浅谈工程机械设备电器控制线路的设计

【摘 要】： 所谓工程机械，是指用于工程建设的施工机械的总称。广泛用于建筑、水利、电力、道路、矿山、港口和国防等工程领域，种类繁多。工程机械设备离不开电力拖动系统，本文就以工程机械设备中的电力拖动系统为例，主要论述该系统中的电器控制线路，在设计时应根据不同的生产要求不同的机械设备工艺，周围的作业环境，生产性质来具体决定配备什么样的电器控制线路与其匹配，在此前提下，控制线路力求设计精练、经济、安全可靠，便于操作的维修以实现生产最佳经济效益。

【关键词】：机械设备；电器控制；线路；设计；原则

中图分类号：TE92

在设计电力拖动自动控系统时，一般包括两部分内容，一是确定拖动方案和选择电动机，前者主要解决的是采用交流拖动方案还是直流拖动方案，后者主要解决的是选择电动机容量等问题。二是设计电器的控制线路，并根据它来选择电器和设计安装图。一般设计控制线路的方法是：根据各部分的要求，参考基本线路逐一分步设计出局部线路，然后根据其要求的相互关系，综合成一完整的控制线路。设计电器控制线路时应注意以下原则：

1.最大限度地实现生产机械和工艺对电器控制线路的要求

设计之前首先要调查清楚生产要求。因为控制线路是为整个设备和工艺过程服务的。也就是说根据实际要求进行设计是每一个设计者必须首先遵循的原则。一般地，控制线路只要求满足起动、正转、反转和制动。有些还要求在一定范围内平滑调速，当出现事故时要求有必要的保护及信号预报，各部分运动要求有一定配合和连锁关系等。除此之外，还应了解该控制线路的特点以及操纵者对它们的反应等，这些都是在设计前应该调查清楚的。

2.满足生产条件要求的前提下控制线路力求简单经济

（l）尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的线路和环节；

（2）尽量缩短连接导线的数量和长度；

设计控制线路时应考虑到各个元件之间的实际接线，特别注意电气柜、操作台和限位开关之间的连接线。如图l（a）所示接线是不合理的，因为按扭在操作台上，所以一般都是将启动按钮和停止按钮直接连接，这样就可以减少一次引线正确接线应如图1（b）所示。

图1 电气柜、操作台与限位开关的接线

（3）尽量缩减电器数量，采用标准件和尽可能选用相同型号；

（4）应减少不必要的触头以简化线路。如图2中的（a）线路改成（b）线路可减少一个触头；

图2 线路简化示意图

（5）控制电路在工作时，除必要的电器必须通电外，其余的尽量不通电，以节约电能。简言之，减少通电电路。

3.保证控制线路工作的可靠和安全

为了保证控制线路工作可靠.最主要的是选用可靠的元件，如选用电器时，尽量选用机械和电器寿命长、结构结实、动作可靠、抗扰性能好的电器，同时在具体线路中应注意以下几点：

（l）正确连结电器触头同一电器的常开和常闭辅助头靠的很近，如果分别接在电源的不同相上，如图3（a）所示，限位开关xk的常开触头和常闭触头.由于不是等电位，当触头断开产生电弧时很可能在两触头间产生飞弧而造成电路短路，此外绝缘不好，也会引起电路短路_如果按图3（b）接线，由于两触头间的电位相同，这个问题就解决了。

图3 同一电器常开和常闭触头的不同接法

（2）正确联接电器的线圈。在交流控制电路中不能串入两个电器的线圈，即使外加电压是两个线圈额定电压之和，两线圈也不允许串联连接，因为每个线圈上所分配的电压与线圈的阻抗成正比，当一个接触器先动作后，该线圈的阻抗比尚未动作的接触器线圈阻抗大，这样未动作的接触器就可能因线圈电压不够而不能动作或因欠压触吸不到位从而烧坏触头。因此若要使两个接触器同时动作，应使其线圈并联连接，使每个线圈承受额定电压。

（3）在线路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制线路。如图4中，（a）和（b）两种线路中的3J，需要等到1J动作继而2J动作才能动作，若改成（c）的线路，则1J动作继而2J动作后才能动作，若改成（c）线路.则1J动作后，2J和3J同时动作，若改成（d）的线路，则1J、2J、3J可同时动作、

图4 多个电器时线路的接法

（4）在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间不仅要有电器联锁，而且要有机械联锁。

（5）应具有完善的保护环节，使在操作过程中不致造成事故一般均应有过载、短路、过流、过压、欠压等保护环节，同时还应设有电源指示、电路故障、安全运行等必须的指示信号

4.应力争使操作和维修方便

控制机构均应操作简单和便利，应能迅速和方便地由一种控制方式转换到另一种控制方式，例如由自动控制转换到手动控制，电控设备应力求维修方便、使用安全，并应有隔离电器，以免带电维修。

结束语

无论电器控制线路如何复杂，它都是由一些基本环节组合而成的。我们在设计控制线路时，只要根据生产和工艺的要求.选择一些适当的基本环节（单元电路），并将它们合理地组合起来，就能完成控制线路的设计。例如：我们筑路机械设备，一般而言，体积大载荷能力也大，作功大。那么工程机械的电器方面都应符合筑路生产工艺的要求，然后考虑到节电、节能实现最佳经济效益。