單按鍵自鎖控制電路設計論文
時間:2022-08-02 03:20:01
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摘要:單按鍵控制三相異步電動機的啟動、停止是解決特定條件下電機控制的特殊方法,結合一體化教學任務驅動教學法,根據需要和實際情況,探索按鍵自鎖電路的創新設計,為簡化電路設計及節省材料提供參考。
關鍵詞:單按鍵;自鎖;設計;控制
常規電動機的啟動、停止需要2個按鈕,在多點控制中,按鈕引線較多。利用一個按鈕多點遠程控制電動機的啟停,則可簡化控制線路。電動機多地控制一般用于應急停機,即出現異常情況后,如果到現場停機會造成大的事故或損失,那么采用電動機多地控制則可避免事故或損失的發生。例如:某公司的膠帶運輸機長500m,若不多設幾個控制點,易出現事故。離廠區較遠的泵也會用到多地控制。在控制線路中,所有停止按鈕串接,所有啟動按鈕并接,如果按正常設計即設置2個按鈕控制電機啟停,則需要2倍的導線及按鈕,而采用單按鈕控制則可節省一半材料。
1單按鍵自鎖控制電路設計理念
單按鈕控制電動機啟停,主要用于多點控制電動機啟停或遠距離控制電動機急停。設計理念為:設計一個單按鈕控制電動機啟停電路,解決遠距離控制電機急停或多點控制問題。具體任務是:借助接觸器或接觸器與中間繼電器結合,用一個按鈕控制電動機起停;按下按鈕,電動機起轉,再次按下按鈕,電動機停轉;要求有短路保護、熱保護。先設計按下按鈕電機起轉,同時為再次按下按鈕電機停轉做準備,由中間繼電器或接觸器控制另一路停止電路。整個控制步驟見圖1。中間繼電器實質上是一種電壓繼電器,特點是觸點數目較多,電流容量可以增大,起到中間放大(觸點數目和電流容量)的作用。用于轉換控制信號的中間電器與接觸器類似,通過線圈的通電與斷電控制各觸頭的接通與斷開,實現電氣控制線路控制。中間繼電器觸頭數量較多,各觸頭額定電流相同。當其他繼電器觸頭數量或容量不夠時,可借助中間繼電器擴充觸頭數目或增大觸頭容量,起中間轉換作用。將多個中間繼電器相組合,還能構成各種邏輯運算電器或計數電器。中間繼電器各部件的圖形文字符號見圖2。
2單按鈕控制電動機啟停電路原理
單按鈕控制電動機的啟動和停止,與2個按鈕控制相比,特別是在多點控制和遠距離控制時,可以大大節省引接導線。設計時,先滿足按下按鈕電動機啟動,再次按下按鈕時電機即停,這樣第一次按下按鈕時,可為第二次按下按鈕時電動機停轉做準備。設計有別于2個按鈕控制電動機啟停的控制電路,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QF,按下啟動按鈕,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,電機得電,開始工作,KM1輔助常開觸點閉合,實現自鎖;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、常閉觸點均恢復常態,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,實現KM2線圈自鎖,同時為KM3線圈得電做好準備;工作期間,KM1線圈、KM2線圈一直得電,電機正常工作。當工作結束或需要臨時停機時,再次按下啟動按鈕,這時SB常開閉合,常閉斷開,KM3線圈通過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,電機停轉,而KM2線圈一直得電,直到松開按鈕,整個線路全部失電,完成單按鍵控制電機的起停。由上述分析不難看出,此設計表面上完成單按鈕控制電機啟停,但實質上沒有實現預先的設想。因為實際控制中用按鈕聯動,接線時用雙線連接才能實現,不能達到通過單按鍵控制實現減少材料的目的。
3單按鈕控控制電動機啟停電路
為真正實現一對電纜完成多地控制電機啟停,需進一步研究完善。改進后的電路原理如圖4所示。工作原理為:合上總電源開關QF,按下按鈕SB,繼電器K1線圈得電,兩個常開觸頭吸合,一個完成自鎖并保證K1線圈始終得電,另一個保證控制電動機得電的接觸器KM線圈得電,其主觸頭閉合,電動機M起動運轉。KM的兩個輔助常開觸頭閉合,一個完成自鎖,松開按鈕電動機持續運轉;一個為繼電器K2線圈得電做準備。KM的輔助觸頭常閉觸點斷開,為電動機停轉做準備。在繼電器K1線圈得電的同時,K1常閉觸頭斷開。在KM線圈得電時,繼電器K2線圈不能得電,這樣可以保證電動機一直運轉,直到需要電動機停轉。當需要電動機停轉時,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,兩個常閉觸頭斷開,控制電動機的接觸器線圈失電,其主觸頭斷開,電動機停轉。
4結論
電機自動控制是電氣自動化技術的基礎。根據工作環境及條件調整電機控制方式,設計不同的控制電路,是電氣控制技術人員必備能力之一。在職業教育教學中,通過任務驅動教學法充分發揮師生的創造力,設計既能適應多地控制又能節約材料的單按鍵控制電路。電路的實際接線大大簡化,節省材料成本,使電路更加經濟合理、安全可靠,具有很高的實用價值。與單片機和PLC相比,它還具有簡單實用、成本低廉、穩定性好的優勢。
作者:尚東升 單位:遼寧工程職業學院
參考文獻
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