延时开关如何控制三相风机（时控开关在风机控制应用中的问题分析）

白溪水电站利用微电脑时控开关对通风机进行时段启停控制。但在改进过程中，出现了按下紧停按钮，而风机却无法停止的现象。针对风机控制电路进行详细的分析发现，是由于风机控制电源与微电脑时控开关之间形成了新的回路，导致风机控制接触器不能释放引起的。

水电站暖通设备是为了保证厂房内主辅机设备在相对恒定的温度、湿度下稳定工作而专门设置的。由于设计方面的原因，长期以来白溪水电站通风设备的启停操作都要到每个控制柜前进行现场操作。由此不仅难以保证风机有效可靠启停，同时也增加了运行人员的工作量，很不科学。近年来，随着微电脑时控开关（简称定时开关）在生产生活中的广泛推广和应用；也为这个问题的解决提供了科学参考。

1.1风机基本情况

根据实际需要，白溪水电站共设置混流、轴流、斜流、离心、隧道轴流、防爆离心等各式通、排风机共计30余台。主要分布在主厂房的蜗壳层、水轮机层、发电机层；副厂房的0.4KV、6.3KV、35KV开关室，厂变室，主变室，电缆层；以及坝区的坝顶配电室，坝区变，柴油机房等重要部位。

根据水电站运行规程的相关规定，通风系统的运行，一般根据环境温度和空气湿度以及工作人员人身舒适程度确定比较合理的运行方式。但是由于电站内各个部位的情况不尽相同，各风机的运行方式也差别较大。为了便于操作，通常采用统一的定期启停运行方式。

1.2风机控制原理

风机的控制采用AC380V电源，其电气控制原理如图1所示。正常情况下，火灾联动启、停触点LQ、LT分别处于常开、常闭状态。风机的控制分别通过启停按钮SQ、ST进行现地控制。根据风机功率的大小不同，其交流接触器Q分别采用了CJ10-10和CJ10-40两种不同型号，但控制原理完全相同。

由此可知，风机的控制只能通过现地操作这种单一的方式实现。如果要实现风机控制的自动化可以通过计算机监控系统和定时启停控制两种方式来实现。很显然，在这里定时启停控制方式更简便易行又经济实惠。因此，决定采用微电脑时控开关控制实现风机的自动启停。

图1 改进前风机控制原理图

2.1改造方案

根据市场调研采用了得到广泛应用的KG316T型微电脑时控开关对风机启停进行控制。该产品采用专用集成芯片，能根据用户设定的时间，自动打开和关闭各种用电设备的电源，控制对象可以是路灯、霓虹灯、广告招牌灯、生产设备等需要定时开启和关闭的电路设备和家用电器。

根据产品说明和风机接触器线圈的电压等级，时控开关的接线方式如图2所示。该时控开关最多可设置开关次数16次，能有效满足风机控制要求。结合风机控制原理，确定了风机定时控制的改造方案。其控制原理如图3所示。

图2 时控开关接线图

图3 改进后风机控制原理图

改进前后的控制原理图对比发现，改进后的风机启动控制用微电脑时控开关的触点KG316T取代了原有的按钮SQ，而且风机的停止也是通过该触点分断来实现的。因为触点不是点动，风机接触器Q的自保回路也可以取消。但为了保证风机在时控开关故障时也能停止，将原来的停止按钮更改成有自保性质的紧停按钮。

参照方案，对风机控制系统进行改进后；利用时控开关KG316T控制风机启停都正常。但按下紧停按钮SJT后，风机无法停止。同时改造的几个风机都存在同样的问题。

2.2问题分析

由图3分析可知，在紧停按钮SJT有效分断的情况下，电源A、B两相之间应该不可能形成回路；而风机接触器线圈Q也应该释放。检查紧停按钮SJT触点都分断正常。测量风机接触器线圈Q两侧电压约为AC344V（本文分析均以CJ10-10型接触器为例）。而接触器线圈Q的动作电压值约为AC320V，返回值为AC220V。这样看来，应该还存在其他的回路，使得接触器不能正常释放。

图4 带时控开关电源回路控制图

结合图2分析发现，由于微电脑时控开关自身工作电源的需要，在KG316T中接入了零线。对微电脑时控开关分解发现其内部的电源回路；结合改造方案绘制其完整电路图如图4所示。由此可知，在正常情况下分别形成了A、B以及A、N两个回路，

分别给接触器Q和微电脑时控开关提供电源AC380V和AC220V。当按下紧停按钮SJT后，A相被断开；却形成了B、N之间的新的电源回路。但是B、N之间的电压值应为AC220V，远低于接触器线圈Q两侧测得的电压AC344V；更何况其中还有电阻R2，电容C分压呢？

下面对按下紧停按钮SJT后的电路进行分析。通常对于接触器线圈可以看作为电感和电阻的串联，测得接触器Q线圈的电阻R内为1.8KΩ。同时测得电阻R1为1MΩ，电阻R2为131Ω。这样，该电路简化后如图5所示。

图5 简化电路图

经实验测得，电路中的电压、电流值如下表所示：

图6 实验测量电压、电流值

根据列表，可知UR内=IR内=40.7V；这样就可以画出回路的电压相量图。

图7 回路的电压相量图

由于电路中电感和电容的存在，使得各元件的电压不再是指向同一个方向，电压的叠加也不只是简单的数字相加。比如在上述回路中电感L与电容C的电压在方向上就是完全相反的。因此在局部会出现电压较高的情况，所以U1达到344V就不难理解了。

上述改造方案中，造成紧停按钮不能使风机停转的原因是B、N之间形成新的回路，使接触器线圈Q不能释放。有效切断B、N之间的回路是解决问题的关键。为了有效解决问题，同时又尽量减少改动的工作量，最后采用了图8的改进方案。

图8 调整后的风机控制原理图

在正常运行状态下，A、B以及A、N两个回路分别为风机接触器Q和时控开关提供电源。当按下紧停按钮SJT或火灾联动停触点LT分断时，就将A、B之间的回路切断，当然B、N之间也不会形成新的回路；同时A、N的回路并未切断，保证了时控开关的电源。这样，问题就得到了有效解决。

微电脑时控开关精准的时间控制特点使得其备受人们青睐，应用领域也越来越广泛。对于厂家而言，应该从客户的需要着手为产品提供尽可能详细的信息和资料。电子产品的电路图是必要的。而对于使用者而言，应认真阅读产品说明书，全面了解其技术特点。只有这样产品在应用过程中才能得心应手，充分展示其性能。

（摘编自《电气技术》，原文标题为“时控开关在风机控制应用中的问题分析”，作者为匡全忠、宋林梅等。）