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接触器自锁控制线路教学改进及推广应用
作者：白 蕊
关键词：接触器自锁控制线路；教学；时间继电器改进；教学演示；控制线路
教学现状概述
接触器自锁控制线路是实现电动机连续运转的常用线路，在《电力拖动控制线路与控制》课程中是学习和掌握复杂控制线路的基础知识。因此在课程教学中应要求学生熟练掌握该线路的原理、组成及实际使用的各方面的知识。
在教学实践中笔者发现，现有的课堂教学和演示设备存在着一些不足之处，不利于讲解和演示实验。在理论教学中，接触器自锁控制线路原理的基本线路知识点相对简单，学生理解并不困难。然而当进行大型复杂控制线路的分析时，特别是针对线路实物进行动作流程分析时，容易出现思路混乱、力不从心的情况。
笔者分析认为，造成这种现象的根本原因在于学生在最初阶段学习基本线路时没有打下扎实的基础，特别是不能灵活地理解掌握原理图、动作流程与实物元件之间的联系。针对此问题，笔者以接触器自锁控制线路教学为例，提出一些教学改进的意见，对控制线路实验演示设备作了必要的修改，以加强实物演示在课堂教学中的作用。
接触器自锁控制线路原理
如图1所示，基本的接触器自锁控制线路内主要控制元件包括交流接触器KM，启动按钮SB1，停止按钮SB2。
图1 接触器自锁控制启动电动机的基本线路
线路工作原理如下：（1）接通电源QF及控制线路电源。（2）启动：参见图2。（3）停止：参见图3。
在启动流程内，由于KM常开辅助触头闭合（动作A3），控制线路在SB1分断后仍保持接通，从而实现电机的连续运转，接触器通过自身常开触头而使线圈保持带电的作用叫做自锁。
需要注意的是，在启动流程里，实物演示的直观动作主要是接触器辅助触头闭合使线圈保持带电（动作A3）和电动机启动连续运转（动作A5）两部分，同时也是授课中的重点和难点。
改进线路原理
在教学实践中笔者发现，在演示实验中，由于按下SB1接触器动作并实现自锁和电动机启动几乎是同时完成的，学生往往顾此失彼，对于初步学习控制线路的学生，线路各元件连续动作顺序不易梳理清晰。针对这一个教学难点，笔者在演示平台上加装了时间继电器，以分解动作流程，清晰地展现各元件的连续动作顺序，改进方法如下。
如图4所示，加装时间继电器改进控制线路增加的主要元件包括时间继电器KT、复合旋钮QS、辅助接触器KM′。其中，时间继电器KT选择缓慢吸合的继电器线圈，复合旋钮QS为具有动合触点但无自动复位功能的旋转开关。在控制线路实验演示台上应该遵循将基本线路和改进控制线路增加元件分区域布置的原则，并采用明显的标志和说明显示出不同区域的作用。
图4 接触器自锁线路加装时间继电器
演示基本线路时，控制投切时间继电器KT的复合旋钮QS状态为在控制线路部分分断，主线路部分闭合，时间继电器KT和辅助接触器KM′不能被通电并参与动作流程。按下SB1时，线路按照基本的接触器自锁流程启动。
当需要分段讲解流程时，在线路通电前调整QS状态，使控制线路部分闭合，主线路部分分断。当线路通电后，电动机起动流程参见图5。
对比流程1和流程3可以发现，流程1内自锁线路关键的两步，接触器动作其常开主、辅触头闭合（动作A3）和电动机启动连续运转（动作A5）在演示时是同时完成的；而在流程3中由于时间继电器KT的延时作用，将两个关键点在时间上分割开来。首先完成接触器KM动作的自锁环节（动作C3），给教师一定的讲解时间，即时间继电器KT的延时结束后（动作C6），触头接通使辅助接触器KM′线圈吸合（动作C7），之后由辅助接触器KM′接通主电路，启动电动机运转（动作C8）。流程3的优点就是将接触器KM自锁控制的整个流程分阶段在实物演示中呈现出来，重点强调接触器线圈得电吸合和电动机启动连续运转两个动作，易于课堂教学和理解掌握。
在此，笔者对改进线路做几点说明：第一，复合旋钮QS应在整体线路通电前改变状态，这样可以避免由QS来投切主电路大电流而损坏按钮。第二，时间继电器KT的整定时间可由教师根据需要自由掌握。第三，用于电路中的计时方式可以有多种选择，但考虑到电力拖动课程中对接触器、继电器的教学比重很大，并考虑到线路内所有元件的类型统一，因此选择时间继电器作为计时元件，同时也可使学生对时间继电器的功能有一个直观的认识。
线路改进及推广应用
分析使用时间继电器对接触器自锁控制线路教学改进的基本原理，可以发现，主要目的是将一个完整瞬时的流程，在讲解时分段呈现出来。如图6，基本流程是动作D1同时引起动作D2、动作D3，在动作D2、动作D3共同完成情况下引起动作D4，整个流程是在瞬时完成的，直观感觉上就是动作D1~D4在同时进行，这不利于演示说明。
以上基本流程可以参照流程1、流程3来对应理解，如按下SB1后KM线圈得电（动作A1、动作A2）可以对照动作D1；KM自锁触头闭合（动作A3）对照动作D2；KM主触头闭合（动作A4）对照动作D3；而延时T1就可以对应控制线路加装时间继电器后产生的流程3中的一系列动作。
应用加入时间继电器的线路改进方法就可以使该流程的教学讲述更加有条理地进行，特别是有利于对复杂控制线路的学习理解。具体的改进是，在动作D3后加入由时间继电器实现的时间延时T1。若流程中存在三个或更多的同步动作时，可以考虑加入多个时间继电器，通过不同的延时时间T1、T2…，实现流程的分段演示，参见图6。
改进的线路示意图参见图7，线路的动作原理与前面介绍的原理是一致的。需要指出的是，因为时间继电器触点可以承受控制线路内的投切电流，此处没有加装用于投切大电流的辅助接触器。
总结
应用加装时间继电器于教学演示线路的改进方法，原理简单实用。同时可以在课堂演示中给予教师更大的主动权，明显地提高复杂控制线路的授课效果，使学生对于电力拖动控制线路动作流程有更明晰的理解。
参考文献：
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作者简介：
白蕊（1956—），女，河北卢龙人，唐山市化工技校讲师，主要从事电工专业一体化教学工作。