一例西門子直流控制接觸器的控制回路改進

靳麗娟　金玉成（.哈爾濱電氣動力裝備有限公司，黑龍江哈爾濱 50040；.哈爾濱電機廠有限責任公司，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

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

直流接觸器廣泛應用于冶金、礦山、地鐵、化工等部門的直流控制電路，其適用于遠距離頻繁地接通和分斷大容量控制電路中的電器元件，主要控制對象是電動機。在采用直流電路控制高功率接觸器啟動的工況下，過大的啟動電流會導致控制繼電器工作故障，本文通過對西門子接觸器的控制回路改進，在不增加硬件成本的情況下，成功解決了控制問題。

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

各個國家的電力控制系統對電源級別的要求不盡相同，在筆者最近參與的一個出口設備項目設計中，合同規定的控制系統電壓為直流110V，需要通過PLC控制繼電器啟動某個供電為400VAC，功率為110KW的電機運行。

2　初步設計

首先根據該項目的系統要求通過PLC的組態編程，在滿足啟動條件時導通啟動繼電器的線圈，啟動繼電器的觸點串聯交流接觸器的啟動線圈，對接觸器控制，從而完成對受控電機的自動啟動控制，這是一種經典的電機啟動方式。

因該合同規定了對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。根據選型手冊，選擇接觸器的型號為3TF5322-1XF4，由樣本得知，該接觸器工作電壓110VDC，可控電機功率為110KW，滿足設計要求。

圖1　接觸器工作接線原理圖

圖2　改進的控制接線原理圖

3　問題提出

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

I=876W/110V≈8A

而常規控制繼電器的觸點最大容量僅為7A，如此高的電流會對控制繼電器的觸點造成損害，甚至引起繼電器觸點粘連導致整個控制系統故障，造成嚴重后果。

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KM01有適用于不同工況的吸合線圈和保持線圈，其中觸點95/96為接觸器啟動斷開型輔助觸點，另外該接觸器附帶了一件輔助控制接觸器KM02用于完成KM01的啟動控制。

在接觸器吸合階段，當外部控制觸點閉合（本項目中為繼電器輸出觸點）時，接觸器A1接通控制電源正極，此時外部輔助控制接觸器KM02帶電閉合。吸合線圈的負端通過B2點繞經輔助控制接觸器KM02的閉合觸點與控制電源負極相連，吸合線圈投入工作。同時保持線圈也投入工作。

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

4　解決方案

經過摸索，我們設計了一種全新的控制接線方式，如圖2所示。在這個設計方案中，由啟動繼電器K01同時控制功率較低的吸合線圈和輔助控制接觸器KM02。

當收到啟動命令時，控制繼電器觸點閉合，此時輔助控制接觸器KM02帶電閉合。吸合線圈的負端通過B2點繞經輔助控制接觸器KM02的閉合觸點，經觸點95與控制電源負極相連，吸合線圈工作，與此同時保持線圈也投入工作。

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

由此發現，采用這種控制方式實現了與原設計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電流過大的問題，推進了項目的執行。

5　結語

電氣元件控制回路的安全性和經濟性是設計人員追求的目標，希望本案例能對廣大設計人員及產品制造廠家予以啟發，完善項目設計和控制控制產品的研發制造。

［1］西門子低壓控制產品目錄.2013（1）.

靳麗娟（1983—），女，漢族，河北人，工程師，現從事：電機設計制造工作；金玉成（1983—），男，漢族，黑龍江人，工程師，現從事：發電機自動化設計工作。