(1)电源供电回路。供电回路的供电电源有AC380V和220V等多种。
(2)保护回路。保护(辅助)回路的工作电源有单相220、36V或直流220、24V等多种,对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护,由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成。
(3)信号回路。能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路,如不同颜色的信号灯,不同声响的音响设备等。
(5)制动停车回路。切断电路的供电电源,并采取某些制动措施,使电动机迅速停车的控制环节,如能耗制动、电源反接制动,倒拉反接制动和再生发电制动等。
(6)自锁及闭锁回路。启动按钮松开后,线路保持通电,电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节,如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件,为了保证设备运行的安全与可靠,只能一台通电启动,另一台不能通电启动的保护环节,叫闭锁环节。如:两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。
什么是电气互锁?自锁?
▲互锁电气互锁:将这两个继电器的常闭触电接入另一个继电器的线圈控制回路里。这样,一个继电器得电动作,另一个继电器线圈上就不可能形成闭合回路。但也可以用机械联杆实现这一动作。三是电气机械联动互锁。如高压柜内的仃电,不断开开关,隔离开关就拉不开,上述都拉不开就合不上接地刀闸,拉不接地开刀闸,就打不开高压柜门,就不能进行开关的检查等到工作。电气互锁就是通过继电器、接触器的触点实现互锁,比如电动机正转时,正转接触器的触点切断反转按钮和反转接触器的电气通路。
常用电源恢复供电后可以自动切换到常用电源(当然也可以不切换),电气实现这种功能称为电气互锁,也可以叫电气联锁的。有很多地方需要电机的正转和反转运行,比如大门的开启和关闭就是电动机的下转和反转控制的,电机的正转和反转是靠对电源的相序进行倒相实现的,正转运行的时候,反转投入运行就会造成相间的短路,烧坏电气设备,这了避免这种情况的发生,在正转的时候将交流接触器的辅助常闭触点串连在电机反转的控制回路中,将反转交流接触器的辅助触点串连在电机下转的控制回路里面,当电机正转的时候用交流接触器的常闭辅助触点切断反转电机的控制回路,使反转无法投入运行。
反转工作的时候用交流接触器的常闭辅助触点切断电机正转的控制回路,使正转的操作不起作用。
电气元件在不通电的时候,闭合的触点称为动断常闭触点,断开的触点称为动合常开触点。主回路的触点可以通过很大的电流,根据电机的大小选择不同大小的交流接触器,辅助触点是接在控制回路里面的,所以电流限制在5A。
为了更方便理解,请先看电路图: ▲自锁该图中,左侧为主回路,右侧为二次回路(为了方便看清,我们把主回路和二次回路连接处省略了)。此时我们只看二次回路,SB2为常开按钮,下方KM为接触器线圈,上方KM为接触器常开触点。
1
启动
二次回路中:SB2按下后把电送到KM线圈,KM辅助触点接通后也为KM线圈供电,这样就形成了两路供电。
这种依靠接触器自身常开辅助触点而使其线圈保持通电的方式,称为接触器自锁,也叫电气自锁。这对起自锁作用的辅助常开触点称为自锁触点,这段电路称为自锁电路。
2
停止
要使电机停止工作,可按下SB1按钮,接触器KM线圈失电释放,KM主触头和辅助触头均断开,切断电动机主回路与控制回路电源,电动停止工作。当松开SB1按钮后,SB1常闭触点在复位弹簧的作用下又闭合,虽又恢复到原来的常闭状态,但原来的KM自锁触点早已随着KM线圈断电而断开,接触器已不能再依靠自锁触点通电了。
3
电路保护环节
熔断器FU1、FU2分别为主电路 、控制电路的短路保护。热继电器FR作为电动机的长期过载保护。电气控制系统常用的保护环节电气控制系统除了能满足生产机械加工工艺要求外,还应保证设备长期、安全、可靠无故障地运行,在系统发生各种故障或不正常工作的情况下对供电设备和电动机实行保护。因此保护环节是所有电气控制系统不可缺少的组成部分,利用它来保护电动机、电网、电气设备以及人身安全等。
1.短路保护
1)在中性点直接接地的系统中,应在每相上装设。
2)在中性点不接地的系统中,以熔断器作保护时,应在每相上装设;用低压断路器作保护时,应在不少于两相上装设。2.过载保护电动机长期超载运行,绕组温升将超过其允许值,造成绝缘材料老化,寿命减小,严重时会使电动机损坏,过载电流越大,达到允许温升的时间就越短。常用的过载保护元件是热继电器,对大功率的重要电动机,应采用反时限性的过电流继电器。
必须强调指出,短路、过电流、过载保护虽然都是电流保护,但由于故障电流、动作值以及保护特性、保护要求以及使用元件的不同,它们之间是不能相互取代的。
采用接触器和按钮控制的启动、停止控制环节就具有失电压保护功能。因为当电源电压消失时,接触器会自动释放而切断电动机电源;电源电压恢复时,由于接触器自锁触点已断开,不会自行启动。如果用不能复位的手动开关、主令控制器来控制接触器,必须采用专门的零电压继电器。工作过程中一旦失电压,零电压继电器就释放,其自锁电路断开,电源电压恢复时,不会自行启动。
电气控制系统设计的要求和步骤
01
设计目的
电气设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践,了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识,达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求,因此,设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程,在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
电气设计应强调能力培养为主,在独立完成设计任务的同时,还要注意其他几方面能力的培养与提高,如独立工作能力与创造力;综合运用专业及基础知识的能力,解决实际工程技术问题的能力;查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力;工程绘图的能力;书写技术报告和编制技术资料的能力。
02
设计要求
为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点:(1)在接受设计任务后,应根据设计要求和应完成的设计内容,拟定设计任务书和工作进度计划,确定各阶段应完成的工作量,妥善安排时间。
(2)在方案确定过程中应主动提出问题,以取得指导教师的帮助,同时要广泛讨论意见,依据充分。在具体设计过程中要多思考,尤其是主要参数,要经过计算论证。
(5)应在规定的时间内完成所有的设计任务。
03
设计任务
课程设计要求是以设计任务书的形式表达,设计任务书应包括以下内容: (1)设备的名称、用途、基本结构、动作原理以及工艺过程的简要介绍。
(3)联锁、保护要求。
(4)照明、指示、报警等辅助要求。
原理设计的中心任务是绘制电气原理图和选用电器元件。工艺设计的目的是为了得到电气设备制造过程中需要的施工图样。图样的类型、数量较多,设计中主要以电气设备总体配置图、电器板元件布置图、接线图、控制面板布置图、接线图、电气箱以及主要加工零件(电器安装底板、控制面板等)为练习对象。对于每位设计者只需完成其中一部分。原理圈及工艺图样均应按要求绘制,元件布置图应标注总体尺寸、安装尺寸和相对位置尺寸。接线图的编号应与原理图一致,要标注组件所有进出线编号、配线规格、进出线的连接方式(采用端子板或接插板)。