電氣控制回路設計中的競爭與冒險問(wèn)題

摘要: 通過(guò)對電氣控制回路中競爭與冒險問(wèn)題的實(shí)例分析，揭示了問(wèn)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(wèn)題應引起足夠重視，及時(shí)總結經(jīng)驗，改進(jìn)設計原理，提高電氣控制系統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(wèn)題，就會(huì )直接危及人機安全，造成重大事故，后果不堪設想，因此，在電氣控制回路的設計應用中應引起高度重視。在電子線(xiàn)路的設計中，競爭與冒險的問(wèn)題處于重要的位置，因為該問(wèn)題的存在關(guān)系到系統是否能可靠地工作。另外，由于強電構成的電氣控制一般比較直觀(guān)，易于識讀，很少出現競爭與冒險問(wèn)題，易被忽視。如果在設計中考慮不周或生產(chǎn)、檢修過(guò)程中控制回路接線(xiàn)錯誤，都會(huì )產(chǎn)生該問(wèn)題。

　　1 電路分析

　　軟起動(dòng)器起動(dòng)電機旁路運行后，電機自由停車(chē)和延時(shí)停機的控制原理圖如圖1 所示，電機的起動(dòng)通過(guò)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備，通俗的意義上來(lái)說(shuō)就是開(kāi)關(guān)，在條件滿(mǎn)足的情況下關(guān)閉或者開(kāi)啟。繼電器的開(kāi)關(guān)特性在很多的控制系統尤其是離散的控制系統中得到廣泛的應用。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，由于為某一個(gè)用途設計使用的電子電路，最終或多或少都需要和某一些機械設備相交互，所以繼電器也起到電子設備和機械設備的接口作用。 [全文]

KA1 的吸合來(lái)實(shí)現;起動(dòng)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(dòng)控制系統中，以增加觸點(diǎn)的數量及容量。 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

　　接觸器是一種應用廣泛的開(kāi)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(shí)現定時(shí)操作，聯(lián)鎖控制及各種定量控制和失壓及欠壓保護，廣泛應用于自動(dòng)控制電路，其主要控制對象是電動(dòng)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(shí)，KA2、KM 線(xiàn)圈斷電，電機自由停車(chē);當按下SB2 時(shí)，時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器

　　時(shí)間繼電器是利用電磁原理與機械動(dòng)作原理實(shí)現觸點(diǎn)延時(shí)閉合或延時(shí)斷開(kāi)的自動(dòng)控制電器。時(shí)間繼電器是自動(dòng)控制系統中常用的一種低壓電器，用于電力系統二次回路的繼電保護及工業(yè)控制系統時(shí)間邏輯配合與整定。在得到接通或斷開(kāi)信號以后，輸出電路要經(jīng)過(guò)規定的準確時(shí)間以后才發(fā)生變化。 [全文]

KT線(xiàn)圈得電，常開(kāi)觸點(diǎn)瞬時(shí)閉合并自保持，直至KT的延時(shí)斷開(kāi)的常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，將KA2、KM 線(xiàn)圈斷電，電機停止。該回路從控制原理上分析無(wú)問(wèn)題，但仔細觀(guān)察會(huì )發(fā)現延時(shí)停止回路存在問(wèn)題。如果中間繼電器KA2 和時(shí)間繼電器KT 采用不同類(lèi)型的產(chǎn)品時(shí)( 如一個(gè)采用電磁式繼電器，另一個(gè)為電子式繼電器)，由于線(xiàn)圈動(dòng)作時(shí)間相差較大，KA1 和KT 在動(dòng)作上存在搶時(shí)間的問(wèn)題，即當按下SB2 時(shí)，KT 得電并自保持，但當KT 延時(shí)斷開(kāi)的常閉觸點(diǎn)打開(kāi)瞬間，KT 的線(xiàn)圈斷電，自鎖觸點(diǎn)打開(kāi)，KT 的延時(shí)斷開(kāi)常閉觸點(diǎn)又會(huì )瞬時(shí)閉合;在KT 延時(shí)斷開(kāi)的常閉觸點(diǎn)從延時(shí)打開(kāi)到瞬時(shí)閉合的時(shí)間中，如果KA2 斷開(kāi)，則電機能夠停止;否則，電機無(wú)法延時(shí)停止( 因為還沒(méi)等KA2 斷開(kāi)，KT 的延時(shí)斷開(kāi)常閉觸點(diǎn)又閉合了，導致KA2 無(wú)法斷電)。這種延時(shí)停車(chē)有時(shí)成功，有時(shí)失敗，其結果是控制回路不能可靠工作，就是典型的競爭與冒險問(wèn)題。如果KT 是電子式時(shí)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(shí)，由于KT總是先完成動(dòng)作，而KA2 又由于線(xiàn)圈存在剩磁而釋放較慢，造成KA2無(wú)法可靠斷電。若將KT、KA2 改為同一類(lèi)型繼電器(如該例中的KT 改為JSK4-224d)，則可解決此類(lèi)問(wèn)題。

圖1 電機自由停車(chē)和延時(shí)停機控制原理。

　　2 改進(jìn)設計

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

去消由于原理設計缺陷，轉換開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)

　　開(kāi)關(guān)是最常見(jiàn)的電子元件，功能就是電路的接通和斷開(kāi)。接通則電流可以通過(guò)，反之電流無(wú)法通過(guò)。在各種電子設備、家用電器中都可以見(jiàn)到開(kāi)關(guān)。 [全文]

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

　　為了能使斷路器可靠合閘，線(xiàn)路中增加延時(shí)繼電器延時(shí)繼電器

BSJ，如圖3 所示。當300#線(xiàn)路得電時(shí)，欠壓線(xiàn)圈Q 得電動(dòng)作，合閘線(xiàn)圈X 通過(guò)通電延時(shí)繼電器BSJ 延時(shí)吸合后得電動(dòng)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 結語(yǔ)

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

　　總之，電氣控制回路中的競爭與冒險問(wèn)題對人機安全危害極大，要盡量避免。