浅谈继电控制线路设计与安装、调试
——以单按钮启停电动机为例

新疆通艺市政规划设计院 龙 敏

昌吉职业技术学院 秦红红

三相异步电动机是常见的被控对象，在很多场合需要使用继电控制线路，同时继电控制线路也是自动化生产设备控制的基础，如何更好的进行继电控制线路设计对于系统的稳定性、简易程度都很重要，本文以单按钮启停电动机为例讲解继电控制线路设计方法和思路。

继电控制线路设计与安装、调试是“电力拖动控制线路与技能训练”、电机与电气控制等课程核心内容，也是乡村振兴技能大赛电工赛项、全国职业技能大赛现代电气控制技术安装与调试、电气安装与维修等赛项的考核内容，还是实际工程设计中，运用较为广泛，设计和施工中需要掌握的技能之一。所以，做好继电控制线路设计与安装、调试有关工作，这样既能提升设计思维，拓展教学内容，提高技能水平，也能增加施工技术可靠性，提高明确设计图意图的能力。以下以单按钮启停为例讲解。

1 分析题目

设计要求：第一步，按下按钮SB1第一台M1电机正转运行，当手松开按钮SB1，第一台电动机启动完毕；第二步，按下按钮SB1第二台M2电机正转运行，当手松开按钮SB1，第二台电动机启动完毕；第三步，按下按钮SB1第三台M3电机正转运行，当手松开按钮SB1，第三台电动机启动完毕；第四步按下按钮SB1，3台电动机，M1、M2、M3停止运行。

根据题目要求，只有一个按钮，这个按钮既要能依次启动三个电动机，还要能够一次性同时停止三台电动机。必然需要借助中间继电器，通过按钮控制中间继电器常开触头作为三台电动机的启动信号，再通过按钮通过中间继电器的常闭触头作为电动机的停止信号，通过各交流接触器自身的辅助常开触头形成自锁，这种设计思路就是继电控制线路设计中最常用的起保停电路设计方法。

2 初步设计电路模型

根据分析初步设计主电路如图1所示。

图1 初步设计主电路模型

当KM1线圈得电时，KM1的主触头闭合电动机M1得电，正转，同理当KM2线圈得电时，KM2的主触头闭合电动机M2得电正转，当KM3线圈得电时，KM3的主触头闭合电动机M3得电正转。

总进线采用隔离功能的断路器，便于检修。用到的保护器件还有熔断器、热继电器、交流接触器。当电路出现短路过电流时FU熔断器熔断，断开电路。当电路出现过载时热继电器断开电路。交流接触器能够起到低电压释放保护作用。

根据主回路控制要求初步设计控制电路如图2所示：这个只是初步的模型构架，只要KA1线圈得电，连接交流接触器KM1的KA1的常开触头闭合，KM1线圈得电，KM1辅助常开触头闭合，形成自锁回路，KM1主触头闭合控制电机M1可以正转，依次类推只要KA2线圈得电，连接KM2的KA2的常开触头闭合，KM2线圈得电，KM2辅助常开触头闭合，形成自锁回路，KM2控制电机M2可以正转，同理M3电机的启动也一样，当KA4线圈得电时，KA4的常闭触头断开，交流接触器KM1、KM2、KM3的线圈全部失电，交流接触器KM1、KM2、KM3的主触头断开，三台电动机停止工作。现在问题的关键就变成如何控制KA1、KA2、KA3、KA4线圈依次得电。

图2 初步控制电路模型

3 优化线路

3.1 一步一步优化，先实现KA1、KA2线圈依次得电

分析KA1、KA2线圈允许得电的条件，KA1线圈是在M1电动机停止的条件下启动的、KA2线圈在M1电动机启动的条件下才能启动的，如何区分这两种状态，可以考虑用KM1的辅助常开触头和辅助常闭触头来区分。中间继电器KA1线圈串联KM1的辅助常闭触头、中间继电器KA2线圈串联KM1的常开触头，同时分别用KA1、KA2的常开触头并联在KM1的辅助常开触头和辅助常闭触头两端形成自锁。这样基本上实现按下启动按钮，由于电动机是停止的KM1的辅助常闭出于2闭合状态，只能是KA1线圈得电，KA2线圈不得电，但是一旦KM1线圈得电，电动机运转起来，KM1的辅助常开触头会闭合，如果此时启动按钮没有断开就会导致KA1和KA2线圈同时得电，为避免这种情况发生就要在KA1线圈得电的情况下同时要断开KA2线圈，防止按钮按的时间长KA2得电，所以电路设计中还要在KA2线圈上串联KA1的常闭触头，设计图如图3所示。

图3 初步优化控制电路

3.2 最终优化

同理分析KA2、KA3线圈允许得电的条件，KA2线圈是在M2电动机停止的条件下启动的、KA3线圈在M2电动机启动的条件下才能启动的，用KM2的辅助常开触头和辅助常闭触头来区分。KA2线圈串联KM2的辅助常闭触头、KA线圈串联KM2的辅助常开触头，同时用KA3的常开触头并联在启动触头两端形成自锁，依次类推设计出KA3线圈和KA4线圈的控制回路，最终得到的控制如图4所示。

图4 最终设计控制电路

4 安装调试

4.1 安装

根据原理图，选用元器件，安装在电力拖动平台板上，并安装好线槽。在原理图上标出线号，如图4所示，先将按钮常开触头上引出两根线接在端子排上，之后按照线号从0开始接线依次接到18号线，控制回路接线完成如图5所示。

图5 控制电路安装完成图

4.2 调试

按下按钮，第一次按下KA1线圈得电吸合，KM1线圈得电吸合，松开按钮KA1线圈失电，再次按下按钮KA2线圈得电吸合，KM2线圈得电吸合，松开按钮KA2线圈失电，第三次按下按钮KA3线圈得电吸合，KM3线圈得电吸合，松开按钮KA3线圈失电，第四次按下按钮KA4线圈得电吸合，KM1、KM2、KM3线圈失电。如果调试中出现某一线圈不得电则按照排故方法应用电压法或者电阻法查找问题，排除故障直到正确。控制回路没有问题之后完成主回路三个电机的接线。

继电控制线路设计一般就是起保停电路设计方法如本文所讲述方法，其次是经验设计法。对于初学者而言用起保停电路进行设计，对于简单控制一般都能实现控制要求。安装调试采用线号的方法进行接线可以避免短接及接错线，对于初学者也可以边接线边在图上标识使用的器件的哪一个端口如KM的常开53，54等，方便后续查错。从一个实际工程而言，还需要配套设计电源监测设计，电机运行状态，电机运行电压、电流、转速等显示或指示的要求，本文着重阐述如何做继电控制线路设计与安装的优化控制的方法与思路，实际工程中还需根据现场条件深化设计，增加控制要素等。