單按鍵自鎖控制電路創(chuàng)新設(shè)計(jì)

尚東升

摘要：?jiǎn)伟存I控制三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止是解決特定條件下電機(jī)控制的特殊方法，結(jié)合一體化教學(xué)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，根據(jù)需要和實(shí)際情況，探索按鍵自鎖電路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)及節(jié)省材料提供參考。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)伟存I；自鎖；設(shè)計(jì)；控制

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2017）03-0039-02

常規(guī)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止需要2個(gè)按鈕，在多點(diǎn)控制中，按鈕引線較多。利用一個(gè)按鈕多點(diǎn)遠(yuǎn)程控制電動(dòng)機(jī)的啟停，則可簡(jiǎn)化控制線路。電動(dòng)機(jī)多地控制一般用于應(yīng)急停機(jī)，即出現(xiàn)異常情況后，如果到現(xiàn)場(chǎng)停機(jī)會(huì)造成大的事故或損失，那么采用電動(dòng)機(jī)多地控制則可避免事故或損失的發(fā)生。例如：某公司的膠帶運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)500 m，若不多設(shè)幾個(gè)控制點(diǎn)，易出現(xiàn)事故。離廠區(qū)較遠(yuǎn)的泵也會(huì)用到多地控制。在控制線路中，所有停止按鈕串接，所有啟動(dòng)按鈕并接，如果按正常設(shè)計(jì)即設(shè)置2個(gè)按鈕控制電機(jī)啟停，則需要2倍的導(dǎo)線及按鈕，而采用單按鈕控制則可節(jié)省一半材料。

1 單按鍵自鎖控制電路設(shè)計(jì)理念

單按鈕控制電動(dòng)機(jī)啟停，主要用于多點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)啟停或遠(yuǎn)距離控制電動(dòng)機(jī)急停。設(shè)計(jì)理念為：設(shè)計(jì)一個(gè)單按鈕控制電動(dòng)機(jī)啟停電路，解決遠(yuǎn)距離控制電機(jī)急?；蚨帱c(diǎn)控制問(wèn)題。具體任務(wù)是：借助接觸器或接觸器與中間繼電器結(jié)合，用一個(gè)按鈕控制電動(dòng)機(jī)起停；按下按鈕，電動(dòng)機(jī)起轉(zhuǎn)，再次按下按鈕，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)；要求有短路保護(hù)、熱保護(hù)。

先設(shè)計(jì)按下按鈕電機(jī)起轉(zhuǎn)，同時(shí)為再次按下按鈕電機(jī)停轉(zhuǎn)做準(zhǔn)備，由中間繼電器或接觸器控制另一路停止電路。整個(gè)控制步驟見圖1。

中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器，特點(diǎn)是觸點(diǎn)數(shù)目較多，電流容量可以增大，起到中間放大（觸點(diǎn)數(shù)目和電流容量）的作用。用于轉(zhuǎn)換控制信號(hào)的中間電器與接觸器類似，通過(guò)線圈的通電與斷電控制各觸頭的接通與斷開，實(shí)現(xiàn)電氣控制線路控制。中間繼電器觸頭數(shù)量較多，各觸頭額定電流相同。當(dāng)其他繼電器觸頭數(shù)量或容量不夠時(shí)，可借助中間繼電器擴(kuò)充觸頭數(shù)目或增大觸頭容量，起中間轉(zhuǎn)換作用。將多個(gè)中間繼電器相組合，還能構(gòu)成各種邏輯運(yùn)算電器或計(jì)數(shù)電器。

中間繼電器各部件的圖形文字符號(hào)見圖2。

2 單按鈕控制電動(dòng)機(jī)啟停電路原理

單按鈕控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，與2個(gè)按鈕控制相比，特別是在多點(diǎn)控制和遠(yuǎn)距離控制時(shí)，可以大大節(jié)省引接導(dǎo)線。設(shè)計(jì)時(shí)，先滿足按下按鈕電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，再次按下按鈕時(shí)電機(jī)即停，這樣第一次按下按鈕時(shí)，可為第二次按下按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)做準(zhǔn)備。設(shè)計(jì)有別于2個(gè)按鈕控制電動(dòng)機(jī)啟停的控制電路，具體控制電路如圖3所示。

工作原理為：接通電源，即合上空氣開關(guān)QF，按下啟動(dòng)按鈕，SB常開閉合，常閉斷開；控制電路FR常閉、SB常開閉合、KM2常閉、KM1線圈這條通道暢通，即KM1線圈得電，KM1主觸頭閉合，電機(jī)得電，開始工作，KM1輔助常開觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖；KM2，KM3常開控制KM2、KM3線圈均不得電；松開按鈕，SB回位，常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)均恢復(fù)常態(tài)，KM3常閉、KM1自鎖及SB常閉、KM2常閉使得KM2線圈得電，KM2常開閉合，實(shí)現(xiàn)KM2線圈自鎖，同時(shí)為KM3線圈得電做好準(zhǔn)備；工作期間，KM1線圈、KM2線圈一直得電，電機(jī)正常工作。當(dāng)工作結(jié)束或需要臨時(shí)停機(jī)時(shí)，再次按下啟動(dòng)按鈕，這時(shí)SB常開閉合，常閉斷開，KM3線圈通過(guò)SB常開、KM2常開閉合得電，KM3常開閉合，常閉斷開，使得KM1線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)，而KM2線圈一直得電，直到松開按鈕，整個(gè)線路全部失電，完成單按鍵控制電機(jī)的起停。

由上述分析不難看出，此設(shè)計(jì)表面上完成單按鈕控制電機(jī)啟停，但實(shí)質(zhì)上沒(méi)有實(shí)現(xiàn)預(yù)先的設(shè)想。因?yàn)閷?shí)際控制中用按鈕聯(lián)動(dòng)，接線時(shí)用雙線連接才能實(shí)現(xiàn)，不能達(dá)到通過(guò)單按鍵控制實(shí)現(xiàn)減少材料的目的。

3 單按鈕控控制電動(dòng)機(jī)啟停電路

為真正實(shí)現(xiàn)一對(duì)電纜完成多地控制電機(jī)啟停，需進(jìn)一步研究完善。改進(jìn)后的電路原理如圖4所示。

工作原理為：合上總電源開關(guān)QF，按下按鈕SB，繼電器K1線圈得電，兩個(gè)常開觸頭吸合，一個(gè)完成自鎖并保證K1線圈始終得電，另一個(gè)保證控制電動(dòng)機(jī)得電的接觸器KM線圈得電，其主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。KM的兩個(gè)輔助常開觸頭閉合，一個(gè)完成自鎖，松開按鈕電動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；一個(gè)為繼電器K2線圈得電做準(zhǔn)備。KM的輔助觸頭常閉觸點(diǎn)斷開，為電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)做準(zhǔn)備。在繼電器K1線圈得電的同時(shí)，K1常閉觸頭斷開。在KM線圈得電時(shí)，繼電器K2線圈不能得電，這樣可以保證電動(dòng)機(jī)一直運(yùn)轉(zhuǎn)，直到需要電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，再按下按鈕SB，繼電器K2線圈得電，K2常開觸頭閉合，完成自鎖，兩個(gè)常閉觸頭斷開，控制電動(dòng)機(jī)的接觸器線圈失電，其主觸頭斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

4 結(jié)論

電機(jī)自動(dòng)控制是電氣自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)。根據(jù)工作環(huán)境及條件調(diào)整電機(jī)控制方式，設(shè)計(jì)不同的控制電路，是電氣控制技術(shù)人員必備能力之一。在職業(yè)教育教學(xué)中，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法充分發(fā)揮師生的創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)既能適應(yīng)多地控制又能節(jié)約材料的單按鍵控制電路。電路的實(shí)際接線大大簡(jiǎn)化，節(jié)省材料成本，使電路更加經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，具有很高的實(shí)用價(jià)值。與單片機(jī)和PLC相比，它還具有簡(jiǎn)單實(shí)用、成本低廉、穩(wěn)定性好的優(yōu)勢(shì)。

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