的常閉觸點斷開使km1、kt 失電。這里，ka

6、得電和km2的自鎖都是由km2的常開觸點實現(xiàn)的，ka 得電和km2自鎖同時實現(xiàn)，而ka得電后，kt才會失電，這樣，就保 證在km2自鎖后，kt才失電，從而避免“競爭”。四. 改進后的“y ”電路在y 起動控制電路中，如果線路設計不合理或不完善，會降 低控制電路工作的準確性和可靠性。圖（1）電動機有可能始終處在y接法的運行狀態(tài)，處理不及時，電機有被燒毀的危險。eb (4)我們可以通過改變線路的結(jié) 構(gòu)、觸點性能以及增加延時觸頭等 來改變各個觸頭間的約束關(guān)系，提 高控制電路的準確性和可靠性。同 時，還要樹立科學的設計思路，對 其控制原理予以重視，在設計中消 除隱患，確保電路的正常工作。我們利用電工技

7、能培訓的機會專門進行了通電試驗。試驗時選用前面介紹的接觸器和繼電器。通過解決競爭問題的方法，將圖（1）改為圖（4） 的接法，不用km2常閉觸頭，kt延時閉合的常開觸頭閉合，接通km2 線圈后，一個km2常開自鎖，另一個km2常開觸頭閉合中間繼電器的 線圈，之后中間繼電器的觸點才斷開km3和kt的并聯(lián)支路。自鎖失敗 的問題由此得到了解決。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在電器元件工作正常的情況下， 如果不接中間繼電器，自鎖成功的可能性為80%左右；而接了中間繼 電器后，km2自鎖成功的可能性幾乎達98%以上。當然材料成本相對 以增大了一點，但提高了電路工作的準確性、可靠性和穩(wěn)定性，生產(chǎn) 更安全效率更高。五、plc控制

8、“y ”電路隨著可編程控制技術(shù)的應用，采用該技術(shù)來控制也能達到預期效rd果。plc控制有著優(yōu)越于繼電器操作盤控制的特點，并能夠很好的進 行實驗、更改、擴展。但是通過plc控制實驗，同樣要考慮“競爭”問題，并加以改進后“競爭”才消除，可以得到預期控制效果。結(jié)合本學校的實際情況，所采用的可編程控制（plc）型號為三菱fx2n系列，根據(jù)y 啟動圖（1）控制原理圖采用plc控制，列出 相應的地址表如下：輸入輸出元件代號作用輸入繼電器元件代號作用輸出繼電器sb1停止xikm1主繼電器y1sb2啟動x2km2運行y2km3y運行y3kt延時控制t1< yooi 0< y003 k20t120x

9、001ym2轉(zhuǎn)換梯形圖如下圖:< v001 jk20< y003 :10t1 yooi y0i3ii_iiiy002|16圖（5）圖（5）所示梯形圖盡管完全是由電氣控制原理圖轉(zhuǎn)換而成，但是 電子設備的反映速度比實際低壓電器要快得多，在實際的通電操作過 程中，采用此種設計，依然存在著“競爭”。解決此類問題，由于plc 有著優(yōu)越于繼電器配電盤的特點，結(jié)構(gòu)易于擴展和修改，通常我們在 設計plc控制流程中，都習慣性的添加一個短暫延時，在硬件上不需 要添加設備，只在軟件編程方面添加定時器和輔助繼電器的應用。諸 如改進后梯形圖見圖（6）:轉(zhuǎn)換后梯形圖如下圖:在圖（6）plc梯形圖控制中，實際接線主電路和控制元件接口都 與圖（5）所示相同，僅僅只是在plc的輸出口多添加了一個輔助繼電 器ml的輸出，它的控制效果，通過實驗我們可以得到預期的控制目的?？傊鳛殡婎悓嵙暯處熢诂F(xiàn)實教學中，在設計和分析繼電力拖 動控制系統(tǒng)時，應充分考慮"競爭"問題，檢查系統(tǒng)中是否存在"競 爭”隱患，并想辦法加以排除，以提高系統(tǒng)的可靠性、安全性和生