電氣控制系統(tǒng)的基本知識

Word文檔電氣控制系統(tǒng)的基本知識電氣掌握系統(tǒng)一般稱為電氣設備二次掌握回路，不同的設備有不同的掌握回路，而且高壓電氣設備與低壓電氣設備的掌握方式也不相同。一起學習一下電氣掌握系統(tǒng)的基本學問~

電氣掌握系統(tǒng)的功能和組成

主要功能

為了保證一次設備運行的牢靠與平安，需要有很多幫助電氣設備為之服務，能夠實現(xiàn)某項掌握功能的若干個電器組件的組合，稱為掌握回路或二次回路。這些設備要有以下功能：

(1)自動掌握功能。高壓和大電流開關設備的體積是很大的，一般都采納操作系統(tǒng)來掌握分、合閘，特殊是當設備出了故障時，需要開關自動切斷電路，要有一套自動掌握的電氣操作設備，對供電設備進行自動掌握。

(2)愛護功能。電氣設備與線路在運行過程中會發(fā)生故障，電流(或電壓)會超過設備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動調整(斷開、切換等)的愛護設備。

(3)監(jiān)視功能。電是眼睛看不見的，一臺設備是否帶電或斷電，從外表看無法辨別，這就需要設置各種視聽信號，如燈光和音響等，對一次設備進行電氣監(jiān)視。

(4)測量功能。燈光和音響信號只能定性地表明設備的工作狀態(tài)(有電或斷電)，假如想定量地知道電氣設備的工作狀況，還需要有各種儀表測量設備，測量線路的各種參數(shù)，如電壓、電流、頻率和功率的大小等。

在設備操作與監(jiān)視當中，傳統(tǒng)的操作組件、掌握電器、儀表和信號等設備大多可被電腦掌握系統(tǒng)及電子組件所取代，但在小型設備和就地局部掌握的電路中仍有肯定的應用范圍。這也都是電路實現(xiàn)微機自動化掌握的基礎。

系統(tǒng)組成

常用的掌握線路的基本回路由以下幾部分組成。

(1)電源供電回路。供電回路的供電電源有AC380V和220V等多種。

(2)愛護回路。愛護(幫助)回路的工作電源有單相220、36V或直流220、24V等多種，對電氣設備和線路進行短路、過載和失壓等各種愛護，由熔斷器、熱繼電器、失壓線圈、整流組件和穩(wěn)壓組件等愛護組件組成。

(3)信號回路。能準時反映或顯示設備和線路正常與非正常工作狀態(tài)信息的回路，如不同顏色的信號燈，不同聲響的音響設備等。

(4)自動與手動回路。電氣設備為了提高工作效率，一般都設有自動環(huán)節(jié)，但在安裝、調試及緊急事故的處理中，掌握線路中還需要設置手動環(huán)節(jié)，通過組合開關或轉換開關等實現(xiàn)自動與手動方式的轉換。

(5)制動停車回路。切斷電路的供電電源，并實行某些制動措施，使電動機快速停車的掌握環(huán)節(jié)，如能耗制動、電源反接制動，倒拉反接制動和再生發(fā)電制動等。

(6)自鎖及閉鎖回路。啟動按鈕松開后，線路保持通電，電氣設備能連續(xù)工作的電氣環(huán)節(jié)叫自鎖環(huán)節(jié)，如接觸器的動合觸點串聯(lián)在線圈電路中。兩臺或兩臺以上的電氣裝置和組件，為了保證設備運行的平安與牢靠，只能一臺通電啟動，另一臺不能通電啟動的愛護環(huán)節(jié)，叫閉鎖環(huán)節(jié)。如：兩個接觸器的動斷觸點分別串聯(lián)在對方線圈電路中。

什么是電氣互鎖？自鎖？

電氣互鎖

電氣掌握中互鎖主要是為保證電器平安運行而設置的。它主要是由兩電器件相互掌握而形成互鎖的。它實現(xiàn)的手段主要有三個，一個是電氣互鎖。二是機械互鎖，三是電氣機械聯(lián)動互鎖。

電氣互鎖：將這兩個繼電器的常閉觸電接入另一個繼電器的線圈掌握回路里。這樣，一個繼電器得電動作，另一個繼電器線圈上就不行能形成閉合回路。但也可以用機械聯(lián)桿實現(xiàn)這一動作。三是電氣機械聯(lián)動互鎖。如高壓柜內的仃電，不斷開開關，隔離開關就拉不開，上述都拉不開就合不上接地刀閘，拉不接地開刀閘，就打不開高壓柜門，就不能進行開關的檢查等到工作。電氣互鎖就是通過繼電器、接觸器的觸點實現(xiàn)互鎖，比如電動機正轉時，正轉接觸器的觸點切斷反轉按鈕和反轉接觸器的電氣通路。機械互鎖就是通過機械部件實現(xiàn)互鎖，比如兩個開關不能同時合上，可以通過機械杠桿，使得一個開關合上時，另一個開關被機械卡住無法合上。電氣互鎖比較簡單實現(xiàn)、敏捷簡潔，互鎖的兩個裝置可在不同位置安裝，但牢靠性較差。機械互鎖牢靠性高，但比較簡單，有時甚至無法實現(xiàn)。通?；ユi的兩個裝置要在近鄰位置安裝。

常用電源恢復供電后可以自動切換到常用電源（當然也可以不切換），電氣實現(xiàn)這種功能稱為電氣互鎖，也可以叫電氣聯(lián)鎖的。有許多地方需要電機的正轉和反轉運行，比如大門的開啟和關閉就是電動機的下轉和反轉掌握的，電機的正轉和反轉是靠對電源的相序進行倒相實現(xiàn)的，正轉運行的時候，反轉投入運行就會造成相間的短路，燒壞電氣設備，這了避開這種狀況的發(fā)生，在正轉的時候將溝通接觸器的幫助常閉觸點串連在電機反轉的掌握回路中，將反轉溝通接觸器的幫助觸點串連在電機下轉的掌握回路里面，當電機正轉的時候用溝通接觸器的常閉幫助觸點切斷反轉電機的掌握回路，使反轉無法投入運行。

反轉工作的時候用溝通接觸器的常閉幫助觸點切斷電機正轉的掌握回路，使正轉的操作不起作用。

電路分為主電路也叫做一次電路（電源的接線）和掌握電路也叫做二次電路，二次電路是掌握一次主電路的。

溝通接觸器是一種掌握元件，里面有一個掌握線圈，可以是AC220V電壓也可以是AC380V電壓，通電后可以使之閉合，接通一次主電路，使電機工作。掌握線圈的的通斷的線路為掌握掌握線路。

電氣元件在不通電的時候，閉合的觸點稱為動斷常閉觸點，斷開的觸點稱為動合常開觸點。主回路的觸點可以通過很大的電流，依據(jù)電機的大小選擇不同大小的溝通接觸器，幫助觸點是接在掌握回路里面的，所以電流限制在5A。

自鎖電氣掌握回路

接觸器的特點接觸器一般有6個接線柱，其中3個是常開觸點，2個是常閉觸點，1個是線圈。當線圈通電時，全部常開觸點閉合，全部常閉觸點斷開。

為了更便利理解，請先看電路圖：

該圖中，左側為主回路，右側為二次回路（為了便利看清，我們把主回路和二次回路連接處省略了）。此時我們只看二次回路，SB2為常開按鈕，下方KM為接觸器線圈，上方KM為接觸器常開觸點。

若沒有接觸器的參加，即沒有圖中全部標有KM的地方，則SB2按下時回路通電，松開則斷電（常開按鈕特點，啟動按鈕都使用常開按鈕）。因此我們接入了接觸器線圈，并且把常開觸點和SB2并聯(lián)。由此就產(chǎn)生了按下SB2時線圈瞬間通電從而閉合常開觸點，以保證松開SB2時回路依舊有電的效果。

最常見的自鎖電路

工作原理

1、啟動

電機啟動時，合上電源開關QS,接通整個掌握電路電源。

按下啟動按鈕SB2,其常開點閉合，接觸器線圈KM得電可吸合，并接在SB2兩端的幫助常開同時閉合，

主回路中：主觸頭閉合使電動機接入三相溝通電源啟動旋轉。

二次回路中:SB2按下后把電送到KM線圈，KM幫助觸點接通后也為KM線圈供電，這樣就形成了兩路供電。

松開SB2啟動按鈕時，雖然SB2一路已經(jīng)斷開，但KM線圈仍通過自身的幫助觸點這一通路保持給線圈通電，從而確保電機連續(xù)運轉。

這種依靠接觸器自身常開幫助觸點而使其線圈保持通電的方式，稱為接觸器自鎖，也叫電氣自鎖。這對起自鎖作用的幫助常開觸點稱為自鎖觸點，這段電路稱為自鎖電路。

2、停止

要使電機停止工作，可按下SB1按鈕，接觸器KM線圈失電釋放，KM主觸頭和幫助觸頭均斷開，切斷電動機主回路與掌握回路電源，電動停止工作。

當松開SB1按鈕后，SB1常閉觸點在復位彈簧的作用下又閉合，雖又恢復到原來的常閉狀態(tài)，但原來的KM自鎖觸點早已隨著KM線圈斷電而斷開，接觸器已不能再依靠自鎖觸點通電了。

3、電路愛護環(huán)節(jié)

熔斷器FU1、FU2分別為主電路、掌握電路的短路愛護。熱繼電器FR作為電動機的長期過載愛護。

電氣掌握系統(tǒng)常用的愛護環(huán)節(jié)

電氣掌握系統(tǒng)除了能滿意生產(chǎn)機械加工工藝要求外，還應保證設備長期、平安、牢靠無故障地運行，在系統(tǒng)發(fā)生各種故障或不正常工作的狀況下對供電設備和電動機實行愛護。因此愛護環(huán)節(jié)是全部電氣掌握系統(tǒng)不行缺少的組成部分，利用它來愛護電動機、電網(wǎng)、電氣設備以及人身平安等。

1.短路愛護

電動機、電器以及導線的絕緣損壞或線路發(fā)生故障時，都可能造成短路事故。很大的短路電流和電動力可能使電器設備損壞。因此要求一旦發(fā)生短路故障時，掌握線路能快速切除電源。常用的短路愛護元件有熔斷器和低壓斷路器，電動機短路愛護的元件可按下述要求裝設：

1）在中性點直接接地的系統(tǒng)中，應在每相上裝設。

2）在中性點不接地的系統(tǒng)中，以熔斷器作愛護時，應在每相上裝設；用低壓斷路器作愛護時，應在不少于兩相上裝設。

2.過載愛護

電動機長期超載運行，繞組溫升將超過其允許值，造成絕緣材料老化，壽命減小，嚴峻時會使電動機損壞，過載電流越大，達到允許溫升的時間就越短。常用的過載愛護元件是熱繼電器，對大功率的重要電動機，應采納反時限性的過電流繼電器。

由于熱慣性的緣由，熱繼電器不會受電動機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作，所以在使用熱繼電器作過載愛護時，還必需設有短路愛護，并且選作短路愛護的熔斷器熔體的額定電流不應超過4倍熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流。由于過載愛護特性與過電流愛護特性不同，故不能用過電流愛護方式來進行過載愛護。

3.過電流愛護

過電流愛護廣泛用于直流電動機或繞線式異步電動機。對于三相籠型異步電動機，由于其短時過電流不會產(chǎn)生嚴峻后果，故可不設置過電流愛護。

過電流愛護往往是由于不正確的啟動和過大的負載引起的，一般比短路電流要小，在電動機運行中產(chǎn)生過電流比發(fā)生短路的可能性更大，尤其是在頻繁正反轉啟動的重復短時工作制電動機中更是如此。

必需強調指出，短路、過電流、過載愛護雖然都是電流愛護，但由于故障電流、動作值以及愛護特性、愛護要求以及使用元件的不同，它們之間是不能相互取代的。

4.失電壓愛護

電動機正常工作時，假如電源電壓因某種緣由消逝，那么在電源電壓恢復時，假如電動機自行啟動，將可能使生產(chǎn)設備損壞，也可能造成人身事故。此外，對供電系統(tǒng)的電網(wǎng)，同時有很多電動機及其他用電設備自行啟動也會引起不允許的過電流及瞬間網(wǎng)絡電壓下降。為防止電壓恢復時電動機自行啟動或電氣元件自行投入工作而設置的愛護稱為失電壓愛護。

采納接觸器和按鈕掌握的啟動、停止掌握環(huán)節(jié)就具有失電壓愛護功能。由于當電源電壓消逝時，接觸器會自動釋放而切斷電動機電源；電源電壓恢復時，由于接觸器自鎖觸點已斷開，不會自行啟動。假如用不能復位的手動開關、主令掌握器來掌握接觸器，必需采納特地的零電壓繼電器。工作過程中一旦失電壓，零電壓繼電器就釋放，其自鎖電路斷開，電源電壓恢復時，不會自行啟動。

5.欠電壓愛護

當電動機正常運行時，電源電壓過分地降低將引起一些電器釋放，造成掌握線路工作不正常，甚至產(chǎn)生事故。當電網(wǎng)電壓過低時，假如電動機負載不變，則會造成電動機電流增大，引起電動機發(fā)熱，嚴峻時甚至燒壞電動機。此外，電源電壓過低還會引起電動機轉速下降，甚至停轉。因此，在電源電壓降到允許值以下時，需要采納愛護措施，準時切斷電源，這就是欠電壓愛護。通常是采納欠電壓繼電器來實現(xiàn)。

電氣掌握系統(tǒng)設計的要求和步驟

01、設計目的

電氣設計的主要目的是通過某一生產(chǎn)設備的電氣掌握裝置的設計實踐，了解一般電氣掌握系統(tǒng)設計過程、設計要求、應完成的工作內容和詳細設計方法。通過設計也有助于復習、鞏固以往所學的學問，達到敏捷應用的目的。電氣設計必需滿意生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工藝的要求，因此，設計之前必需了解設備的用途、結構、操作要求和工藝過程，在此過程中培育從事設計工作的整體觀念。

電氣設計應強調力量培育為主，在單獨完成設計任務的同時，還要留意其他幾方面力量的培育與提高，如單獨工作力量與制造力；綜合運用專業(yè)及基礎學問的力量，解決實際工程技術問題的力量；查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和各種工具書的力量；工程繪圖的力量；書寫技術報告和編制技術資料的力量。

02、設計要求

為保證順當完成設計任務還應做到以下幾點：

(1)在接受設計任務后，應依據(jù)設計要求和應完成的設計內容，擬定設計任務書和工作進度方案，確定各階段應完成的工作量，妥當支配時間。

(2)在方案確定過程中應主動提出問題，以取得指導老師的關心，同時要廣泛爭論看法，依據(jù)充分。在詳細設計過程中要多思索，尤其是主要參數(shù)，要經(jīng)過計算論證。

(3)全部電氣圖紙的繪制必需符合國家有關規(guī)定的標準，包括線條、圖型符號、項目、回路標號、技術要求、標題欄、元件明細表以及圖紙的折疊和裝訂。

(4)說明書要求文字通順、簡練，字跡端正、干凈。

(5)應在規(guī)定的時間內完成全部的設計任務。

(6)假如條件允許，應對自已的設計線路進行試驗論證，考慮進一步改進的可能性。

03、設計任務

課程設計要求是以設計任務書的形式表達，設計任務書應包括以下內容：

(1)設備的名稱、用途、基本結構、動作原理以及工藝過程的簡要介紹。

(2)拖動方式、運動部件的動作挨次、各動作要求和掌握要求。

(3)聯(lián)鎖、愛護要求。

(4)照明、指示、報