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什么是电路互锁,如何实现?

2021-07-08 19:01:56 946 来源:爱物联-谢强

要想弄清电路互锁,首先要了解实现电路互锁的关键设备,交流接触器。交流接触器是一种广泛应用在电力行业的一种电器,它主要是用来控制大电流设备电路的通断上。交流接触器一般用来启动设备,利用不同的控制接线方法可以控制电动机的正反转、启停。

上面是交流接触器实物图,型号为CJX2-1201,1/L1和2/T1、3/L2和4/T2、5/L3和6/T3为三路常开主触点,21NC和22NC为一路常闭辅助触点。

交流接触器上A1、A2端为线圈,基本使用上,A1接火线、A2接零线时,交流接触器导通。交流接触器导通后会吸合,1/L1和2/T1、3/L2和4/T2、5/L3和6/T3三路常开触点由常开变为常闭,如果在常开触点接上设备,则可实现控制设备通电启动。

而上面提到的控制电动机的正反转,就是本题所提到的电路互锁。那到底是怎么回事呢?首先需要两个电路,一个电路控制电机的正转,另一路电路控制的是电机的反转,但最重要的问题是要保证这电机正反转两路电路不能同时通电。因为当电机正、反转回路都通电时,虽然电机是不会启动的,但会在整个电路中产生过电流,如果不及时关断用不了多长时间电机就过热烧毁设备。所以在通电的情况下,存在的两路电路只能允许其中一路通电,必须保证不能同时通电,这就是互锁电路,就可以用来控制电机的正反转了。

那怎样实现电路的互锁呢?先不急,先熟悉交流接触器的基本接法,就拿前面介绍的交流接触器CJX2-1201举例。首先要把两路电路基本回路部分各自接好线,火线零线分别接到交流接触器线圈A1、A2,再引一路火线通过交流接触器的三路常开触点中的一个,例如接1/L1和2/T1,这一路是去接设备,当线圈A1和A2通电时,常开触点1/L1和2/T1变为常闭,即实现通过交流接触器控制设备的基本功能。

交流接触器的基本接法熟悉后,接下来就是关键,如何实现互锁。就是两路电路分别把对方回路中的交流接触器的常闭辅助触点接到自己的电路回路中,例如把第二路回路的交流接触器的常闭辅助触点接到第一路电路回路中。

如图所示,就以常见的380V三相电源的大型电机的正、反转互锁接线图。

图中浅绿线路就把右边电路(逆)的继电器的常闭辅助触点连到了左边电路(顺)中,为什么?那我们开始思考一下,这样接会形成怎样的回路呢?假设如果先打开右边电路(逆),则右边电路(逆)的交流接触器线圈通电,自然会启动设备逆,但同时右边电路(逆)交流接触器的辅助触点将从常闭变为常开。这就是关键所在了。前面不是说了吗?已经把右边电路(逆)的交流接触器的常闭辅助触点接到左边电路(顺)中去了,那右边电路(逆)的导通的同时就会导致左边电路(顺)成为断路状态。既然左边电路(顺)成为断路状态,自然是无法让左边电路(顺)通电的。而能够让左边电路(顺)通电就必须让右边电路(逆)交流器接触器的辅助触点恢复常闭状态,自然右边电路(逆)就不能通电。总之,右边电路(逆)通电的结果必然导致左边电路(顺)断路,而想让左边电路(顺)通电,右边电路(逆)就不能通电,所以自始至终都满足只能其中一路通电,就可以达到电路互锁的目的了。

光是思考不行,还需要通过实际接线来验证可不可行。依据我司为物联网公司,所以我将用远程控制的方式演示如何实现电路互锁。

首先我介绍本地互锁电路中会用到哪些设备。

第一排

空气开关:作用过载保护,如果回路中出现过电流,跳闸保护。

12V电源:提供两路12V电源,一路供第一排RS485工业4G路由器USR-G807,另一路供第二排串口继电器ZZ-IO404D。

RS485工业4G路由器USR-G807:传输设备,把RS485信号转换成可通过网络传输的数据,远程控制的关键设备,已内置了4G卡。如果朋友有兴趣的,可去我司官网了解https://www.usr.cn/Product/320.html

第二排

串口继电器ZZ-IO404D:提供两路电路的控制开关,如果朋友有兴趣的,可去我司官网了解https://www.iiot.com/product/3708.html

交流接触器:实现电路互锁的关键设备,一个回路一个,有两个电路就要两个。

中间继电器:电机的正转、反转为两个状态,一个代表电机正转、一个代表电机反转。

整个电路已接好线,通上电源,合上空气开关。

因为是要通过远端网络控制,所以我使用的是我司有人云(有兴趣可去了解http://cloud.usr.cn/),登陆有人云网站,配置两路开关组态。

在我司有人云组态上打开第一路开关。

看看实际电路情况是串口继电器ZZ-IO404D的DO1打开(指示灯亮),使第一路电路导通,第一路交流接触器为吸合状态,第一路中间继电器接通(指示灯亮),这里可想象为电机在正转。

在有人云组态上关闭第一路开关,打开第二路开关

实际电路情况是,之前串口继电器ZZ-IO404D打开的DO1关闭(指示灯灭),DO2打开(指示灯亮),使第二路电路导通,第二路继电器吸合,第二路中间继电器接通(指示灯亮),这里可以想象为电机在反转。

可见现在两路电路单独打开开关后,都是正常的,要判断是否是为互锁电路的最关键步骤来了,既然现在是第二路电路为通电状态,如果已经实现了电路互锁,那么就算我再打开第一路开关,也不能让第一路电路通电才对。

最关键步骤来了,在第二路开关已经打开的情况下,打开第一路开关。

那实际电路呢?可以看到,在串口继电器ZZ-IO404D的DO2已经打开(指示灯亮)的情况下,也同时打开了DO1(指示灯也亮),但并没有使第一路电路通电,因为第一路继电器没有吸合,自然第一路中间继电器没接通(指示灯没亮)。但第二路电路回路仍然导通,第二路继电器仍然吸合,第二路中间继电器仍然接通(指示灯亮),这里可以想象为电机并没有同时正转和反转,仍然保持了反转。

电路互锁已经实现了,在第二路电路回路通电的情况下,第一路电路是无法导通的,哪怕合上第一路开关也是没用的,因为前面我们已经想清楚了原理,当第二路电路通电时,通过互锁电路的接法必然造成了第一路电路为断路状态,所以保证了任何时候都只能有一路电路通电,互锁电路可安全用在控制电机的正、反转上。

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