单按键自锁控制电路创新设计

尚东升

摘要：单按键控制三相异步电动机的启动、停止是解决特定条件下电机控制的特殊方法，结合一体化教学任务驱动教学法，根据需要和实际情况，探索按键自锁电路的创新设计，为简化电路设计及节省材料提供参考。

关键词：单按键；自锁；设计；控制

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）03-0039-02

常规电动机的启动、停止需要2个按钮，在多点控制中，按钮引线较多。利用一个按钮多点远程控制电动机的启停，则可简化控制线路。电动机多地控制一般用于应急停机，即出现异常情况后，如果到现场停机会造成大的事故或损失，那么采用电动机多地控制则可避免事故或损失的发生。例如：某公司的胶带运输机长500 m，若不多设几个控制点，易出现事故。离厂区较远的泵也会用到多地控制。在控制线路中，所有停止按钮串接，所有启动按钮并接，如果按正常设计即设置2个按钮控制电机启停，则需要2倍的导线及按钮，而采用单按钮控制则可节省一半材料。

1 单按键自锁控制电路设计理念

单按钮控制电动机启停，主要用于多点控制电动机启停或远距离控制电动机急停。设计理念为：设计一个单按钮控制电动机启停电路，解决远距离控制电机急停或多点控制问题。具体任务是：借助接触器或接触器与中间继电器结合，用一个按钮控制电动机起停；按下按钮，电动机起转，再次按下按钮，电动机停转；要求有短路保护、热保护。

先设计按下按钮电机起转，同时为再次按下按钮电机停转做准备，由中间继电器或接触器控制另一路停止电路。整个控制步骤见图1。

中间继电器实质上是一种电压继电器，特点是触点数目较多，电流容量可以增大，起到中间放大（触点数目和电流容量）的作用。用于转换控制信号的中间电器与接触器类似，通过线圈的通电与断电控制各触头的接通与断开，实现电气控制线路控制。中间继电器触头数量较多，各触头额定电流相同。当其他继电器触头数量或容量不够时，可借助中间继电器扩充触头数目或增大触头容量，起中间转换作用。将多个中间继電器相组合，还能构成各种逻辑运算电器或计数电器。

中间继电器各部件的图形文字符号见图2。

2 单按钮控制电动机启停电路原理

单按钮控制电动机的启动和停止，与2个按钮控制相比，特别是在多点控制和远距离控制时，可以大大节省引接导线。设计时，先满足按下按钮电动机启动，再次按下按钮时电机即停，这样第一次按下按钮时，可为第二次按下按钮时电动机停转做准备。设计有别于2个按钮控制电动机启停的控制电路，具体控制电路如图3所示。

工作原理为：接通电源，即合上空气开关QF，按下启动按钮，SB常开闭合，常闭断开；控制电路FR常闭、SB常开闭合、KM2常闭、KM1线圈这条通道畅通，即KM1线圈得电，KM1主触头闭合，电机得电，开始工作，KM1辅助常开触点闭合，实现自锁；KM2，KM3常开控制KM2、KM3线圈均不得电；松开按钮，SB回位，常开触点、常闭触点均恢复常态，KM3常闭、KM1自锁及SB常闭、KM2常闭使得KM2线圈得电，KM2常开闭合，实现KM2线圈自锁，同时为KM3线圈得电做好准备；工作期间，KM1线圈、KM2线圈一直得电，电机正常工作。当工作结束或需要临时停机时，再次按下启动按钮，这时SB常开闭合，常闭断开，KM3线圈通过SB常开、KM2常开闭合得电，KM3常开闭合，常闭断开，使得KM1线圈断电，电机停转，而KM2线圈一直得电，直到松开按钮，整个线路全部失电，完成单按键控制电机的起停。

由上述分析不难看出，此设计表面上完成单按钮控制电机启停，但实质上没有实现预先的设想。因为实际控制中用按钮联动，接线时用双线连接才能实现，不能达到通过单按键控制实现减少材料的目的。

3 单按钮控控制电动机启停电路

为真正实现一对电缆完成多地控制电机启停，需进一步研究完善。改进后的电路原理如图4所示。

工作原理为：合上总电源开关QF，按下按钮SB，继电器K1线圈得电，两个常开触头吸合，一个完成自锁并保证K1线圈始终得电，另一个保证控制电动机得电的接触器KM线圈得电，其主触头闭合，电动机M起动运转。KM的两个辅助常开触头闭合，一个完成自锁，松开按钮电动机持续运转；一个为继电器K2线圈得电做准备。KM的辅助触头常闭触点断开，为电动机停转做准备。在继电器K1线圈得电的同时，K1常闭触头断开。在KM线圈得电时，继电器K2线圈不能得电，这样可以保证电动机一直运转，直到需要电动机停转。

当需要电动机停转时，再按下按钮SB，继电器K2线圈得电，K2常开触头闭合，完成自锁，两个常闭触头断开，控制电动机的接触器线圈失电，其主触头断开，电动机停转。

4 结论

电机自动控制是电气自动化技术的基础。根据工作环境及条件调整电机控制方式，设计不同的控制电路，是电气控制技术人员必备能力之一。在职业教育教学中，通过任务驱动教学法充分发挥师生的创造力，设计既能适应多地控制又能节约材料的单按键控制电路。电路的实际接线大大简化，节省材料成本，使电路更加经济合理、安全可靠，具有很高的实用价值。与单片机和PLC相比，它还具有简单实用、成本低廉、稳定性好的优势。

参考文献

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