电气控制回路设计中的竞争与冒险问题
通过对电气控制回路中竞争与冒险问题的实例分析，揭示了问题的隐蔽性和可能产生的后果，提醒电气从业人员对该问题应引起足够重视，及时总结经验，改进设计原理，提高电气控制系统的可靠性工作效率和质量。
0引言 电气控制回路中如果存在竞争与冒险问题，就会直接危及人机安全，造成重大事故，后果不堪设想，因此，在电气控制回路的设计应用中应引起高度重视。在电子线路的设计中，竞争与冒险的问题处于重要的位置，因为该问题的存在关系到系统是否能可靠地工作。另外，由于强电构成的电气控制一般比较直观，易于识读，很少出现竞争与冒险问题，易被忽视。如果在设计中考虑不周或生产、检修过程中控制回路接线错误，都会产生该问题。
1电路分析 软起动器起动电机旁路运行后，电机自由停车和延时停机的控制原理图如图1所示，电机的起动通过中间继电器ka1的吸合来实现；起动达速后中间继电器ka2吸合，旁路接触器km得电，电机旁路运行；sb1按下时，ka2、km线圈断电，电机自由停车；当按下sb2时，时间继电器kt线圈得电，常开触点瞬时闭合并自保持，直至kt的延时断开的常闭触点打开，将ka2、km线圈断电，电机停止。该回路从控制原理上分析无问题，但仔细观察会发现延时停止回路存在问题。如果中间继电器ka2和时间继电器kt采用不同类型的产品时（如一个采用电磁式继电器，另一个为电子式继电器），由于线圈动作时间相差较大，ka1和kt在动作上存在抢时间的问题，即当按下sb2时，kt得电并自保持，但当kt延时断开的常闭触点打开瞬间，kt的线圈断电，自锁触点打开，kt的延时断开常闭触点又会瞬时闭合；在kt延时断开的常闭触点从延时打开到瞬时闭合的时间中，如果ka2断开，则电机能够停止；否则，电机无法延时停止（因为还没等ka2断开，kt的延时断开常闭触点又闭合了，导致ka2无法断电）。这种延时停车有时成功，有时失败，其结果是控制回路不能可靠工作，就是典型的竞争与冒险问题。如果kt是电子式时间继电器（如st3pc-d），而ka2又是电磁式中间继电器（如jzc3 -22 d），这时，由于kt总是先完成动作，而ka2又由于线圈存在剩磁而释放较慢，造成ka2无法可靠断电。若将kt、ka2改为同一类型继电器（如该例中的kt改为jsk4-224d），则可解决此类问题。
图1电机自由停车和延时停机控制原理。
2改进设计 图2为未改进前的联络柜控制电路图。图2中，联络柜中的手动、自动控制的框架式断路器去消由于原理设计缺陷，转换开关在自动档时，欠压线圈q与合闸线圈x得电时出现竞争与冒险问题，造成断路器不能可靠合闸。为了突出主要问题，将其他辅助回路略去，在储能电机已储能时，如果300#线得电，欠压线圈q先吸合，则自动合闸成功，否则就失败，即是造成自动合闸有时成功、有时失败的原因。
为了能使断路器可靠合闸，线路中增加延时继电器bsj，如图3所示。当300#线路得电时，欠压线圈q得电动作，合闸线圈x通过通电延时继电器bsj延时吸合后得电动作，断路器合闸。
图2联络柜控制电路图。
图3增加bsj后的联络柜控制电路图。
3结语 电气控制回路中的竞争与冒险问题具有一定的隐蔽性，在电气控制原理的设计中常常会遇到，设计人员应仔细考虑控制原理的每一个细节，避免此类情况的发生。如果对新设计的控制原理存在疑问，最好能通过试验手段验证。
总之，电气控制回路中的竞争与冒险问题对人机安全危害极大，要尽量避免。
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1电路分析 软起动器起动电机旁路运行后，电机自由停车和延时停机的控制原理图如图1所示，电机的起动通过中间继电器ka1的吸合来实现；起动达速后中间继电器ka2吸合，旁路接触器km得电，电机旁路运行；sb1按下时，ka2、km线圈断电，电机自由停车；当按下sb2时，时间继电器kt线圈得电，常开触点瞬时闭合并自保持，直至kt的延时断开的常闭触点打开，将ka2、km线圈断电，电机停止。该回路从控制原理上分析无问题，但仔细观察会发现延时停止回路存在问题。如果中间继电器ka2和时间继电器kt采用不同类型的产品时（如一个采用电磁式继电器，另一个为电子式继电器），由于线圈动作时间相差较大，ka1和kt在动作上存在抢时间的问题，即当按下sb2时，kt得电并自保持，但当kt延时断开的常闭触点打开瞬间，kt的线圈断电，自锁触点打开，kt的延时断开常闭触点又会瞬时闭合；在kt延时断开的常闭触点从延时打开到瞬时闭合的时间中，如果ka2断开，则电机能够停止；否则，电机无法延时停止（因为还没等ka2断开，kt的延时断开常闭触点又闭合了，导致ka2无法断电）。这种延时停车有时成功，有时失败，其结果是控制回路不能可靠工作，就是典型的竞争与冒险问题。如果kt是电子式时间继电器（如st3pc-d），而ka2又是电磁式中间继电器（如jzc3 -22 d），这时，由于kt总是先完成动作，而ka2又由于线圈存在剩磁而释放较慢，造成ka2无法可靠断电。若将kt、ka2改为同一类型继电器（如该例中的kt改为jsk4-224d），则可解决此类问题。
图1电机自由停车和延时停机控制原理。
2改进设计 图2为未改进前的联络柜控制电路图。图2中，联络柜中的手动、自动控制的框架式断路器去消由于原理设计缺陷，转换开关在自动档时，欠压线圈q与合闸线圈x得电时出现竞争与冒险问题，造成断路器不能可靠合闸。为了突出主要问题，将其他辅助回路略去，在储能电机已储能时，如果300#线得电，欠压线圈q先吸合，则自动合闸成功，否则就失败，即是造成自动合闸有时成功、有时失败的原因。
为了能使断路器可靠合闸，线路中增加延时继电器bsj，如图3所示。当300#线路得电时，欠压线圈q得电动作，合闸线圈x通过通电延时继电器bsj延时吸合后得电动作，断路器合闸。
图2联络柜控制电路图。
图3增加bsj后的联络柜控制电路图。
3结语 电气控制回路中的竞争与冒险问题具有一定的隐蔽性，在电气控制原理的设计中常常会遇到，设计人员应仔细考虑控制原理的每一个细节，避免此类情况的发生。如果对新设计的控制原理存在疑问，最好能通过试验手段验证。
总之，电气控制回路中的竞争与冒险问题对人机安全危害极大，要尽量避免。
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