靳丽娟　金玉成（.哈尔滨电气动力装备有限公司，黑龙江哈尔滨 50040；.哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨 50040）

一例西门子直流控制接触器的控制回路改进

靳丽娟1金玉成2
（1.哈尔滨电气动力装备有限公司，黑龙江哈尔滨 150040；2.哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150040）

直流接触器广泛应用于冶金、矿山、地铁、化工等部门的直流控制电路，其适用于远距离频繁地接通和分断大容量控制电路中的电器元件，主要控制对象是电动机。在采用直流电路控制高功率接触器启动的工况下，过大的启动电流会导致控制继电器工作故障，本文通过对西门子接触器的控制回路改进，在不增加硬件成本的情况下，成功解决了控制问题。

直流控制 接触器 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

各个国家的电力控制系统对电源级别的要求不尽相同，在笔者最近参与的一个出口设备项目设计中，合同规定的控制系统电压为直流110V，需要通过PLC控制继电器启动某个供电为400VAC，功率为110KW的电机运行。

2　初步设计

首先根据该项目的系统要求通过PLC的组态编程，在满足启动条件时导通启动继电器的线圈，启动继电器的触点串联交流接触器的启动线圈，对接触器控制，从而完成对受控电机的自动启动控制，这是一种经典的电机启动方式。

因该合同规定了对电气元件的厂家的指定，我们选用了西门子3TF系列的接触器。根据选型手册，选择接触器的型号为3TF5322-1XF4，由样本得知，该接触器工作电压110VDC，可控电机功率为110KW，满足设计要求。

图1　接触器工作接线原理图

图2　改进的控制接线原理图

3　问题提出

通过在选型样本中查表可知该型号接触器的保持功率消耗为11W，但吸合功率却高达876W，这样通过计算可知吸合瞬间的控制回路冲击电流为：

I=876W/110V≈8A

而常规控制继电器的触点最大容量仅为7A，如此高的电流会对控制继电器的触点造成损害，甚至引起继电器触点粘连导致整个控制系统故障，造成严重后果。

为此，我们深入的研究了西门子接触器的工作原理，图1为选型样本中的3TF5322-1XF4的工作接线原理图。图中可见KM01有适用于不同工况的吸合线圈和保持线圈，其中触点95/96为接触器启动断开型辅助触点，另外该接触器附带了一件辅助控制接触器KM02用于完成KM01的启动控制。

在接触器吸合阶段，当外部控制触点闭合（本项目中为继电器输出触点）时，接触器A1接通控制电源正极，此时外部辅助控制接触器KM02带电闭合。吸合线圈的负端通过B2点绕经辅助控制接触器KM02的闭合触点与控制电源负极相连，吸合线圈投入工作。同时保持线圈也投入工作。

当KM01启动完成后，辅助触点95与96断开，KM02失电，吸合接触器的路被断开，吸合线圈退出工作，此时仅保持线圈在工作，接触器进入低功率的保持阶段。

4　解决方案

经过摸索，我们设计了一种全新的控制接线方式，如图2所示。在这个设计方案中，由启动继电器K01同时控制功率较低的吸合线圈和辅助控制接触器KM02。

当收到启动命令时，控制继电器触点闭合，此时辅助控制接触器KM02带电闭合。吸合线圈的负端通过B2点绕经辅助控制接触器KM02的闭合触点，经触点95与控制电源负极相连，吸合线圈工作，与此同时保持线圈也投入工作。

当吸合完成后辅助触点95与96断开，辅助控制接触器KM02失电，吸合接触器的回路被断开，吸合线圈退出工作，此时仅保持线圈在工作，接触器进入低功率的保持阶段。

由此发现，采用这种控制方式实现了与原设计方案同样的控制效果，在不增加硬件成本的情况下，成功解决了控制继电器操作回路中启动电流过大的问题，推进了项目的执行。

5　结语

电气元件控制回路的安全性和经济性是设计人员追求的目标，希望本案例能对广大设计人员及产品制造厂家予以启发，完善项目设计和控制控制产品的研发制造。

［1］西门子低压控制产品目录.2013（1）.

靳丽娟（1983—），女，汉族，河北人，工程师，现从事：电机设计制造工作；金玉成（1983—），男，汉族，黑龙江人，工程师，现从事：发电机自动化设计工作。