電氣控制系統布局與航空插頭插座選擇

　　為了保證一次設備運行的可靠性和安全性，需要很多輔助電氣設備為其服務，而能夠實現一定控制功能的幾個電氣元件的組合稱為控制回路或二次回路。這些裝置應具有以下功能：
 

　　(1)自動控制功能。高壓大電流開關設備體積很大，一般用操作系統來控制開合。特別是設備出現故障時，開關需要自動切斷電路，需要一套自動控制電氣操作設備來自動控制供電設備。
 

　　(2)保護功能。電氣設備和線路在運行過程中會發生故障，電流(或電壓)會超過設備和線路的允許工作范圍和極限，這就需要一套能夠檢測這些故障信號并自動調整(斷開、開關等)的保護設備。)的設備和線路。
 

　　(3)監控功能。電是肉眼看不見的，無法從外部區分一個設備是通電還是斷電，因此需要設置各種視聽信號，如燈光、音響等，對一次設備進行電氣監控。
 

　　(4)測量功能。光和聲音信號只能定性地指示設備的工作狀態(通電或斷電)。要想定量地了解電氣設備的工作狀況，需要有各種儀表測量設備來測量線路的各種參數，如電壓、電流、頻率、功率等。
 

　　在設備的運行和監控中，大多數傳統的操作部件、控制電器、儀表和信號可以被計算機控制系統和電子元件所取代，但在小型設備和本地控制電路中仍有一些應用。這些都是通過電路實現微機自動控制的基礎。

      系統組成

 

　　常用控制電路的基本回路由以下部分組成。
 

　　(1)電源電路。電源電路中有AC380V和220V電源。
 

　　(2)保護電路。保護(輔助)電路的工作電源為單相220、36V或DC  220、24V等。為電氣設備和線路提供短路、過載、失壓等各種保護，由熔斷器、熱繼電器、失壓線圈、整流元件、穩壓元件等保護元件組成。
 

　　(3)信號電路。能及時反映或顯示設備和線路正常和異常工作狀態信息的電路，如不同顏色的信號燈和不同聲音的音響設備。
 

　　(4)自動和手動電路。為了提高工作效率，電氣設備一般都設有自動環節，但在安裝、調試和應急處理中，控制電路中應設置手動環節，通過組合開關或轉換開關實現自動和手動模式轉換。
 

　　(5)駐車制動電路。切斷電路的電源，采取一些制動措施使電機快速停止，如能耗制動、電源反接制動、反拉反接制動、再生發電制動等。(6)自鎖和鎖定電路。啟動按鈕松開后，線路保持通電，電氣設備能繼續工作的電氣環節稱為自鎖環節，如線圈回路中串聯的接觸器動觸頭。對于兩個或兩個以上的電氣裝置和元件，為了保證設備運行的安全性和可靠性，一個只能上電，一個不能上電，稱為閉鎖環節。例如，兩個接觸器的動態斷開觸點與彼此的線圈電路串聯。

什么是電氣聯鎖？自鎖？
 

　　電氣聯鎖裝置
 

　　電氣控制中聯鎖的設置主要是為了保證電器的安全運行。它主要通過兩個電氣裝置的相互控制實現聯鎖。實現方式主要有三種，一種是電氣聯鎖。第二是機械聯鎖，第三是機電聯鎖。
 

　　連鎖
 

　　電氣聯鎖：將這兩個繼電器的常閉觸電連接到另一個繼電器的線圈控制回路中。這樣，當一個繼電器通電時，就不可能在另一個繼電器的線圈上形成閉環。但是這個動作也可以通過機械聯動來實現。三、機電聯鎖。比如高壓柜里沒有電，不打開開關就打不開隔離開關。如果上述開關不打開，接地刀閘將不會閉合。如果不拉接地刀閘，高壓柜門不會打開，工作后才能檢查開關。電氣聯鎖是指通過繼電器和接觸器的觸點實現聯鎖。例如，當電機正向旋轉時，正向接觸器的觸點切斷反向按鈕和反向接觸器之間的電氣路徑。機械聯鎖是通過機械部分實現聯鎖。比如兩個開關不能同時閉合，這樣一個開關閉合時，另一個開關機械卡死，不能閉合。電氣聯鎖容易實現，靈活簡單，兩個聯鎖裝置可以安裝在不同的位置，但可靠性差。機械聯鎖可靠性高，但復雜，有時甚至無法實現。通常，兩個聯鎖裝置應安裝在非常接近的位置。
 

　　普通電源恢復供電后可以自動切換到普通電源(當然不能切換)。該功能的電氣實現稱為電氣聯鎖，也可以稱為電氣聯鎖。需要電機正反向運轉的地方很多。例如，閘門的打開和關閉由電機的向下和反向旋轉控制。電機的正反轉是通過反轉電源的相序來實現的。正向運行時，反向運行會造成相間短路，燒壞電氣設備，避免了這種情況。正轉時，交流接觸器的輔助常閉觸點串聯在電機反轉的控制電路中。換向交流接觸器的輔助觸點串聯在電機關斷的控制電路中。當電機正轉時，利用交流接觸器的常閉輔助觸點切斷換向電機的控制電路，使換向無法投入運行。
 

　　反轉工作時，用交流接觸器常閉輔助觸點切斷電機正轉的控制電路，使正轉運轉不起作用。電路分為主電路，也稱為主電路(電源布線)，以及控制主電路的控制電路，也稱為輔助電路。

　　交流接觸器是帶控制線圈的控制元件，可以是AC220V，也可以是AC380V。通電后可閉合，主電路可接通一次，使電機工作。用于控制線圈通斷的電路是控制電路。
 

　　電氣元件不通電時，閉合觸點稱為動態閉合觸點，斷開觸點稱為動態閉合觸點。主電路的觸點可以傳遞大電流。根據電機的尺寸選擇不同尺寸的交流接觸器。輔助觸點連接在控制電路中，因此電流限制在5A。
 

　　自鎖電氣控制電路
 

　　接觸器特性——接觸器一般有6個端子，其中3個為常開觸點，2個為常閉觸點，1個為線圈。當線圈通電時，所有常開觸點閉合，所有常閉觸點斷開。
 

　　為了便于理解，請先看電路圖

       自鎖
 

　　在這個圖中，左側是主電路，右側是次級電路(為了方便，我們省略了主電路和次級電路之間的連接)。這時我們只看二次回路，SB2是常開按鈕，下面的KM是接觸器線圈，上面的KM是接觸器常開觸點。
 

　　如果沒有接觸器，即圖中沒有標有KM的地方，按下SB2電路就上電，松開就斷電(常開按鈕功能，啟動按鈕用常開按鈕)。因此，我們連接了接觸器線圈，并將常開觸點與SB2并聯。因此，當SB2被按下時，線圈瞬間通電，使常開觸點閉合，從而保證SB2釋放時電路仍然通電。
 

　　常見的自鎖電路
 

　　常見的電路——自鎖電路

      工作原理

 

　　一個
 

　　開始
 

　　電機啟動時，合上電源開關QS，接通整個控制電路的電源。
 

　　當按下啟動按鈕SB2時，其常開點閉合，接觸器線圈KM通電，可以拉入，同時閉合連接在SB2兩端的輔助常開。
 

　　在主電路中，主觸點閉合，使電機接通三相交流電源開始轉動。
 

　　在二次回路中，按下：SB2向KM線圈送電，連接KM輔助觸點向KM線圈供電，形成兩個電源。
 

　　當SB2啟動按鈕松開時，雖然SB2一路斷開，但KM線圈仍然通過自身的輔助觸點不斷給線圈通電，從而保證電機繼續運行。
 

　　這種依靠接觸器常開輔助觸點保持線圈通電的方式稱為接觸器自鎖，也稱為電氣自鎖。這對具有自鎖功能的輔助常開觸點稱為自鎖觸點，這個電路稱為自鎖電路。
 

　　2
 

　　停止
 

　　要停止電機，按SB1按鈕，接觸器KM線圈失電解除，KM主觸點和輔助觸點斷開，電機主電路和控制電路電源切斷，電機停止工作。當SB1按鈕松開時，SB1常閉觸點在復位彈簧的作用下再次閉合。雖然恢復到原來的常閉狀態，但原來的KM自鎖觸頭已經隨著KM線圈斷電斷開，接觸器不能再依靠自鎖觸頭通電。

       三

 

　　電路保護鏈路
 

　　保險絲FU1和FU2分別是主電路和控制電路的短路保護。熱繼電器FR用作電機的長期過載保護。
 

　　電氣控制系統的常見保護環節
 

　　電氣控制系統不僅能滿足生產機械的加工要求，還能保證設備長期、安全、可靠、*運行，并在系統出現各種故障或異常運行時保護供電設備和電機。因此，保護環節是所有電氣控制系統中*的一部分，可以用來保護電機、電網、電氣設備和人身安全。
 

　　1.短路保護
 

　　當電機、電器和電線絕緣損壞或線路故障時，可能會引起短路事故。大的短路電流和電動勢可能會損壞電氣設備。因此，一旦發生短路故障，控制電路可以快速切斷電源。常用的短路保護元件包括熔斷器和低壓斷路器，電機短路保護元件可按以下要求安裝：
 

　　1)在中性點直接接地的系統中，應安裝在各相。
 

　　2)中性點不接地系統中，當熔斷器作為保護時，應安裝在各相；使用低壓斷路器進行保護時，應至少分兩相安裝。

       2.防止過載

 

　　當電機長期過載時，繞組溫升會超過其允許值，導致絕緣材料老化，使用壽命縮短。在嚴重的情況下，電機會損壞。過載電流越大，達到允許溫升的時間越短。常用的過載保護元件是熱繼電器。對于大功率的重要電機，應采用反時限過流繼電器。
 

　　由于熱慣性，熱繼電器在電機短時過載沖擊電流或短路電流的影響下不會瞬間動作。因此，熱繼電器作為過載保護時，還必須提供短路保護，短路保護選用的熔斷器熔體額定電流不應超過熱繼電器發熱元件額定電流的4倍。因為過載保護特性不同于過流保護特性，所以過載保護不能通過過流保護模式來進行。

       3.過電流保護

 

　　過流保護廣泛應用于DC電機或繞線式異步電機。對于三相籠型異步電動機，短時過流不會造成嚴重后果，因此可以不設置過流保護。
 

　　過流保護往往是啟動不正確，負載過大造成的，一般小于短路電流。電機運行中更容易產生過流而不是短路，尤其是頻繁正反向起動的重復短時工作電機。
 

　　必須強調的是，短路、過流和過載保護都是電流保護，但由于故障電流、動作值、保護特性、保護要求和所用元件的不同，不能相互替代。4.失去電壓保護
 

　　電機正常工作時，如果由于某種原因電源電壓消失，當電源電壓恢復時，如果電機自行啟動，可能會損壞生產設備，造身事故。此外，對于供電系統的電網，許多電機等電氣設備自行啟動，也會造成不允許的過流和瞬時網絡壓降。當電壓恢復時，為防止電機自啟動或電氣元件自動投入運行而設置的保護稱為失壓保護。
 

　　接觸器和按鈕控制的啟停控制環節具有失壓保護功能。因為當電源電壓消失時，接觸器會自動釋放，切斷電機的電源；當電源電壓恢復時，接觸器不會自動啟動，因為自鎖觸點已經斷開。如果接觸器由手動開關和不能復位的主控制器控制，必須使用特殊的零電壓繼電器。工作過程中一旦失壓，零電壓繼電器就會被釋放，其自鎖電路就會斷開。當電源電壓恢復后，不會自動啟動。

       5.欠壓保護

 

　　當電機正常運行時，電源電壓的過度降低會導致一些電器釋放，導致控制電路異常運行，甚至發生事故。電網電壓過低時，如果電機負載不變，會導致電機電流增大，導致電機發熱，嚴重時甚至燒壞。此外，過低的電源電壓會導致電機轉速下降甚至停止。因此，當電源電壓降至允許值以下時，需要采取保護措施及時切斷電源，這就是所謂的欠壓保護。通常采用欠壓繼電器實現。
 

　　電氣控制系統設計的要求和步驟
 

　　01
 

　　設計目標
 

　　電氣設計的主要目的是通過某生產設備電氣控制裝置的設計實踐，了解一般電氣控制系統的設計流程、設計要求、需要完成的工作內容和具體設計方法。通過設計，也有助于復習鞏固過去所學的知識，從而達到靈活應用的目的。電氣設計必須滿足生產設備和生產工藝的要求。因此，在設計之前，需要了解設備的用途、結構、操作要求和流程，培養在這個過程中從事設計工作的整體觀念。

　　電氣設計應強調能力的培養，在獨立完成設計任務的同時，注重其他方面能力的培養和提高，如獨立工作能力和創造力；綜合運用專業基礎知識，解決實際工程技術問題的能力；能夠查閱書籍資料、產品手冊和各種參考書；工程制圖能力；能夠撰寫技術報告和匯編技術數據。