電氣控制回路設(shè)計中的競爭與冒險問題

摘要: 通過對電氣控制回路中競爭與冒險問題的實例分析，揭示了問題的隱蔽性和可能產(chǎn)生的后果，提醒電氣從業(yè)人員對該問題應(yīng)引起足夠重視，及時總結(jié)經(jīng)驗，改進設(shè)計原理，提高電氣控制系統(tǒng)的可靠性工作效率和質(zhì)量。

　　0 引言

　　電氣控制回路中如果存在競爭與冒險問題，就會直接危及人機安全，造成重大事故，后果不堪設(shè)想，因此，在電氣控制回路的設(shè)計應(yīng)用中應(yīng)引起高度重視。在電子線路的設(shè)計中，競爭與冒險的問題處于重要的位置，因為該問題的存在關(guān)系到系統(tǒng)是否能可靠地工作。另外，由于強電構(gòu)成的電氣控制一般比較直觀，易于識讀，很少出現(xiàn)競爭與冒險問題，易被忽視。如果在設(shè)計中考慮不周或生產(chǎn)、檢修過程中控制回路接線錯誤，都會產(chǎn)生該問題。

　　1 電路分析

　　軟起動器起動電機旁路運行后，電機自由停車和延時停機的控制原理圖如圖1 所示，電機的起動通過中間繼電器繼電器

　　繼電器是我們生活中常用的一種控制設(shè)備，通俗的意義上來說就是開關(guān)，在條件滿足的情況下關(guān)閉或者開啟。繼電器的開關(guān)特性在很多的控制系統(tǒng)尤其是離散的控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。從另一個角度來說，由于為某一個用途設(shè)計使用的電子電路，最終或多或少都需要和某一些機械設(shè)備相交互，所以繼電器也起到電子設(shè)備和機械設(shè)備的接口作用。 [全文]

KA1 的吸合來實現(xiàn);起動達速后中間繼電器中間繼電器

　　中間繼電器(intermediate relay)：用于繼電保護與自動控制系統(tǒng)中，以增加觸點的數(shù)量及容量。 它用于在控制電路中傳遞中間信號。新國標對中間繼電器的定義是K，老國標是KA。一般是直流電源供電，少數(shù)使用交流供電。 [全文]

KA2 吸合，旁路接觸器接觸器

　　接觸器是一種應(yīng)用廣泛的開關(guān)電器。接觸器主要用于頻繁接通或分斷交、直流主電路和大容量的控制電路，可遠距離操作，配合繼電器可以實現(xiàn)定時操作，聯(lián)鎖控制及各種定量控制和失壓及欠壓保護，廣泛應(yīng)用于自動控制電路，其主要控制對象是電動機，也可用于控制其它電力負載，如電熱器、照明、電焊機、電容器組等。 [全文]

KM 得電，電機旁路運行;SB1 按下時，KA2、KM 線圈斷電，電機自由停車;當按下SB2 時，時間繼電器時間繼電器

　　時間繼電器是利用電磁原理與機械動作原理實現(xiàn)觸點延時閉合或延時斷開的自動控制電器。時間繼電器是自動控制系統(tǒng)中常用的一種低壓電器，用于電力系統(tǒng)二次回路的繼電保護及工業(yè)控制系統(tǒng)時間邏輯配合與整定。在得到接通或斷開信號以后，輸出電路要經(jīng)過規(guī)定的準確時間以后才發(fā)生變化。 [全文]

KT線圈得電，常開觸點瞬時閉合并自保持，直至KT的延時斷開的常閉觸點打開，將KA2、KM 線圈斷電，電機停止。該回路從控制原理上分析無問題，但仔細觀察會發(fā)現(xiàn)延時停止回路存在問題。如果中間繼電器KA2 和時間繼電器KT 采用不同類型的產(chǎn)品時( 如一個采用電磁式繼電器，另一個為電子式繼電器)，由于線圈動作時間相差較大，KA1 和KT 在動作上存在搶時間的問題，即當按下SB2 時，KT 得電并自保持，但當KT 延時斷開的常閉觸點打開瞬間，KT 的線圈斷電，自鎖觸點打開，KT 的延時斷開常閉觸點又會瞬時閉合;在KT 延時斷開的常閉觸點從延時打開到瞬時閉合的時間中，如果KA2 斷開，則電機能夠停止;否則，電機無法延時停止( 因為還沒等KA2 斷開，KT 的延時斷開常閉觸點又閉合了，導(dǎo)致KA2 無法斷電)。這種延時停車有時成功，有時失敗，其結(jié)果是控制回路不能可靠工作，就是典型的競爭與冒險問題。如果KT 是電子式時間繼電器( 如ST3PC-D)，而KA2 又是電磁式中間繼電器( 如JZC3 -22 d) ，這時，由于KT總是先完成動作，而KA2 又由于線圈存在剩磁而釋放較慢，造成KA2無法可靠斷電。若將KT、KA2 改為同一類型繼電器(如該例中的KT 改為JSK4-224d)，則可解決此類問題。

圖1 電機自由停車和延時停機控制原理。

　　2 改進設(shè)計

　　圖2 為未改進前的聯(lián)絡(luò)柜控制電路圖。圖2中，聯(lián)絡(luò)柜中的手動、自動控制的框架式斷路器斷路器

去消由于原理設(shè)計缺陷，轉(zhuǎn)換開關(guān)開關(guān)

　　開關(guān)是最常見的電子元件，功能就是電路的接通和斷開。接通則電流可以通過，反之電流無法通過。在各種電子設(shè)備、家用電器中都可以見到開關(guān)。 [全文]

在自動檔時，欠壓線圈Q 與合閘線圈X 得電時出現(xiàn)競爭與冒險問題，造成斷路器不能可靠合閘。為了突出主要問題，將其他輔助回路略去，在儲能電機已儲能時，如果300#線得電，欠壓線圈Q 先吸合，則自動合閘成功，否則就失敗，即是造成自動合閘有時成功、有時失敗的原因。

　　為了能使斷路器可靠合閘，線路中增加延時繼電器延時繼電器

BSJ，如圖3 所示。當300#線路得電時，欠壓線圈Q 得電動作，合閘線圈X 通過通電延時繼電器BSJ 延時吸合后得電動作，斷路器合閘。

圖2 聯(lián)絡(luò)柜控制電路圖。

圖3 增加BSJ 后的聯(lián)絡(luò)柜控制電路圖。

　　3 結(jié)語

　　電氣控制回路中的競爭與冒險問題具有一定的隱蔽性，在電氣控制原理的設(shè)計中常常會遇到，設(shè)計人員應(yīng)仔細考慮控制原理的每一個細節(jié)，避免此類情況的發(fā)生。如果對新設(shè)計的控制原理存在疑問，最好能通過試驗手段驗證。

　　總之，電氣控制回路中的競爭與冒險問題對人機安全危害極大，要盡量避免。