電氣控制線路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

電氣控制線路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用隨著高層建筑和智能化樓宇的增多，電氣控制設(shè)備越來越多，各類控制線路廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化領(lǐng)域中。因此、作為電氣工程技術(shù)人員，需要掌握一定的電氣控制線路設(shè)計(jì)知識(shí)，懂得電氣設(shè)計(jì)基本原則、基本內(nèi)容和基本方法。 標(biāo)簽電氣控制；線路設(shè)計(jì)；應(yīng)用 1電氣控制線路的分析 電氣控制線路設(shè)計(jì)是電氣控制的重要環(huán)節(jié),對(duì)電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、操作等方面都有著直接或間接的影響。因此,做好電氣的線路設(shè)計(jì)工作,是做好電氣控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速,工業(yè)生產(chǎn)中電氣化設(shè)備的運(yùn)用越來越廣泛,而機(jī)械設(shè)備的使用效能無疑是和氣電氣化的程度及有效性密切聯(lián)系的。電氣控制線路分為主電路和控制電路時(shí)電氣控制線路中大電流通過的部分，包括從電源到電動(dòng)機(jī)之間相連的電器元件，一般有組合開關(guān)、主熔斷、熱繼電器的熱元件和電動(dòng)機(jī)組成。輔助電路時(shí)控制線路中除主電路以外的電路，其流過的電流比較小，輔助電路包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路、和保護(hù)電路。其中控制電路時(shí)有按鈕、接觸器和繼電器的線圈及輔助觸點(diǎn)、熱繼電器觸點(diǎn)、保護(hù)電器觸點(diǎn)等組成。一般主電路畫在左側(cè)，控制電路畫在右側(cè)。在機(jī)電一體化逐步發(fā)展的今天,掌握電氣控制線路設(shè)計(jì),是做好機(jī)電工作的基礎(chǔ)工作。而設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵問題在于其設(shè)計(jì)思想和原則的正確性,電氣設(shè)計(jì)的基本原則是電氣控制線路要最大限度滿足生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝的要求。在滿足要求的前提下盡量簡化線路。盡量選用標(biāo)準(zhǔn)、廣泛采用并經(jīng)過長期使用的控制環(huán)節(jié)，同時(shí)要注意觸點(diǎn)的等電位布置。合理選用元器件。在表示電氣控制系統(tǒng)中各項(xiàng)目（包括電氣元件、組件、設(shè)備等）之間連接關(guān)系、連線種類和敷設(shè)路線等詳細(xì)信息的電氣圖稱為電氣接線圖，電氣接線圖是檢查電路和維修電路不可缺少的技術(shù)文件，根據(jù)表達(dá)對(duì)象和用途不同，可細(xì)分為單元接線圖、互連接線圖和端子接線圖等。電氣設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：電力拖動(dòng)方案的制定；電氣控制方式的選擇；工藝設(shè)計(jì)；圖紙繪制；編制使用維修說明書。在電氣設(shè)計(jì)的基本方法主要有：拖動(dòng)方案的制定和控制線路的設(shè)計(jì)。 2電氣控制路線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 電氣線路的一般設(shè)計(jì)順序是：首先設(shè)計(jì)主電路，然后設(shè)計(jì)控制電路。繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的控制線路設(shè)計(jì)，常用的設(shè)計(jì)方法有邏輯設(shè)計(jì)法和分析設(shè)計(jì)法。 2.1分析設(shè)計(jì)法是根據(jù)機(jī)械設(shè)備的工藝要求和工作過程，將現(xiàn)有的典型環(huán)節(jié)集聚起來，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)加以補(bǔ)充和修改，綜合成所需要的控制線路。有時(shí)候再找不到現(xiàn)成電路的情況下要進(jìn)行部分電路或全部電路的自行設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法的主要缺點(diǎn)如下：在發(fā)現(xiàn)試畫出來的線路達(dá)不到要求時(shí)，往往用增加電器元件或觸點(diǎn)數(shù)量的方法加以解決，所以設(shè)計(jì)的線路往往不一定是最簡單、最經(jīng)濟(jì)的。設(shè)計(jì)中可能因?yàn)榭紤]不周發(fā)生差錯(cuò)，影響線路的可靠性或工作性能。盡管如此，對(duì)于一些比較簡單的控制線路仍然采用分析設(shè)計(jì)法，但對(duì)于一些比較復(fù)雜的控制線路則多用邏輯設(shè)計(jì)法。 2.2邏輯設(shè)計(jì)法是用真值表與邏輯代數(shù)式相結(jié)合對(duì)控制線路進(jìn)行綜合分析，就是參照在控制要求中由設(shè)計(jì)人員給出的執(zhí)行元件及主令電器的工作狀態(tài)表，找出執(zhí)行元件線圈同主令電器觸點(diǎn)間的邏輯關(guān)系，將主令電器的觸點(diǎn)作為邏輯自變量，執(zhí)行元件線圈作為邏輯應(yīng)變量，寫出有關(guān)邏輯代數(shù)式，最后根據(jù)邏輯式做出對(duì)應(yīng)電路，由于邏輯代數(shù)式可以通過有關(guān)計(jì)算法則進(jìn)行運(yùn)算和化簡，所以，邏輯設(shè)計(jì)法往往能得到功能相同，但簡單優(yōu)化的控制電路。邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，把電器元件的動(dòng)作狀態(tài)視為邏輯變量，通過邏輯運(yùn)算找出最簡單的邏輯表達(dá)式，畫出相應(yīng)的控制線路，使線路使用的元件最少，邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)法用于復(fù)雜控制線路的設(shè)計(jì)時(shí)具有明顯的優(yōu)勢，當(dāng)然這種設(shè)計(jì)的難度也比較大。在設(shè)計(jì)中對(duì)于比較簡單的控制線路，而且電器元件也不多時(shí)，往往采用交流380V或220V電壓供電，不附加控制電源變壓器。此時(shí)動(dòng)力電源電路中的過電壓將直接引進(jìn)控制線路，不利于控制電路中電器元件的可靠工作。同時(shí)控制電路電壓較高，也不利于維護(hù)與安全操作。并且要考慮完善的保護(hù)環(huán)節(jié)。在電路設(shè)計(jì)完成后，一定要反復(fù)分析檢查，避免產(chǎn)生寄生回路，影響電路工作的可靠性。對(duì)于機(jī)器的選擇，我們就要在電動(dòng)機(jī)類型的選擇中，優(yōu)先考慮采用結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、使用維護(hù)方便的三相交流異步電動(dòng)機(jī)，如一般機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線、傳送帶、風(fēng)機(jī)及各類機(jī)泵等電力拖動(dòng)場合，大量選用普通三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)；高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)適用于某些紡織機(jī)械的壓縮機(jī)及皮帶運(yùn)輸機(jī)等；對(duì)于調(diào)速要求不高的有級(jí)調(diào)速機(jī)械，可選用雙速或三速鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。對(duì)于變壓器的容量問題，主要控制變壓器一般用于降低控制電路或輔助電路的電壓，以保證控制電路安全可靠。選擇控制變壓器的原則為：控制變壓器原、副邊電壓應(yīng)與交流電源電壓、控制電路電壓、與輔助電路電壓要求相符。應(yīng)保證接于變壓器副邊的交流電磁器件在通電時(shí)能可靠地吸合。電路正常運(yùn)行時(shí)，變壓器溫升不應(yīng)超過允許溫升。 3電氣控制線路的設(shè)計(jì)中的問題 電氣控制設(shè)計(jì)中應(yīng)重視設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)人員在長期實(shí)踐中總結(jié)出來的許多經(jīng)驗(yàn)，使設(shè)計(jì)線路簡單、正確、安全、可靠、結(jié)構(gòu)合理、使用維護(hù)方便。通常應(yīng)注意以下問題。1.選擇控制電源。盡量減少控制線路中電源的種類，控制電源用量，控制電壓等級(jí)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。在控制線路比較簡單的情況下，可直接采用電網(wǎng)電壓，即交流220V、380V供電，以省去控制變壓器。當(dāng)控制系統(tǒng)使用電器數(shù)量比較多時(shí)，應(yīng)采用控制變壓器降低控制電壓，或用直流低電壓控制，既節(jié)省安裝空間，又便于采用晶體管無觸點(diǎn)器件，具有動(dòng)作平穩(wěn)可靠、檢修操作安全等優(yōu)點(diǎn)。選擇低壓電器時(shí)，注意某些電器之間的區(qū)別。有的電器在一定條件下可以相互替代，如在通斷電流較小的情況下，中間繼電器可以代替接觸器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)；有的電器在電動(dòng)機(jī)負(fù)載的情況下不能互相替代，對(duì)于微機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)注意弱電控制與強(qiáng)電電源之間的離，不能共用零線，避免引起電源干擾。照明、顯示及報(bào)警等電路應(yīng)采用安全電壓。2.選擇電器元件。在進(jìn)行電氣設(shè)備的總體布置時(shí)，按照國標(biāo)規(guī)定，首先要根據(jù)設(shè)備電氣控制電路圖和設(shè)備控制操作要求，決定采用哪些電氣控制裝置，如控制柜、操縱臺(tái)或懸掛操縱箱等，然后確定設(shè)備電氣裝置的安放位；盡可能把電氣設(shè)備組裝在一起，使其成為一臺(tái)或幾臺(tái)控制裝置。只有那些必須安裝在特定位置的部件，如按鈕、手動(dòng)控制開關(guān)、行程開關(guān)、離合器、電動(dòng)機(jī)等才允許分散安裝在設(shè)備的各處。盡量減少電器元件的品種、規(guī)格與數(shù)量。在電器元件選用中，盡可能選用性能優(yōu)良、價(jià)格便宜的新型器件，同一用途盡可能選用相同型號(hào)。電氣控制系統(tǒng)的先進(jìn)性總是與電器元件的不斷發(fā)展、更新緊密聯(lián)系在一起的，因此，設(shè)計(jì)人員必須密切關(guān)注電機(jī)、電器技術(shù)、電子技術(shù)的新發(fā)展，不斷收集新產(chǎn)品資料，以便及時(shí)應(yīng)用于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使控制線路在技術(shù)指標(biāo)、穩(wěn)定性、可靠性等方面得到進(jìn)一步的提高。3.減少通電電器的數(shù)量。正常工作過程中，盡可能減少通電電器的數(shù)量，以利節(jié)能，延長電器元件壽命以及減少故障。4.合理使用電器觸點(diǎn)。正確地選擇接觸器就是要使得所選用的接觸器的技術(shù)數(shù)據(jù)，能滿足控制線路對(duì)它提出的要求，所以，在復(fù)雜的繼電接觸控制線路中，各類接觸器、繼電器數(shù)量較多，使用的觸點(diǎn)也多，只有合理使用，才能促進(jìn)其設(shè)計(jì)的使用。 4結(jié)束語： 電氣控制線路設(shè)計(jì)是電氣控制的重要環(huán)節(jié),對(duì)電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、操作等