靳麗娟　金玉成（.哈爾濱電氣動(dòng)力裝備有限公司，黑龍江哈爾濱 50040；.哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 50040）

一例西門子直流控制接觸器的控制回路改進(jìn)

靳麗娟1金玉成2
（1.哈爾濱電氣動(dòng)力裝備有限公司，黑龍江哈爾濱 150040；2.哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150040）

直流接觸器廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、地鐵、化工等部門的直流控制電路，其適用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通和分?jǐn)啻笕萘靠刂齐娐分械碾娖髟?，主要控制?duì)象是電動(dòng)機(jī)。在采用直流電路控制高功率接觸器啟動(dòng)的工況下，過(guò)大的啟動(dòng)電流會(huì)導(dǎo)致控制繼電器工作故障，本文通過(guò)對(duì)西門子接觸器的控制回路改進(jìn)，在不增加硬件成本的情況下，成功解決了控制問(wèn)題。

直流控制 接觸器 控制回路

【Abstract】DC contactor are widely used in metallurgy，mining，subway，electric chemical industry and other departments，which is suitable for the long distance control such as connecting and breaking circuit of large capacity，the main control object is motor. When startup high power contactor at direct-current control circuit，the high impulse current can cause control relay failure，this article describes a solution by changing the Siemens contactor control loop.

【Key words】DC control；contactor；control loop

1　背景

各個(gè)國(guó)家的電力控制系統(tǒng)對(duì)電源級(jí)別的要求不盡相同，在筆者最近參與的一個(gè)出口設(shè)備項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，合同規(guī)定的控制系統(tǒng)電壓為直流110V，需要通過(guò)PLC控制繼電器啟動(dòng)某個(gè)供電為400VAC，功率為110KW的電機(jī)運(yùn)行。

2　初步設(shè)計(jì)

首先根據(jù)該項(xiàng)目的系統(tǒng)要求通過(guò)PLC的組態(tài)編程，在滿足啟動(dòng)條件時(shí)導(dǎo)通啟動(dòng)繼電器的線圈，啟動(dòng)繼電器的觸點(diǎn)串聯(lián)交流接觸器的啟動(dòng)線圈，對(duì)接觸器控制，從而完成對(duì)受控電機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)控制，這是一種經(jīng)典的電機(jī)啟動(dòng)方式。

因該合同規(guī)定了對(duì)電氣元件的廠家的指定，我們選用了西門子3TF系列的接觸器。根據(jù)選型手冊(cè)，選擇接觸器的型號(hào)為3TF5322-1XF4，由樣本得知，該接觸器工作電壓110VDC，可控電機(jī)功率為110KW，滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1　接觸器工作接線原理圖

圖2　改進(jìn)的控制接線原理圖

3　問(wèn)題提出

通過(guò)在選型樣本中查表可知該型號(hào)接觸器的保持功率消耗為11W，但吸合功率卻高達(dá)876W，這樣通過(guò)計(jì)算可知吸合瞬間的控制回路沖擊電流為：

I=876W/110V≈8A

而常規(guī)控制繼電器的觸點(diǎn)最大容量?jī)H為7A，如此高的電流會(huì)對(duì)控制繼電器的觸點(diǎn)造成損害，甚至引起繼電器觸點(diǎn)粘連導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)故障，造成嚴(yán)重后果。

為此，我們深入的研究了西門子接觸器的工作原理，圖1為選型樣本中的3TF5322-1XF4的工作接線原理圖。圖中可見(jiàn)KM01有適用于不同工況的吸合線圈和保持線圈，其中觸點(diǎn)95/96為接觸器啟動(dòng)斷開(kāi)型輔助觸點(diǎn)，另外該接觸器附帶了一件輔助控制接觸器KM02用于完成KM01的啟動(dòng)控制。

在接觸器吸合階段，當(dāng)外部控制觸點(diǎn)閉合（本項(xiàng)目中為繼電器輸出觸點(diǎn)）時(shí)，接觸器A1接通控制電源正極，此時(shí)外部輔助控制接觸器KM02帶電閉合。吸合線圈的負(fù)端通過(guò)B2點(diǎn)繞經(jīng)輔助控制接觸器KM02的閉合觸點(diǎn)與控制電源負(fù)極相連，吸合線圈投入工作。同時(shí)保持線圈也投入工作。

當(dāng)KM01啟動(dòng)完成后，輔助觸點(diǎn)95與96斷開(kāi)，KM02失電，吸合接觸器的路被斷開(kāi)，吸合線圈退出工作，此時(shí)僅保持線圈在工作，接觸器進(jìn)入低功率的保持階段。

4　解決方案

經(jīng)過(guò)摸索，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種全新的控制接線方式，如圖2所示。在這個(gè)設(shè)計(jì)方案中，由啟動(dòng)繼電器K01同時(shí)控制功率較低的吸合線圈和輔助控制接觸器KM02。

當(dāng)收到啟動(dòng)命令時(shí)，控制繼電器觸點(diǎn)閉合，此時(shí)輔助控制接觸器KM02帶電閉合。吸合線圈的負(fù)端通過(guò)B2點(diǎn)繞經(jīng)輔助控制接觸器KM02的閉合觸點(diǎn)，經(jīng)觸點(diǎn)95與控制電源負(fù)極相連，吸合線圈工作，與此同時(shí)保持線圈也投入工作。

當(dāng)吸合完成后輔助觸點(diǎn)95與96斷開(kāi)，輔助控制接觸器KM02失電，吸合接觸器的回路被斷開(kāi)，吸合線圈退出工作，此時(shí)僅保持線圈在工作，接觸器進(jìn)入低功率的保持階段。

由此發(fā)現(xiàn)，采用這種控制方式實(shí)現(xiàn)了與原設(shè)計(jì)方案同樣的控制效果，在不增加硬件成本的情況下，成功解決了控制繼電器操作回路中啟動(dòng)電流過(guò)大的問(wèn)題，推進(jìn)了項(xiàng)目的執(zhí)行。

5　結(jié)語(yǔ)

電氣元件控制回路的安全性和經(jīng)濟(jì)性是設(shè)計(jì)人員追求的目標(biāo)，希望本案例能對(duì)廣大設(shè)計(jì)人員及產(chǎn)品制造廠家予以啟發(fā)，完善項(xiàng)目設(shè)計(jì)和控制控制產(chǎn)品的研發(fā)制造。

［1］西門子低壓控制產(chǎn)品目錄.2013（1）.

靳麗娟（1983—），女，漢族，河北人，工程師，現(xiàn)從事：電機(jī)設(shè)計(jì)制造工作；金玉成（1983—），男，漢族，黑龍江人，工程師，現(xiàn)從事：發(fā)電機(jī)自動(dòng)化設(shè)計(jì)工作。