QBZ-80\125\200系列矿用真空起动器电气原理图详解

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目前QBZ系列矿用真空起动器厂家很多，虽然外观和内部结构布置以及图纸线号不尽相同，但是其基本原理都一样，本文随意列举一款加以介绍分析。

1、外型及内部结构图

图1 QBZ系列外型图

图2 QBZ系列内部结构图

上面二张图是QBZ系列启动器的外形及内部结构图，也就是实物与原理图的对照。1、结构：起动器外壳采用圆形快开门结构。内部装一块控制底板，底板的正面装有一个真空接触器、一个中间继电器、电机综合保护器、熔断器和阻容过电压吸收器，底板的背面装有隔离开关、控制变压器、停止和起动按钮。起动器的盖子和隔离开关的手柄有机械闭锁，保证断电源后开盖，未盖上盖子不能送电。

2、电气原理图及分析

图3 QBZ系列原理图

  图3中的核心部件，就是隔离换向开关与真空接触器，它们起到接通与断开主回路的作用。开关内部的大部分元件，都是为了控制真空接触器触点的接通与断开而工作的。现在，我们由最简单的电路开始学习并分析QBZ系列电气原理图。 

 图4 隔离换向开关控制的电动机原理图

我们看到的图4这个电路是隔离换向开关控制一个电动机，隔离换向开关闭合，电动机得电旋转；隔离换向开关断开，电动机断电停止旋转；这是最简单的控制电路，所有复杂的控制电路都可以简化成这样的电路。

这里说明一下：三相电路改变任意2相接线都可以改变电动机的旋转方向，本题例中隔离换向开关可以换向，可以改变电动机的转向，使之产生正传和反转。具体原理就不在这里探讨。

图5  真空接触器结构图及控制电动机原理图

通过隔离换向开关控制负荷（本例中指电动机）当负荷比较小时产生的电流和电火花弧光比较小不会产生太大的影响，但是当控制的负荷较大时就会产生比较大的电流和电火花弧光，容易损坏控制元件和负荷设备。为了解决这个问题，人们就研究设计制造了交流接触器串接在主回路中来控制负荷。合上隔离换向开关后，接触器KM的触点闭合，电动机得电旋转；接触器断开，电动机断电停止旋转。我们知道，隔离换向开关是通过手动来控制。那么交流真空接触器是如何工作的呢？它的触电是如何闭合并断开的呢？为了控制主回路接触器的通断人们就设计了控制回路来使接触器闭合和断开。下面我们就通过图6来学习分析这个控制回路。

图6  真空接触器控制图一

图5中的真空接触器的主触头在常态下是断开的,接触器的线圈实质上就是一个电磁铁，给电磁铁通上电，电磁铁产生磁力，使真空接触器上的衔铁动作，从而带动真空主触头动作使之闭合。如图6所示按下动合按钮QSB接触器线圈得电，接触器主触头闭合、主回路导通，松开QSB接触器线圈失电、主回路断开。

图7 QBZ系列开关动合（起动）按钮结构图

上面的分析让我们知道了真空接触器是怎么吸合的，只要按下按钮QSB，真空接触器就会吸合。但是你按下按钮的时候，按钮动合触头接通电源真空接触器就吸合了，只要你一松手，按钮就又恢复原位，动合触头又断开了，接触器也就断开了，主回路断开。那么如何才能让接触器保持长时间吸合而不断开呢？

图8  真空接触器控制图二

下面我们再来看图8，来分析一下，对比图6发现，图8比图6多了一对触头KM。这对触头就是图6中接触器的辅助触头，当按下按钮QSB时，线圈得电，衔铁在带动真空管内触点闭合的同时，也带动了辅助触点中的常开点KM闭合（如图8右），这就是接触器的自保回路，接触器的辅助触头KM作为自保触头。这时，即使你松开了按钮，由于辅助触点已经闭合了，为吸合线圈控制回路提供了闭合回路，线圈一直带电，使接触器保持吸合状态。

上面的分析让我们知道了真空接触器吸合后按钮松开是如何保持住的，那么当电路不需要闭合时候，我们应该怎样把这个电路断开呢呢？下面我们就来分析这个问题。

图9  真空接触器控制图三

图9比图8多了一个动断按钮，它的实物如图10。正常状态情况下，按钮TSB是接通常闭触头的，当按下QSB时，接触器线圈KM导通，辅助常开触头KM闭合自保，控制回路保持接通状态；当按下TSB时，TSB常闭触头断开，从而断开了线圈KM的控制回路,线圈断电，接触器的真空主触头和常开辅助触头全部断开，电路回到初始断开状态。

图10 QBZ系列开关动断（停止）按钮结构图

上面的分析使我们明白接触器控制回路通断原理，但是上面的图纸及分析比较散乱，而且控制变压器也没有画出，有的读者可能要问控制电源从哪里来，下面我们把以上的几个原理图汇总成一张完整的电路原理图11，这个图就是典型的接触器控制系统原理图。其它复杂的图纸都只是在这个图的基础上引申出来的，只是多了一些电器元件。当我们看懂这图后，就掌握了基本识图知识，就能够逐渐的看懂复杂的电气原理图。

图11 接触器控制系统原理图

图11在整合以上原理图的基础上添加了控制变压器BK（变压器原边接点要根据相应的电压接线）给接触器回路提供电源，同时为了防止变压器及控制回路短路等故障和造成其他继发事故，我们在变压器原边和副边分别加上与容量匹配的熔断器FU1与FU2即保险管。

下面我们对图11进行分析学习：合上隔离换向开关HGK，控制变压器得电，按下QSB，36V输出电源通过FU2—QSB—TSB—KM—回到36V电源的另一端 ，接触器线圈KM得电吸合带动主触头KM和辅助常开触点KM闭合； 松开按钮QSB后，由于接触器的吸合已经将辅助常开触点闭合形成自保接点，接触器线圈保持吸合状态，主回路导通； 当需要停止主回路时，按下TSB，控制回路电源断开，接触器线圈失电释放，主触点和辅助常开触点断开回到初始状态。

松开TSB后，TSB恢复到原来的接通状态，由于这时辅助常开触点已经断开了，所以这时线圈不会得电也不会吸合。只有再次按下启动按钮才会重新启动控制回路。

 在这里我们简单介绍下电气原理图画法的基本规则：

1、为了区别主电路与控制电路，在绘图时主电路（电机及主要电器和连接线等）用粗线条表示，而控制电路（控制电器及连接线）用细线表示。通常习惯把主回路放在线路图的左边（或上部），把控制电路放在右边（或下部）。

2、因为各个电器元件在不同的工作阶段分别作出不同的的动作，触点时闭时开，而在原理图内只能表示一种情况，因此规定，所有电器的触电均表示正常位置，即各种电器在没有通电或机械尚未动作时的位置，也即未通电之前的原始位置。

以上我们介绍了接接触器控制系统，但是接触器控制系统还不能满足复杂的生产工艺过程自动化的要求，有时候还需要更多的辅助触点来控制多条线路，这样我们就引入了日常用到最多的是继电器-接触器控制系统，如图12继电器-接触器控制系统图，利用继电器用作中间传递信号作为中间放大器再来控制接触器，另外继电器的动作比接触器灵敏。

图12 继电器—接触器控制系统原理图

下面我们分析一下图12，合上隔离换向开关HGK，控制变压器得电，按下QSB，36V输出电源通过FU2—K—QSB—TSB回到36V电源的另一端 ，继电器线圈K得电吸合、继电器的常开触头K闭合，接触器线圈KM得电吸合带动主触头KM和辅助常开触点KM闭合； 松开按钮QSB后，由于接触器的吸合已经将辅助常开触点闭合形成自保接点，接触器线圈保持吸合状态，主回路导通； 当需要停止主回路时，按下TSB，控制回路电源断开，接触器线圈失电释放，主触点和辅助常开触点断开回到初始状态。

以上已经系统的分析控制回路怎么使主回路吸合与断开的全过程，在实际生产中还要考虑到开关对负荷的各种保护功能，所以在继电器-接触器控制系统加入了电动机JDB综合保护器与阻容吸收等电器元器件。下面我们就来具体分析这个完整的QBZ系列起动器开关原理图。

图13 接触器控制系统原理图

QBZ系列起动器具有远距离起动和停止负载的功能；JDB保护器具有过载、断相、短路、漏电闭锁检测等保护功能，电源电压不低于额定值的75%，起动器应能可靠的工作，电源电压超过或达到额定值的10%时允许短时工作；阻容吸收装置用于吸收在起动器正常或故障分断时所产生的浪涌电压和浪涌电流，保护电气设备和电缆的安全。

工作原理：

按电机运转方向的要求，合上隔离换向开关HGK，电源接入（根据输入电压级别变压器原边连接相应的接点）,控制变压器原边得电，副边（9，4）两端输出36V交流电，电动机综合保护器JDB得电，漏电检测开始。当主回路对地缘电阻符合要求时（按相关规定JDB内部检测电阻的设定值），JDB内继电器工作，常开保护接点（3，4）接通，为控制回路构成连通回路做好准备；当主回路对地缘电阻不符合要求时，则控制回路无法构成连通回路，控制回路无法工作。

当近控时（2,5）接点通过扭子开关S连通，当远程控制时（2,5）接点通过扭子开关K断开，（1，2，9）接点连接相应的远控按钮接点。

按下启动按钮QSB，中间继电器K得电吸合，中间继电器K的常开接点K1闭合、使真空接触器线圈KM得电吸合，中间继电器K的常闭K2打开、断开JDB对主回路的漏电检测回路；当真空接触器线圈Q1、Q2得电后在大电流下吸合，真空接触器主触头迅速接通、主回路通电，接触器的辅助常闭触点KM1断开、接触器线圈Q1、2、3、4得电在小电流下保持接触器的吸合状态长期工作，同时接触器的辅助常开触点KM2闭合自保。

停止时，按下停止按钮TSB，K失电，K1断开，真空接触器KM失电，辅助触点断开，接触器真空管断开，停止对电机供电。

当运行中如发生短路、过载或断相等故障，则JDB保护器内保护接点（3，4）断开，切断中间继电器K的控制电源，使真空接触器KM立即分断。