电气选型与电气装配规范-07-18.ppt

深圳市海目星激光科技有限公司 能源设备部电气选型与电气装配规范 电气设计 二 目录 电气 一 公司常用系统控制硬件 三 电气和电器的概念电气 电能的生产 传输 分配 使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称 电器 泛指所有用电的器具 从专业角度上来讲 主要指用于对电路进行接通 分断 对电路参数进行变换 以实现对电路或用电设备的控制 调节 切换 检测和保护等作用的电工装置 设备和元件 从普通民众的角度来讲 主要是指家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备 如电视机 空调 冰箱 洗衣机 各种小家电等等 常用低压电器 低压电器的含义通常是指工作在交流1200V和直流1500V以下 用来切换 控制 调节和保护用电设备的电器 按其控制和保护对象不同 低压电器分为配电电器和控制电器两大类 低压配电电器主要用于低压配电系统中 要求系统系统发生故障时准确动作 可靠工作 在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性 使电器不会被损坏 常用的配电电器有刀开关 转换开关 熔断器 断路器等 低压控制电器主要用于电力传动系统 要求寿命长 体积小 重量轻且动作迅速 准确 可靠 常用的控制电器有接触器 继电器 起动器 主令电器等 1 转换开关 主要用途 转换开关可作为电路控制开关 测试设备开关 电动机控制开关和主令控制开关 及电焊机用转换开示意图关等 转换开关一般应用交流50HZ 电压至380V及以下 直流电压220V及以下 作手动不频繁接通或分断电路 换接电源或负载 可承载电流一般较大 2 熔断器 熔断器是根据电流超过规定值一段时间后 以其自身产生的热量使熔体熔化 从而使电路断开 运用这种原理制成的一种电流保护器 熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中 作为短路和过电流的保护器 是应用最普遍的保护器件之一 熔断器主要由熔体 外壳和支座3部分组成 其中熔体是控制熔断特性的关键元件 熔体材料分为低熔点和高熔点两类 熔体的形状分为丝状和带状两种 改变变截面的形状可显著改变熔断器的熔断特性 熔断器具有反时延特性 即过载电流小时 熔断时间长 过载电流大时 熔断时间短 所以 在一定过载电流范围内 当电流恢复正常时 熔断器不会熔断 可继续使用 熔断器有各种不同的熔断特性曲线 可以适用于不同类型保护对象的需要 3 断路器 低压断路器 又称自动空气开关或自动空气断路器 简称断路器 它是一种既有手动开关作用 又能自动进行失压 欠压 过载 和短路保护的电器 它可用来分配电能 不频繁地启动异步电动机 对电源线路及电动机等实行保护 当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路 其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等组合 而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件 4 按钮 按钮是一种人工控制的主令电器 是一种常用的控制电器元件 常用来接通或断开 控制电路 其中电流很小 从而达到控制电动机或其他电气设备运行目的的一种开关 按钮从外形和操作方式上可以分为平钮和急停按钮 急停按钮也叫蘑菇头按钮 常用按钮的外形如图所示 除此之外还有钥匙钮 旋钮 拉式钮 万向操纵杆式 带灯式按钮等多种类型 红色按钮用于 停止 断电 或 事故 绿色按钮优先用于 起动 或 通电 但也允许选用黑 白或灰色按钮 一钮双用的 起动 与 停止 或 通电 与 断电 即交替按压后改变功能的 不能用红色按钮 也不能用绿色按钮 而应用黑 白或灰色按钮 按压时运动 抬起时停止运动 如点动 微动 应用黑 白 灰或绿色按钮 最好是黑色按钮 而不能用红色按钮 5 接触器 接触器分为交流接触器 电压AC 和直流接触器 电压DC 它应用于电力 配电与用电 接触器广义上是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场 使触头闭合 以达到控制负载的电器 交流接触器利用主接点来开闭电路 用辅助接点来导通控制回路 主接点一般是常开接点 而辅助接点常有两对常开接点和常闭接点 小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用 接触器具可高频率操作 做为电源开启与切断控制时 最高操作频率可达每小时1200次 接触器的使用寿命很高 机械寿命通常为数百万次至一千万次 电寿命一般则为数十万次至数百万次 6 继电器 继电器 Relay 也称电驿 是一种电子控制器件 它具有控制系统 又称输入回路 和被控制系统 又称输出回路 通常应用于自动控制电路中 它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种 自动开关 故在电路中起着自动调节 安全保护 转换电路等作用 继电器一般都有能反映一定输入变量 如电流 电压 功率 阻抗 频率 温度 压力 速度 光等 的感应机构 输入部分 有能对被控电路实现 通 断 控制的执行机构 输出部分 在继电器的输入部分和输出部分之间 还有对输入量进行耦合隔离 功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构 驱动部分 7 开关电源 开关电源又称交换式电源 开关变换器 是一种高频化电能转换装置 其功能是将一个位准的电压 透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流 开关电源大至由主电路 控制电路 检测电路 辅助电源四大部份组成 工作原理 1 交流电源输入经整流滤波成直流 2 通过高频PWM 脉冲宽度调制 信号控制开关管 将那个直流加到开关变压器初级上 3 开关变压器次级感应出高频电压 经整流滤波供给负载 4 输出部分通过一定的电路反馈给控制电路 控制PWM占空比 以达到稳定输出的目的 交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西 过滤掉电网上的干扰 同时也过滤掉电源对电网的干扰 在功率相同时 开关频率越高 开关变压器的体积就越小 但对开关管的要求就越高 开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头 以得到需要的输出 一般还应该增加一些保护电路 比如空载 短路等保护 否则可能会烧毁开关电源 8 传感器 传感器 是一种检测装置 能感受到被测量的信息 并能将感受到的信息 按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出 以满足信息的传输 处理 存储 显示 记录和控制等要求 传感器的特点包括 微型化 数字化 智能化 多功能化 系统化 网络化 它是实现自动检测和自动控制的首要环节 传感器的存在和发展 让物体有了触觉 味觉和嗅觉等感官 让物体慢慢变得活了起来 通常根据其基本感知功能分为热敏元件 光敏元件 气敏元件 力敏元件 磁敏元件 湿敏元件 声敏元件 放射线敏感元件 色敏元件和味敏元件等十大类 9 步进电机 步进电机是一种感应电机 它的工作原理是利用电子电路 将直流电变成分时供电的 多相时序控制电流 用这种电流为步进电机供电 步进电机才能正常工作 驱动器就是为步进电机分时供电的 多相时序控制器 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构 通俗一点讲 当步进驱动器接收到一个脉冲信号 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度 即步进角 您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量 从而达到准确定位的目的 同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度 从而达到调速的目的 步进电机分三种 永磁式 PM 反应式 VR 和混合式 HB 永磁式步进一般为两相 转矩和体积较小 步进角一般为7 5度或15度 反应式步进一般为三相 可实现大转矩输出 步进角一般为1 5度 但噪声和振动都很大 在欧美等发达国家80年代已被淘汰 混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点 分为两相和五相 两相步进角一般为1 8度而五相步进角一般为0 72度 这种步进电机的应用最为广泛 步进电机驱动器 步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构 当步进驱动器接收到一个脉冲信号 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度 称为 步距角 它的旋转是以固定的角度一步一步运行的 可以通过控制脉冲个数来控制角位移量 从而达到准确定位的目的 同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度 从而达到调速和定位的目的 步进电机控制系统 上位机 电源 步进电机 10 伺服电机 伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机 是一种补助马达间接变速装置 伺服电机可使控制速度 位置精度非常准确 可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象 伺服电机转子转速受输入信号控制 并能快速反应 在自动控制系统中 用作执行元件 且具有机电时间常数小 线性度高 始动电压等特性 可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出 分为直流和交流伺服电动机两大类 其主要特点是 当信号电压为零时无自转现象 转速随着转矩的增加而匀速下降 伺服电机驱动器 伺服驱动器又称为 伺服控制器 伺服放大器 是用来控制伺服电机的一种控制器 其作用类似于变频器作用于普通交流马达 属于伺服系统的一部分 主要应用于高精度的定位系统 一般是通过位置 速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制 实现高精度的传动系统定位 目前是传动技术的高端产品 上位机 伺服电机控制系统 电气安装规范一 布线标准1导线线径选用标准A PLC输入 输出信号线采用0 5m 控制线 B 脉冲信号 模拟量信号等微弱信号采用0 5m 多芯屏蔽电缆 C 其它较大电流控制线 动力线按以下原则选用导线线径 导线颜色选用标准A PLC输入信号线采用0 5m 白色控制线 B PLC输出信号线采用0 5m 灰色控制线 C 直流电源 24V采用棕色线 0V采用蓝色线 D 220V以上动力线相线采用红色线 零线采用黑色线 E 地线采用黄绿线 走线标准A 控制内走线采用走线槽 线槽大小根据线量多少选择相应规格 B 控制箱外采用走线槽或缠绕管走线 C 动力线和控制线尽量分开走线避免干扰 D 线槽内不允许有对插头或接口 线号标号标准A 整份图纸线号必需清晰 明了并按统一标准编号 B 每过一个电气元器件节点必需更改一次线号 必免重复 C 一个端子上最多有2根线缆 且唯一线号 22 二 防干扰措施1 屏蔽线的选用A 脉冲信号 模拟量信号 编码器信号等微弱电压 电流信号采用屏蔽电缆 2 接地原则A 安全接地 设计交流电气设备必设计黄绿色安全接地线接地 防止当设备内电源与机壳之间绝缘电阻变小时 电击伤人 B 屏蔽接地 为了防止电路之间由于寄生电容存在相互干拢 电路辐射电场或对外界电场敏感 必须进行必要的隔离和屏蔽 这些隔离和屏蔽的金属必须接地 C 滤波器接地 滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容 当滤波器不接地时这些电容处于悬浮状态 起不到旁路作用 D 噪声和干扰抑制接地 对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的许多点与地相连 从而为干扰信号提供最近阻抗通道 E 电路参考接地 电路之间信号要正确传输 必须有一个公共电位参考