在電氣工程中,大量的建筑電氣設(shè)備是靠電動機拖動的,利用這些電氣設(shè)備以實現(xiàn)工程上所要求的各種運行方式。對電動機以及其他用電設(shè)備都需要對其運行方式進行控制,從而形成了各種控制系統(tǒng)。常用的控制系統(tǒng)為繼電器接觸器控制系統(tǒng)。
繼電器接觸器控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域,創(chuàng)造了一系列控制系統(tǒng)的范例,并對一些典型的邏輯控制關(guān)系建立了固定的繼電器接觸器邏輯控制組合或控制單元。建筑電氣中常用的繼電器接觸器控制系統(tǒng)可看成由輸入電路、繼電器控制電路、輸出電路和控制對象組成。其中輸入電路是由能夠表征控制對象狀態(tài)的按鈕、行程開關(guān)、限位開關(guān)及各種傳感器等組成。輸出電路由接觸器、電磁閥等執(zhí)行元器件組成,用以控制電動機、閥門等裝置。
在控制電路中,不僅要有控制元件,還應(yīng)有保護元件和信號元件,以防止電路或電氣設(shè)備發(fā)生故障以及保證人身安全。由各種控制元件、保護元件等組成,對電動機及其他用電設(shè)備和運行方式進行控制的線路圖,稱為電氣控制電路圖,習慣上稱為電路圖。
電路圖是由圖形符號繪制,并按其原理及功能布局,表示電路中設(shè)備、元件的連接關(guān)系,從而構(gòu)成的一種易讀的簡圖,便于工作人員分析和計算。電路圖不考慮施工過程中的實際位置,它可作為繪制接線圖的依據(jù)。
在建筑設(shè)備電氣控制中,為了滿足生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)的過程要求,就需要對電動機進行順序啟動、停止、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動等電氣控制,由此構(gòu)成了很多基本環(huán)節(jié)(各種控制環(huán)節(jié)、各種保護環(huán)節(jié)、顯示報警環(huán)節(jié)等)。電氣控制系統(tǒng)無論其復(fù)雜與否都是由一些基本環(huán)節(jié),即單元電路組成,而這些基本的單元電路又是由電器元件組成的。
低壓電器用來接通或斷開電路,同時起到控制、保護、調(diào)節(jié)電動機的啟/停、正/反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動等作用的電器元件。由低壓電器組成的,如刀開關(guān)、熔斷器、控制按鈕、接觸器等,通常稱為繼電器接觸器控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通過機械觸點的斷續(xù)控制(開關(guān)動作,包括各種元件的斷續(xù)閉合和斷開)來控制目標。
為了更好地讀懂繼電器接觸器控制系統(tǒng)的電氣控制圖,首先要掌握元器件的原理和功能。在識圖時要清楚每個器件的結(jié)構(gòu)、圖形符號及接線方式。低壓電器的種類繁多,按其用途、操作方式、執(zhí)行機構(gòu)的不同,可以有不同的分類方式。
1.按用途分類,按其用途進行分類可分為低壓配電電器、低壓控制電器、低壓主令電器、低壓保護電器和低壓執(zhí)行電器等。
(1)低壓配電電器是用于供電系統(tǒng)中進行電能的輸送和分配的電器,主要有低壓斷路器(俗稱空氣開關(guān))、隔離開關(guān)、刀開關(guān)和自動開關(guān)等。(2)低壓控制電器是用來控制電路和控制系統(tǒng)的電器,主要有接觸器、繼電器、啟動器和各種控制器。
(3)低壓主令電器是用來發(fā)送控制指令的電器,主要有控制按鈕、主令開關(guān)、行程開關(guān)和萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。(4)低壓保護電器是用來保護電路及各種電器設(shè)備的電器,主要有熔斷器、熱繼電器、電壓繼電器和電流繼電器等。(5)低壓執(zhí)行電器是用來完成既定的動作或傳遞能量的電器,即執(zhí)行元件,主要有電動機、燈、電阻絲、電磁鐵和電磁離合器等。
2.按操作方式分類,按操作方式的不同,可將低壓電器分為自動電器和手動電器。
(1)自動電器主要是在外來信號或者本身的參數(shù)變化下自動完成其功能。如接觸器和繼電器在電信號的作用下吸合或分離;熱繼電器在大電流的情況下自動動作,切斷電路;熔斷器在過電流的情況下熔斷而保護電路。(2)手動電器主要通過人力的作用來完成其切換動作。常用的手動電器有控制按鈕、刀開關(guān)和組合開關(guān)等。
3.按執(zhí)行機構(gòu)分類,按執(zhí)行機構(gòu)的不同,可將低壓電器分為有觸點電器和無觸點電器。
(1)有觸點電器主要通過觸點的動作來執(zhí)行信號,如接觸器和繼電器等。(2)無觸點電器主要是利用晶閘管等電力電子器件的導(dǎo)通和截止來反映信號。