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电气控制线路设计时应注意的问题

2014-10-28 20:48| 编辑:电工学习网| 查看: 7718| 评论: 0

  为使电气控制线路设计简单且准确可靠,在设计具体的线路时,应注意以下几个问题:
1.简化电路、减少触头、提高可靠性
  从可靠性设计的观点看,在满足功能要求的前提下,电路越简单、电气元件越少、触点越少,则控制电路故障慨率就越低,工作可靠性越高。因此,在设计中应尽量减少不必要的联动动作现象。
  1)合并同类触头


  如图4.8所示,在获得同样功能的情况下,图b)比图a)在电路上少了—对触头。但是在合并触头时应当注意触头额定电流的限制。
  2)利用转换触头
  利用具有转换触头的中间继电器,将两对触头合并成一对转换触头(图4.9)。
  3)在直流电路中利用半导体二极管的单向导电性来有效地减少触头数。图4.10所示的电路是等效的,对于弱电控制电路是行之有效的,目前在自动化磨床上得到应用。
  4)利甩逻辑代数法进行电路简化。
2.电器的线圈最好不要串联连接


  交流线圈不能串联使用,即使两个线圈额定电压之和等于外加电压也不允许串联使用。对于直流电磁线圈,只要其电阻相等,一般是可以串联的。
  图4.11a)中两个交流接触器的线圈相串联,由于它们的阻抗不同,使两个线圈上的电压分配不均匀。特别是交流电磁线圈,当衔铁未吸合时,其气隙较大,电感很小,因而吸合电流很大。因此当有一个接触器先动作时,该接触器的阻抗要比末吸合接触器的阻抗大,因此,未吸合的接触器可能会因线圈电压达不到其额定电压而不吸合,同时使电路电流增加,严重时将使线圈烧毁。
  电感量相差悬殊的两个电磁线圈也不要并联。图4.11b)中直流电磁铁YA与继电器KA并联,在接通电源时可正常工作,但在断开电源时,由于电磁铁线圈的电感比继电器线圈的电感大得多,所以断电时,继电器很快释放,但电磁铁线圈产生的自感电势可能使继电器又动作,一直到继电器电压再次下降到释放值时为止,这就造成继电器的误动作。解决的方法可各用一个接触器的触点来控制。如图4.11c)所示。
  图4.12所示电路,也是一种直流电磁铁线路与直流中间继电器线圈不正确的电路联接。当触头KM断开时,电磁铁线圈YA电感量较大,产生的感应电势加在中间继电器KA上,使流经中间继电器的感应电流有可能大于其工作电流而使KA重新吸合,且要经过一段时间后KA才释放。这种误动作是不允许的。因此,一般可在KA的线圈电路内单独串联一个常开触头KM1。
  大容量的直流电磁铁线圈不要与继电器的线圈直接并联(图4.13)。


3.在控制线路中应避免出现寄生电路
  寄生电路(或叫假回路)是在线路动作过程中意外接通的电路。
  图4.14a)所示是一个具有指示灯HL和热保护的正反向电路。在正常工作时,能完成正反向启动、停止和信号指示。但当热电器FR动作时,线路就出现了寄生电路如图中虚线所示,使正向接触器KM1不能释放,起不了保护作用。


  同样的情况见图4.14b)、c)。
4.尽量减少连接导线
  设计控制电路时,应考虑各电器元件的实际位置,尽可能地减少配线时的连接导线。图4.15a)是不合理的。因为按钮—般装在操作台上,而接触器则是装在电器柜内的,这样接线需要4根从控制柜向按钮站的连线,所以一般都将启动按钮和停止按钮直接连接,这样就只需要三根从控制柜到按钮站的连线,如图4.15b)所示。


  图4.15b)所示线路不仅连接导线少,更主要的是它工作可靠,因为如果按钮SB1、SB2(或接的是行程开关等)发生短路故障时,图4.15a)的线路将造成电源短路,而图4.15b)则不会。
5.尽量减少电器不必要的通电时间
  图4.16a)中,KM2接触器动作后,KM1和KT就失去了作用,不必继续通电。因此,图b)线路较为合理,可节约电能和延长该电器寿命。


  6.设计控制电路,应考虑电器触点的断流容量
  如容量不够时,可增加触点数目。即在接通电路时用几个触点并联;在断开电路时用几个触点串联。当控制的支路数较多,而触点数目不够时,可采用中间继电器借以增加控制支路的数量。
  7.避免许多电器依次动作,才能接通另一个电器的控制线路(图4.17)。


  8.可逆线路的联锁
  在频繁操作的可逆线路中,正反向接触器之间不仅要有电气联锁,而且要有机械联锁。
  9.要有完善的保护措施
  在电气控制线路中,为保证操作人员、电气设备及生产机械的安全,一定要有完善的保护措施。常用的保护环节有漏电保护、短路保护、过载、过流、过压、失压保护等,有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须的指示信号。

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