《自动化设备与技术应用实践教程》教学课件03动力源

第三章动力源自动化设备及生产线的应用与维护目录3.1气源和液压源3.2电源23.1气源和液压源气源与液压源是自动控制系统应用广泛的动力源，一般气源工作压力相对较低，常用于（0.2～1）MPa低压系统，适合于远距离传输，系统各个工作元件相对于液压元件加工工艺简单，制作成本较低，同时气动控制系统是一个对环境无污染、传动介质不回收、传动介质可压缩、只有动力输出单回路的传动控制系统。液压源一般应用于大于1MPa的中高压传动控制系统，液压控制系统是一个工作平稳、反应快、冲击小、可频繁实现启动制动过程、输出较大的力和转矩、其传动介质具有不可压缩性并形成高压输出和低压回流的循环回路，是密闭的传动控制系统。33.1气源和液压源3.1.1气源气源是将常压气体转换成压缩气体的装置，提供的是压缩能。主要由空气压缩机、冷却器、分水过滤器、储气罐等组成，如图所示。空气过滤器、减压阀、油雾器是气源三联体，主要用于调整输出压力能的压力和流量。43.1气源和液压源3.1.2液压源液压源是将常压液体转换成压力液体的装置，提供的是液压能。如图所示，液压源主要由液压泵、压力表、溢流阀、回油过滤器、冷却器、吸油过滤器、出口单向阀、油温检测、空气过滤器、加热器、液位检测、油箱等组成。53.2电源电源是目前所有控制系统的动力源，也是气源和液压源的原始动力源，电源有交流电源和直流电源两类，直流电源可以通过交流电源的整流和稳压过程得到，因而所有用电设备的输入电源都是采用交流电源的接入形式。63.2电源3.2.1三相交流电源我国电力系统的供电电源采用三相50Hz交流电源。三相交流电源是由三个频率相同（50Hz）、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源。三相电压分别表示为U、V、W，N表示三相中心连接点处的中性线，称为零线，PE表示电源的接地点处由大地引出的接地线，简称地线。三相电源供电的电路，称为三相电路。（1）线电压。相与相之间的电压称线电压，一般工业用交流电源的低压线电压为380V。（2）相电压。相与中线N之间称为相电压，一般工业用交流电源的低压相电压为220V。（3）供电系统的方式。我国供电系统方式是以配电系统和电气设备的接地组合形式进行分类，一般分为TN、TT、IT等系统。73.2电源3.2.2TN系统TN系统，称作保护接零。其基本原理为：当故障原因使电气设备金属外壳带电时，形成相线和零线短路，由于回路电阻小，造成瞬时电流很大，能使保险熔丝迅速熔断或保护装置迅速动作而切断电源。进一步，根据中性线与保护线的连接方式进行分类，TN系统又分为TN-C、TN-S及TN-C-S系统。83.2电源3.2.2TN系统1.TN-C系统1）结构原理，TN-C系统是指保护线PE与中性线N合并为PEN线，形成的一个三相四线制系统。93.2电源3.2.2TN系统1.TN-C系统2）应用场所TN-C系统适用于三相负荷比较平衡、电路中三次谐波电流不大并有专业人员维护管理的一般性工业厂房等场所，不适用于对低压敏感的电子设备和易爆炸危险环境。103.2电源3.2.2TN系统2.TN-S系统1）结构原理，保护线PE与中性线N在电源处是分别引向设备的保护连接处，即保护线PE与中性线N是分开的，在靠近电源端一侧的保护线PE和中性线N合并为PEN线，而后则分为保护线PE和中性线N，形成一个三相五线制系统。113.2电源3.2.2TN系统2.TN-S系统2）应用场所，TN-S系统适用于单相负荷比较集中的场所。适用于有精密电子和数据处理设备的场所。适用于对防火防爆有要求的场所。适用于易产生较多三次谐波电流的可控硅控制调压和逆变类设备的场所。3）使用注意事项①TN-S系统的变压器中性点接地后，变电所内的低压配电盘的N排与PE排应分开。123.2电源3.2.2TN系统②在TN-S系统中一般只对PE线作重复接地，重复接地的作用是使被接地点与地电位接近。③当TN-S系统对于单相负载起主导地位，而且三相经常出现较大不平衡负载时，必须对N线作重复接地处理，使N线对地电阻保持一定值。④在TN-S系统中PE线必须随L、N线一起存在，这是由于PE线是保护接地线，而N线是电源回路中可能有较高电压且有电流流过的电源线，因此无PE线设备运行不安全。⑤当检查系统是何种形式时，可以通过检查负载上连接的相互绝缘导线的根数，若有五根线则是TN-S制。当讨论带电导体系统是几线制形式时，是指配电系统的主干线，而不是指分支线。133.2电源3.2.2TN系统3.TN-C-S系统1）结构原理如图3-5所示，该系统PEN线自电源接地点起至某一点为TN-C接法，此点之后部分采用TN-S接法，即由此点开始PEN线分开为保护线PE和中性线N，且分开后N线应对地线PE绝缘。为防止保护线PE与中性线N混淆，分别给保护线PE涂上黄绿相间色标，中性线N涂以浅蓝色色标。此外，PE线与N线分开后，不能再合并。143.2电源3.2.2TN系统3.TN-C-S系统1）TN-C-S系统的特点①当中性线N与专用保护线PE相连通，线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响，PEN分开后，PE线上没有电流，则该段PE导线上没有电压降，因此，TN-C-S系统可以降低电机外壳对地电压，然而又不能完全消除这个电压，其大小取决于TN-C方式线路中负载不平衡的情况及TN-C方式供电线路的长度。当负载越不平衡，TN-C方式供电线路越长时，设备外壳对地电压偏移就越大，所以要求在任何方式的三相交流供电电源条件下的负载不平衡电流不能太大，而且在PE线上应作重复接地，必要时中性线N也要做重复接地处理。②PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸，从而造成大范围停电。③PE线在总配电箱处必须和N线连接（或做重复接地处理来保证接地电阻小于规定值），其他各分线箱均不得将N线和PE线相连，同时PE线上不允许安装任何形式的开关或熔断器。153.2电源4.PE线和N线的特点163.2电源3.2.3TT系统1.结构原理三相四线制系统，具备三相五线制系统的特点，是三火一零自设地线系统。173.2电源3.2.3TT系统2.TT供电系统的特点183.应用场所TT系统适用于有对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备、对防火防爆有较高要求的场所，也可用于远距离的分散用户进行供电3.2电源3.2.4IT系统1.结构原理IT系统的电源不接地或通过阻抗接地，变压器中性点一般通过阻抗接地，各用电设备的外露可导电部分要直接接地或通过保护线接到电源的接地体上。IT系统是三相三线