試論繼電接觸式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：控制系統(tǒng)應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，在設(shè)計(jì)之前必須對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的：性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際情況有充分的了解，并在此基礎(chǔ)上來考慮控制方式，起動(dòng)、反門設(shè)置各種聯(lián)鎖及保護(hù)裝置。

生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)是生產(chǎn)機(jī)械不可缺少的組成部分，它對(duì)生產(chǎn)機(jī)械能否正確與可靠地工作起著決定性的作用。一般，電氣控制系統(tǒng)應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械加工工藝的要求，線路安全可靠操作和維護(hù)方便，設(shè)備投資少等。為此，必須正確地設(shè)計(jì)控制電路，合理地選擇電器元件。

對(duì)于比較簡(jiǎn)單的控制線路，往往直接采用交流380V~220v電壓，不用控制電源變壓器口采用這一方案。動(dòng)力電源電路中的過電壓將直接引進(jìn)控制線路，這對(duì)元件的可靠工作不利。另外，由于控制線路電壓較高，對(duì)維護(hù)與安全不利，因此必須引起注意。對(duì)干比較復(fù)雜的控制線路，當(dāng)機(jī)床電氣系統(tǒng)的電磁線圈超過5個(gè)小時(shí)，控制電路應(yīng)采用控制電源變壓器，將控制電壓降到10v或24V。這種方案對(duì)維修與操作元件的作用可靠均有利。對(duì)于操作比較頻繁的直流電力傳動(dòng)的控制線路，常用直流電源供電。若控制電壓過高，在電器線圈斷電的瞬間將產(chǎn)生很高的過電壓(可達(dá)額定電壓的十倍以上)，這將對(duì)電器的作可靠性及使用壽命有影響。若控制電壓過低時(shí)，電器觸頭不易可靠地接通，影響系統(tǒng)的正常工作。直流電磁鐵及電磁離合器的控制線路，常用24V直流電源供電。

在保證控制線路工作的可靠性上，電器應(yīng)可靠、牢固、穩(wěn)定并符合使用環(huán)境條件，電器元件的工作時(shí)間要小(需延時(shí)的除外)，如線圈的吸引和釋放時(shí)間應(yīng)不影響線路的工作。電器元件要正確聯(lián)接電器的線圈，觸頭聯(lián)接不正確，會(huì)使控制線路發(fā)生誤動(dòng)作，有時(shí)造成嚴(yán)重的事故。

線圈的連接兩個(gè)交流接觸器串聯(lián)接干交流電路中，由于接觸器線圈上的電壓是依線圈阻抗大小正比分配的，即便是兩個(gè)型號(hào)相同的交流接觸器也不能按串聯(lián)后接于其兩倍額定電壓的交流電源上，這是因?yàn)楫?dāng)其中一個(gè)接觸器先工作后，這個(gè)接觸器的阻抗要比沒吸合的接勉器的阻抗大，這個(gè)接觸器線圈電壓達(dá)不到共額定電壓而不吸合。同時(shí)線路電流將增加，有可能將線圈燒毀，所以，應(yīng)將線圈并聯(lián)后再纏到其額定電壓值的交流電源上。觸頭的聯(lián)接設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分布在不同位置。電器觸頭盡量按到同一組上，以免在電器觸頭上引起短路。交流接觸器是兩個(gè)行程控制線路，在電器控制線路中，應(yīng)盡量將所有電器的聯(lián)觸頭按在線圈的左端，線圈的右端直接按到電源。這樣，可以減少在線路內(nèi)產(chǎn)生虛假回路的可能性，還可以簡(jiǎn)化控制屏的出線和外部連接。

在設(shè)計(jì)控制線路，應(yīng)考慮電器觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰?。如果容量不夠，可在線路中加接中間繼電器，增加線路中觸頭數(shù)目。增加接通能力用多觸頭并聯(lián)，增加分?jǐn)嗄芰τ枚嘤|頭串聯(lián)。控制線路的換接應(yīng)當(dāng)盡可能在電流較小的控制電路內(nèi)進(jìn)行，這樣安全可靠。

減少被控制的負(fù)載或電器在接邁時(shí)所經(jīng)過酶觸頭數(shù)、電器的觸頭發(fā)生故障電路，就不能正常工作，這可通過觸頭韻合理布置來達(dá)到，每二一繼電器的接通就只需經(jīng)過一對(duì)觸頭，工作較為可靠，盡量減少控制線路所用的控制電器數(shù)量和觸頭數(shù)量在滿足動(dòng)作要求的條件下，所用的電器越少、觸頭越少，控制線路的故障機(jī)會(huì)率就越低，工作的可靠性也就越高。經(jīng)過合并后都可以減少而簡(jiǎn)化成線路，但是在合并觸頭時(shí)應(yīng)當(dāng)注意觸頭的額定電流是否允許利用轉(zhuǎn)換觸頭。兩對(duì)觸頭可以合并一對(duì)轉(zhuǎn)換觸頭而成為右線路。這種方法只適用干有轉(zhuǎn)換觸頭的中間繼電器。利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦钥梢杂行У販p少觸頭數(shù)。所示電路是等效的。由干b和d應(yīng)用了半導(dǎo)體二極管，減少了觸頭數(shù)目。這種方法用于弱電電器控制線路中既經(jīng)濟(jì)又可靠。目前已在自動(dòng)化磨床上應(yīng)用。減少連接導(dǎo)線設(shè)計(jì)控制線路時(shí)，將各電器觸頭的位置合理安排，可以減少連接導(dǎo)線的數(shù)量。特別要注意，同一電器的不同觸頭在線路中應(yīng)盡可能具有更多的公共連接線，這樣可以簡(jiǎn)化接線上減少導(dǎo)線段數(shù)和縮短導(dǎo)線的長(zhǎng)度。行程開關(guān)是裝在機(jī)床上的多繼電器與時(shí)間繼電器，是裝在控制盤上的要經(jīng)過較長(zhǎng)的距離。防止寄生電路控制電路在正常工作或事故情況下，發(fā)生意外接通的電路稱為寄生電路。若控制電路中存在寄生電路將破壞電器和線路的工作順序，造成誤動(dòng)作。具有指示燈和熱保護(hù)的電動(dòng)機(jī)正，反轉(zhuǎn)時(shí)控制線路丁在正常情況工作時(shí)，能完成起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)和停止的操作控翻。信號(hào)燈可以指示電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)在電動(dòng)機(jī)過熱使觸頭斷開，會(huì)出現(xiàn)寄生電路。因電動(dòng)機(jī)不能得到過熱保護(hù)口如把觸頭移到它串聯(lián)，可防止觸電路。

繼電按觸式控制線路在事故情況，應(yīng)保證操作人員的安全和電氣設(shè)備、生產(chǎn)機(jī)械的安全，并有效地制止事故的擴(kuò)大。在設(shè)計(jì)控制線路時(shí)，為了避免由干線路故障引起事故的可能性，必須在線路內(nèi)采取一定的保護(hù)措施以確保安全。常用的保護(hù)措施有短路保護(hù)、過熱過電流保護(hù)飛零電壓保護(hù)、終端保護(hù)、聯(lián)鎖保護(hù)、油壓保護(hù)及其一些事故信號(hào)等。

電氣控制設(shè)備應(yīng)考慮操作衙車、維修安全方便，有隔離電器、避免帶電檢修?？刂凭€路可迅速而方便地由一種控制方式轉(zhuǎn)換到另一種控制方式，電器元件應(yīng)留有備用觸頭，應(yīng)留有備用電器元件，以便檢修、調(diào)整和改接線用。

在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路應(yīng)力求簡(jiǎn)其和經(jīng)濟(jì)。盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)節(jié)，在保證正常工作的前提盡量減少元件的連接導(dǎo)線數(shù)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏秉國(guó). RC暫態(tài)過程演示板的制作[J]. 濮陽(yáng)教育學(xué)院學(xué)報(bào) ， 2001，(02)

[2]李海. 建立暫態(tài)過程微分方程的一種方法[J]. 雁北師范學(xué)院學(xué)報(bào) ， 1995，(06)

[3]侯新杰， 李興毅， 趙曄. 串聯(lián)漏阻電容器暫態(tài)過程解的簡(jiǎn)單計(jì)算和討論[J]. 物理通報(bào)， 1997，(07)

[4]汪建民. “暫態(tài)過程”損失機(jī)械能[J]. 數(shù)理天地(高中版) ， 2008，(03)

[5]王敏. 這樣的結(jié)果合理嗎?——對(duì)一道物理題中暫態(tài)過程的分析[J]. 物理教師 ， 2007，(02)

[6]王長(zhǎng)春. 對(duì)兩個(gè)一維質(zhì)點(diǎn)碰撞瞬間的暫態(tài)物理過程的研究[J]. 池州師專學(xué)報(bào) ， 2004，(03)