在電氣工程中,大量的建筑電氣設備是靠電動機拖動的,利用這些電氣設備以實現(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)廣泛應用于工業(yè)生產的各個領域,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、限位開關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,還應有保護元件和信號元件,以防止電路或電氣設備發(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,表示電路中設備、元件的連接關系,從而構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。
在建筑設備電氣控制中,為了滿足生產工藝和生產的過程要求,就需要對電動機進行順序啟動、停止、正反轉、調速和制動等電氣控制,由此構成了很多基本環(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、調節(jié)電動機的啟/停、正/反轉、調速和制動等作用的電器元件。由低壓電器組成的,如刀開關、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構、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)、隔離開關、刀開關和自動開關等。(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、行程開關和萬能轉換開關等。(4)低壓保護電器是用來保護電路及各種電器設備的電器,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、刀開關和組合開關等。
3.按執(zhí)行機構分類,按執(zhí)行機構的不同,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通和截止來反映信號。