三线启停电路介绍

什么是三线启停电路?

三线启停电路通常用于远程启动和停止大型工业电机。这个极简电路由两个按钮和一个电机启动器组成。尽管这个定义是有效的,但三线电路远不止于此。事实上,我们可以认为,这个电路所体现的原则对于理解更广泛的工业控制系统领域至关重要。仅次于连续电路的构建,这是所有工业控制和自动化学生必须掌握的电路。

在本文中,我们将使用图1中展示的Phase Dock训练器来探索三线电路。它配备了停止(红色)和启动(绿色)按钮以及一个小型三相电机启动器。

1 Phase Dock训练器包含三线电机启动电路的组件。

关于电机启动器的更多信息

本文是介绍电机启动器并探讨其重要且有时微妙应用的更大作品的一部分。请参考以下相关文章以获取更多信息:

为什么这个电路重要?

它之所以重要,是因为三线电路是一个常见且众所周知的构建模块。它在工业环境中以双按钮启停电机启动器的形式出现。也许更重要的是,它是可编程逻辑控制器(PLC)梯形逻辑(LL)语言构建的基础之一。了解这个电路为后续的工业自动化和控制设备工作奠定了基础。

这个电路是如何工作的?

电路的接线图包含在图2中。按钮的特写图像包含在图3中。请注意,有三个主要组件:

  • 停止按钮 :红色(停止)瞬时按钮具有一组常闭触点。这可以在图3中清楚地看到,红色开关块标有NC表示常闭。
  • 启动按钮 :绿色(启动)瞬时按钮的常开触点可以在图3中看到,标有NO。
  • 电机启动器 :电机启动器由三个组件组成,可以在图1中看到。这包括底座三相接触器、过载块(前部)和辅助接触块(顶部)。仔细观察图1,可以看到一个小的红色和一个小的蓝色方形按钮,分别标有“停止”和“重置”。这些按钮用于测试过载块,并在电机发生过载事件时重置设备。

2 :使用KiCad开发的3线启动停止电路的接线图。

回到图2,可以看到电机启动器组件在三个地方被描绘出来。标有M1的线圈位于图的中心附近,过载块在右侧,常开辅助触点与启动按钮并联。还要注意,只有在没有过载且停止按钮未被按下时,梯级连续性才可能。

内存是 3 线电路的重要组成部分

该电路具有一个锁存器——一种将某物固定在位的机制。这是一种反馈或记忆形式,其中继电器通过其常开触点为其自身线圈供电——继电器自锁。

线圈激活

回顾图2,我们看到当梯级有连续性时,线圈M1将被激活。用布尔逻辑的话来说,我们会说线圈M1在“非停止、启动且非过载”时激活。一旦线圈M1被激活,M1辅助触点(与绿色启动按钮并联)将闭合,为M1线圈供电提供另一条路径。该路径在操作员释放启动按钮后仍然保持活动状态。

线圈释放

只要梯级有连续性,M1线圈就会保持激活状态。注意,停止按钮将导致系统停用。同样,如果过载块检测到电机过载,连续性将被中断。

这些动作共同形成了一种原始记忆。M1触点中保存了一位信息。记忆位“记住”了最后按下的按钮。

技术提示 :对于每个控制系统,我们需要检查它如何响应意外的或故意的操作员误用。我们必须优先考虑安全,并积极防止错误。在这个例子中,操作员可能会同时按下启动和停止按钮。仔细观察图2可以发现,停止按钮具有优先权。

三根电线在哪里?

该电路因其传递给开关组件的电线数量而得名。三根电线在图3中清晰显示。使用图2中的电线标识:

  • 第一梯级,电线 1 将停止按钮触点连接到24 VDC。
  • 第一梯级,电线 2 将停止按钮跳接到启动按钮和辅助线圈的辅助常开触点。
  • 第一梯级,电线 3 将启动按钮和电机启动器辅助线圈(记忆)跳接到M1线圈。

技术提示 :理论上,远程控制电机启动器只需要三根电线。实际上,特别是如果使用120 VAC系统,则需要四根电线。第四根电线是用于接地远程箱金属部分的安全地线。如果没有这个地线,箱内的故障可能会使操作员暴露在高电压下。在布线控制面板(包括远程设备)时,请务必遵守所有适用的州和联邦法规。

3 :特写 图像显示了三根电线连接到常开(绿色启动)和常闭(红色停止)按钮。

技术提示 :可以构建一个两线电机控制电路。不使用瞬时按钮,而是使用选择开关。这个开关就像你家中的壁挂式电灯开关,有一个开的位置和一个关的位置。

两线控制是一个简单可靠的电路,但在电路故障时可能会导致混淆。例如,考虑图2中的过载触点。这些触点将打开,从而禁用电机控制器以保护电机。在两线控制中,物理“开”开关位置与电机被禁用的现实之间存在差异。三线开关不会遇到这个问题,因为不会有差异。另一种思考这种情况的方式是说原始软件在控制电路。如有必要,软件可以并且会改变电机的状态。随着你继续学习,这种区别将变得更加重要,特别是当你考虑人机交互的复杂性时。

结论

三线启停电路是工业控制和自动化系统的基本构建模块。这是一个每个学生都应该能够识别、快速构建和排除故障的电路。在这个例子中,我们使用了一个小型电机启动器,因为它代表了最纯粹的应用。然而,如果我们使用了SPDT继电器,操作将是相同的。事实上,我鼓励你使用各种接触器和继电器来构建这个电路。在这个过程中,你肯定会引发一些接线错误。真正的学习发生在你解决这些问题的过程中。这将对你过渡到使用梯形逻辑的PLC电路大有帮助。

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