為了保證一次設(shè)備運行的可靠性和安全性，需要很多輔助電氣設(shè)備為其服務(wù)，而能夠?qū)崿F(xiàn)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(yīng)具有以下功能：
 

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

　　(2)保護功能。電氣設(shè)備和線路在運行過程中會發(fā)生故障，電流(或電壓)會超過設(shè)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(diào)整(斷開、開關(guān)等)的保護設(shè)備。)的設(shè)備和線路。
 

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

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

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

      系統(tǒng)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(shè)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(wěn)壓元件等保護元件組成。
 

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

　　(4)自動和手動電路。為了提高工作效率，電氣設(shè)備一般都設(shè)有自動環(huán)節(jié)，但在安裝、調(diào)試和應(yīng)急處理中，控制電路中應(yīng)設(shè)置手動環(huán)節(jié)，通過組合開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)自動和手動模式轉(zhuǎn)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(fā)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(shè)備能繼續(xù)工作的電氣環(huán)節(jié)稱為自鎖環(huán)節(jié)，如線圈回路中串聯(lián)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(shè)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(huán)節(jié)。例如，兩個接觸器的動態(tài)斷開觸點與彼此的線圈電路串聯(lián)。

什么是電氣聯(lián)鎖？自鎖？
 

　　電氣聯(lián)鎖裝置
 

　　電氣控制中聯(lián)鎖的設(shè)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(xiàn)聯(lián)鎖。實現(xiàn)方式主要有三種，一種是電氣聯(lián)鎖。第二是機械聯(lián)鎖，第三是機電聯(lián)鎖。
 

　　連鎖
 

　　電氣聯(lián)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(dāng)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(huán)。但是這個動作也可以通過機械聯(lián)動來實現(xiàn)。三、機電聯(lián)鎖。比如高壓柜里沒有電，不打開開關(guān)就打不開隔離開關(guān)。如果上述開關(guān)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(guān)。電氣聯(lián)鎖是指通過繼電器和接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖。例如，當(dāng)電機正向旋轉(zhuǎn)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(lián)鎖是通過機械部分實現(xiàn)聯(lián)鎖。比如兩個開關(guān)不能同時閉合，這樣一個開關(guān)閉合時，另一個開關(guān)機械卡死，不能閉合。電氣聯(lián)鎖容易實現(xiàn)，靈活簡單，兩個聯(lián)鎖裝置可以安裝在不同的位置，但可靠性差。機械聯(lián)鎖可靠性高，但復(fù)雜，有時甚至無法實現(xiàn)。通常，兩個聯(lián)鎖裝置應(yīng)安裝在非常接近的位置。
 

　　普通電源恢復(fù)供電后可以自動切換到普通電源(當(dāng)然不能切換)。該功能的電氣實現(xiàn)稱為電氣聯(lián)鎖，也可以稱為電氣聯(lián)鎖。需要電機正反向運轉(zhuǎn)的地方很多。例如，閘門的打開和關(guān)閉由電機的向下和反向旋轉(zhuǎn)控制。電機的正反轉(zhuǎn)是通過反轉(zhuǎn)電源的相序來實現(xiàn)的。正向運行時，反向運行會造成相間短路，燒壞電氣設(shè)備，避免了這種情況。正轉(zhuǎn)時，交流接觸器的輔助常閉觸點串聯(lián)在電機反轉(zhuǎn)的控制電路中。換向交流接觸器的輔助觸點串聯(lián)在電機關(guān)斷的控制電路中。當(dāng)電機正轉(zhuǎn)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(zhuǎn)工作時，用交流接觸器常閉輔助觸點切斷電機正轉(zhuǎn)的控制電路，使正轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)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(tài)閉合觸點，斷開觸點稱為動態(tài)閉合觸點。主電路的觸點可以傳遞大電流。根據(jù)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(dāng)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(cè)是主電路，右側(cè)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(biāo)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(lián)。因此，當(dāng)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(guān)QS，接通整個控制電路的電源。
 

　　當(dāng)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(zhuǎn)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(dāng)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(xù)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(dāng)SB1按鈕松開時，SB1常閉觸點在復(fù)位彈簧的作用下再次閉合。雖然恢復(fù)到原來的常閉狀態(tài)，但原來的KM自鎖觸頭已經(jīng)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(tǒng)的常見保護環(huán)節(jié)
 

　　電氣控制系統(tǒng)不僅能滿足生產(chǎn)機械的加工要求，還能保證設(shè)備長期、安全、可靠、*運行，并在系統(tǒng)出現(xiàn)各種故障或異常運行時保護供電設(shè)備和電機。因此，保護環(huán)節(jié)是所有電氣控制系統(tǒng)中*的一部分，可以用來保護電機、電網(wǎng)、電氣設(shè)備和人身安全。
 

　　1.短路保護
 

　　當(dāng)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(shè)備。因此，一旦發(fā)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(tǒng)中，應(yīng)安裝在各相。
 

　　2)中性點不接地系統(tǒng)中，當(dāng)熔斷器作為保護時，應(yīng)安裝在各相；使用低壓斷路器進行保護時，應(yīng)至少分兩相安裝。

       2.防止過載

 

　　當(dāng)電機長期過載時，繞組溫升會超過其允許值，導(dǎo)致絕緣材料老化，使用壽命縮短。在嚴(yán)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(yīng)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(yīng)超過熱繼電器發(fā)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(yīng)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(yán)重后果，因此可以不設(shè)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(chǎn)生過流而不是短路，尤其是頻繁正反向起動的重復(fù)短時工作電機。
 

　　必須強調(diào)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(dāng)電源電壓恢復(fù)時，如果電機自行啟動，可能會損壞生產(chǎn)設(shè)備，造身事故。此外，對于供電系統(tǒng)的電網(wǎng)，許多電機等電氣設(shè)備自行啟動，也會造成不允許的過流和瞬時網(wǎng)絡(luò)壓降。當(dāng)電壓恢復(fù)時，為防止電機自啟動或電氣元件自動投入運行而設(shè)置的保護稱為失壓保護。
 

　　接觸器和按鈕控制的啟?？刂骗h(huán)節(jié)具有失壓保護功能。因為當(dāng)電源電壓消失時，接觸器會自動釋放，切斷電機的電源；當(dāng)電源電壓恢復(fù)時，接觸器不會自動啟動，因為自鎖觸點已經(jīng)斷開。如果接觸器由手動開關(guān)和不能復(fù)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(dāng)電源電壓恢復(fù)后，不會自動啟動。

       5.欠壓保護

 

　　當(dāng)電機正常運行時，電源電壓的過度降低會導(dǎo)致一些電器釋放，導(dǎo)致控制電路異常運行，甚至發(fā)生事故。電網(wǎng)電壓過低時，如果電機負載不變，會導(dǎo)致電機電流增大，導(dǎo)致電機發(fā)熱，嚴(yán)重時甚至燒壞。此外，過低的電源電壓會導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)速下降甚至停止。因此，當(dāng)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(xiàn)。
 

　　電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的要求和步驟
 

　　01
 

　　設(shè)計目標(biāo)
 

　　電氣設(shè)計的主要目的是通過某生產(chǎn)設(shè)備電氣控制裝置的設(shè)計實踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計流程、設(shè)計要求、需要完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計方法。通過設(shè)計，也有助于復(fù)習(xí)鞏固過去所學(xué)的知識，從而達到靈活應(yīng)用的目的。電氣設(shè)計必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的要求。因此，在設(shè)計之前，需要了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、操作要求和流程，培養(yǎng)在這個過程中從事設(shè)計工作的整體觀念。

　　電氣設(shè)計應(yīng)強調(diào)能力的培養(yǎng)，在獨立完成設(shè)計任務(wù)的同時，注重其他方面能力的培養(yǎng)和提高，如獨立工作能力和創(chuàng)造力；綜合運用專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際工程技術(shù)問題的能力；能夠查閱書籍資料、產(chǎn)品手冊和各種參考書；工程制圖能力；能夠撰寫技術(shù)報告和匯編技術(shù)數(shù)據(jù)。