浅谈如何培训电气专业学生电力拖动控制线路设计能力

【摘要】电气专业的学生既要完成电力拖动控制安装接线、故障排查等的学习外，还要学习一些控制线路的设计，并将所设计线路安装调试完成。现就在实训教学中，如何培训学生进行线路设计，和大家交流一下。

【关键词】电气专业学生;线路设计;安装及调试

随着科技的发展，企业对应用型人才的要求越来越高，这对高职院校人才培养提出了较高的要求。我们培养的学生不仅要具有动手能力，还要具有创新能力。电气控制线路的设计，是在掌握了典型控制线路的原理及安装基础上，才能进行培训的一个课题。

一、掌握典型控制线路的原理图及安装调试

1.能够画出典型控制线路的原理图

如三相异步电动机的单向运行控制;正反转控制（含接触器联锁的正反转控制、按钮联锁的正反转控制、双重联锁的正反转控制）;星三角降压起动控制（含手动控制的星三角降压起动控制、自动控制的星三角降压起动控制）;双速电动机控制（含手动控制的双速电动机控制、自动控制的双速电动机控制）等。学生通过理论学习以后，应具有相应的画图能力;然后通过到实训室学习，不仅可以强化学生的画图及动手安装接线的能力，还可以为后面的课程设计打下基础。

2.正确安装典型控制线路

通过分析电气原理图后，进行安装接线;学生要能够把原理图中电气元件符号，与实物上的各对应部分联系起来，正确接线;先接主电路，在接主电路时，要注意电源的进线是上进下出;接控制电路时，根据编号，依次完成接线;在接按钮盒时，要注意，进盒的线要通过接线端子引入。对每个元件在所接线路中的作用，学生一定要清楚。

3.调试

学生安装接线完成后，先通过静态检测，对所接线路有一个初步的判断，即是否存在短路或断路情况，静态值是否合理;然后是进行通电测试，通过通电试验，可以直观看到各元器件的动作，及电动机运行情况是否正常。这一过程，让学生看到每个元件的动作情况，以及所接线路完成的控制功能。

二、学习简单控制线路的设计

1.首先根据所设计控制线路的要求，对所需要用到的电气元器件写出材料清单（元器件的名称、数量、型号）。

2.根据所设计线路的要求，通过自己在理论学习和实习学习中掌握的知识，考虑如何设计。

3.通过分组完成或自己完成，画出能够实现设计要求的电气原理图，分析工作原理，请带实习的教师审核图纸，提出建议，方可照图安装接线。

4.在我们设计线路时，还要考虑一个重要的因素，就是要根据现有的元器件条件，完成我们的设计课题。因为，每个设计线路的功能，可以通过很多种控制方式来完成。

三、设计实例（三相异步电动机单向运行控制，扩展为两地控制的两台电动机手动顺起，手动逆停控制线路，具有短路、过载、欠压及失压保护）

1.元件清单

三相空气开关1个、主熔断器3个、控熔断器2个、交流接触器2个、热继电器2个、三联按钮2个。

2.设计思路

（1）由于要完成两地控制，必须考虑甲、乙两地均有起动按钮和停止按钮;根据现有的条件，我们只能提供两组三联按钮，所以，在设计线路时，学生必须考虑其中两个按钮，即要做起动按钮使用，又要做停止按钮使用。学生还需要掌握一个要点，就是只要是多地控制，每台电动机的控制电路，起动按钮要并联、停止按钮要串联。

（2）两台或多台电动机要求顺序起动时，控制第一台电动机的交流接触器常开辅助触头，必须串联在第二台电动机的控制电路里，以此类推。

（3）两台或多台电动机的逆序停止时，控制第二台电动机的交流接触器常开辅助触头，必须并联在第一台电动机的停止按钮上。

3.画出设计电路

根据设计思路，画出能够实现控制要求的电路图，如图一所示（主电路省略）。控制电路中SB11、SB12是第一台电动机的停止按钮，SB21、SB22的常开触头是第一台电动机的起动按钮，SB21、SB22的常闭触头是第二台电动机的停止按钮，SB31、SB32是第二台电动机的起动按钮。通过这六个按钮，我们就能够实现在甲乙两地控制两台电动机的运行。KM1控制第一台电动机，KM2控制第二台电动机。

四、我们在设计了手动控制基础上，进一步学习自动控制的设计（两地控制的两台电动机自动顺起，自动逆停控制电路）

1.元件清单

三相空气开关1个、主熔断器3个、控熔断器2个、交流接触器2个、热继电器2个、三联按钮2个、增加一个时间继电器、一个中间继电器，减少两个按钮。

2.设计思路

（1）起动时，第一台电动机起动一定时间后，第二台电动机自行起动。根据要求，我们可以采用通电延时型时间继电器或断电延时型继电器完成顺序控制的要求;通常情况下，首选通电延时型时间继电器，利用它的延时闭合常开触头串接在第二台电动机的控制电路中，实现按时间顺序起动的控制要求;相当于利用时间继电器的延时闭合常开触头，代替第二台电动机的起动按钮，当延时触头自动闭合时，第二台电动机就自行起动。由于是两地控制，所以，两个起动按钮需要并联完成两地控制要求，如图二所示。同学们也可以在此电路的设计思路上，考虑如何采用断电延时型时间继电器完成顺起逆停的控制电路的设计。

（2）停止时，第二台电动机停止一定时间后，第一台电动机才能自行停止。根据要求，我们在设计上可以采用两个时间继电器完成顺起逆停控制，但是，由于实际现场情况，只有一个时间继电器可用，在设计上，就必须考虑同一个时间继电器需要完成两个功能，起动时经过延时，使第二台电动机自行起动。当第二电动机起动后，KM2的常闭触头分断，时间继电器线圈断电，时间继电器暂时停止工作。当需要停止时，按下停止按钮，第二台电动机停止的同时，时间继电器重新工作，通过延时分断的常闭触头延时分断，切断第一台电动机控制电路，第一台电动机就可以自行停止了。

（3）为了能够正常顺序起动逆序停止，电路中需要采用一个中间继电器，通过中间继电器的常闭触头可以保证起动正常完成，在时间继电器暂时断电时，第一台电动机不会停止工作;在完成自动逆停时，由于中间继电器工作，常闭触头分断，使第二台电动机不会重新起动。

3.画出设计电路

根据设计思路，画出能够实现控制要求的电路图，如图二所示（主电路省略）。控制电路中SB11、SB12是第一台电动机的起动按钮，SB21、SB22是第二台电动机的停止按钮，通过这四个按钮，我们就能够实现在甲乙两地控制两台电动机的运行。KM1控制第一台电动机，KM2控制第二台电动机。KT、KA、KM1、KM2、共同完成自动顺起、自动逆停的控制。

通过设计手动控制的两台电动机顺起逆停，到自动控制两台电动机顺起逆停的设计，学生对设计线路有了一定的认识;感兴趣的学生对以上两个线路还可以设计出不同的电路来。

随着PLC技术的迅速发展，接触器控制的顺序控制已经被取代，学生可以在PLC实验室将自己设计的顺序控制电路，改为由PLC控制实现。学生通过学习简单的课题设计，对今后在学习PLC课程设计时，有积极的帮助作用。

作者简介：丁晓松（1965—），女，云南石屏人，毕业于天津职业技术师范学院电气自动化专业，现供职于云南机电职业技术学院电气工程系。