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電氣的基本原理范文1
關鍵詞：電氣；控制線路；控制原理；注意問題
中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A文章編號：
一、電氣控制線路圖的繪制原則
電氣控制線路的表示方法有電氣原理圖、安裝接線圖和電氣布置圖三種。電氣控制線路圖是工程技術的通用語言，它將各電氣元件的連接用圖形來表達，各種電氣元件用不同的圖形符號表示，并用不同的文字符號來說明其所代表電氣元件的名稱、用途、主要特征及編號等。
1. 電氣控制線路常用的圖形、文字符號
在電氣控制線路中，各種電器元件的圖形、文字符號必須符合國家的標準。國家標準局參照國際電工委員會 (1EC) 頒布的有關文件，制定了我國電氣設備有關國家標準，采用新的圖形和文字符號及回路標號。
2. 電氣控制線路的繪制原則
電氣原理圖是根據工作原理而繪制的，具有結構簡單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等優點。在各種生產機械的電氣控制中，無論在設計部門，還是在生產現場，都得到廣泛的應用。
二、電氣控制的基本線路
1. 互鎖控制和順序控制
互鎖控制是生產機械或自動生產線不同的運動部件之間相互聯系又相互制約的，又稱聯鎖控制?；ユi可以起到順序控制的作用，稱為順序聯鎖控制。例如，磨床上要求先啟動油泵，然后才能啟動主軸電動機；龍門刨床在工作臺移動前，導軌油泵要先啟動；銑床的主軸旋轉后，工作臺方可移動等都是按順序聯鎖控制（可去掉）。順序聯鎖控制的原則如下：（1）要求甲接觸器動作后，乙接觸器方能工作，則需將甲接觸器的常開觸點串聯在乙接觸器的線圈電路中。（2）要求甲接觸器動作后，乙接觸器不能工作，則需將甲接觸器的常閉觸點串聯在乙接觸器的線圈電路中。
2. 多地點控制
有些電氣設備，如大型機床、起重運輸機等，為了操作方便，常要求能在多個地點對同一臺電動機進行控制，這種控制方法叫做多地點控制。三地點控制線路即由一個啟動按鈕和一個停止按鈕組成一組，把三組啟動、停止按鈕分別放置三地，即能實現三地點控制。多地點控制的接線原則：啟動按鈕應并聯連接，停止按鈕應串聯連接。
3. 自動循環控制
在電氣設備中，有些是通過工作臺自動往復循環工作的，如龍門刨床的工作臺前進、后退。而電動機的正、反轉是實現工作臺自動往復循環的基本環節，要實現自動往復循環，通常采用限位開關 (或行程開關)，主要包括機械式限位開關與光電式限位開關。自動循環控制線路按照行程控制原則，利用生產機械運動的行程位置實現控制。一般的電氣控制線路時而簡單，時而復雜。但是，任何復雜的控制線路都是由一些比較簡單的基本環節按照需要組合而成的。只有通過基本環節、典型控制線路，并由淺入深、由易到難地認識它，才能打下閱讀電氣控制線路的良好基礎，掌握好電氣控制線路的設計技能。
三、異步電動機的啟動和正反轉控制
1. 異步電動機的全壓啟動控制
在供電變壓器容量足夠大時，小容量異步電動機可直接啟動。直接啟動的優點是電氣設備少，線路簡單；缺點是啟動電流大，引起供電系統電壓波動，干擾其他用電設備的正常工作。
2. 異步電動機的降壓啟動控制
異步電動機直接啟動控制線路簡單、經濟、操作方便。但對于容量較大的電動機來說，由于啟動功率大，會引起較大的電網壓降，所以必須采用減壓啟動的方法，以限制啟動電流。減壓啟動雖然可以減小啟動電流，但也降低了啟動轉矩。因此，此方法僅適用于空載或輕載啟動。異步電動機的減壓啟動方法包括自耦變壓器減壓啟動和星—三角形減壓啟動兩種：（1）星—三角形減壓啟動控制，它的線路是按時間原則實現控制。啟動時將電動機定子繞組連接成星形，加在電動機每相繞組上的電壓為額定電壓的 1 ／3，從而減小了啟動電流；待啟動后按預先整定的時間把電動機換成三角形連接，使電動機在額定電壓下運行。該線路結構簡單，但缺點是啟動轉矩也相應下降為三角形連接的 l ／ 3，轉矩特性差。因而本線路適用于電網電壓380V、額定電壓 660 ／ 380V、星—三角形連接的電動機輕載啟動的場合。（2）自耦變壓器減壓啟動控制，它的線路在啟動時，電動機定子串人自耦變壓器，定子繞組得到的電壓為自耦變壓器的二次電壓；啟動完畢，自耦變壓器被切除，額定電壓加于定子繞組，電動機以全電壓投入運行。該控制線路對電網的電流沖擊小，損耗功率也小，但是它的缺點在于價格較高，主要用于啟動較大容量的電動機。
以上介紹的啟動控制線路，均按時間原則采用時間繼電器來實現減壓啟動，這種控制方式線路工作可靠，受外界因素 ( 如負載、飛輪慣量以及電網波動 ) 的影響較小，結構比較簡單，因而被廣泛采用。
四、異步電動機的制動控制
異步電動機的制動方法可分為2類：機械制動和電氣制動。機械制動是利用機械裝置來強迫電機迅速停車，常用的機械裝置是電磁抱閘，由制動電磁鐵和閘瓦制動器組成。而機械制動又可分為斷電制動和通電制動。制動時，將制動電磁鐵的線圈切斷或接通電源，通過機械抱閘制動電動機。
1. 異步電動機的反接制動控制
反接制動是利用改變電動機的電源相序，使定子繞組產生相反方向的旋轉磁場，因而產生制動轉矩的一種制動方法。由于反接制動時，轉子與旋轉磁場的相對速度接近于2倍的同步轉速，所以定子繞組中流過的反接制動電流相當于全電壓直接啟動時電流的 2倍。因此反接制動的特點之一是制動迅速、效果好，但沖擊效應較大。為了減小沖擊電流，通常要求在電動機主電路中串接一定的電阻以限制反接制動電流，而反接制動電阻有 2 種接線方法：對稱與不對稱。
2. 異步電動機的能耗制動控制
異步電動機能耗制動時，切斷定子繞組的交流電源后，在定子繞組通入直流電流，形成固定磁場，與旋轉的轉子中的感應電流相互作用產生制動力矩。制動結束必須及時切除直流電源。該控制線路制動效果好，但對于較大功率的電動機還要采用三相整流電路，故所需設備多、投資成本高。
五、電氣控制線路設計的實例解析
下面是一個設計簡單控制線路的例子。題目要求：按下按鈕SB，電動機M正轉；松開按鈕SB，電動機M反轉:1分鐘后電動機M自動停止，要求畫出其控制線路。
1.如圖1所示的控制圖。
圖一
電氣的基本原理范文2
關鍵詞：電力遠動測試系統 基本功能 電力系統 應用
中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-0-01
1 遠動測試系統的基本功能
遠動裝置將各子站的設備運行工況（包括開關狀態、實時模擬量狀態等）采集并轉換成便于傳輸的信號形式，加上保護措施以防止傳輸過程中的外界干擾，經過調制后，由專門的信息通道傳送到調度中心，在調度中心經過反調制，還原為原來對應于子站運行工況的一些信號再顯示出來，供調度人員監控之用。調度人員的一些控制命令也可以通過類似過程傳送到遠方的子站，驅動被控對象。這一過程涉及遙測、遙信、遙調、遙控功能，即遠動的“四遙”功能。遠動系統可分為三大部分：調度端（主站）、信息通道、遠方終端（子站）。子站主要是接受調度端的指令去控制現場的各個被控對象，以及對現場被控對象進行數據監測并將數據送往調度端。根據目前的發展前景，電力遠動系統越來越趨向主站一體化、互聯網絡化、支撐平臺及體系結構的標準化和開放化。電力遠動系統的發展，其建設、運行維護迫切需要有良好的測試系統支撐。電力遠動測試系統基本功能包括：以太網測試、報文監測、主/從站仿真等功能。
以太網測試主要實現對以太網絡的實時分析、延時分析和流量分析；報文監測主要實現對主站和廠站端的上下行報文及內容，判斷報文對錯及對報文進行統計；仿真站主要完成建立通信鏈路、召喚數據及編輯命令發送的功能。
電力系統配置遠動自動測試系統，能夠有效應用于電力遠動系統故障的有效定位、復雜通道故障分析以及新增變電站的自動化設備測試等。
2 遠動測試系統的簡要結構
遠動測試系統主要由硬件結構、軟件實現及通信協議三部分組成。軟硬件結構方面，各不同測試系統采用了不同的結構和不同的開發平臺，本文不一一贅述。
在通信協議方面，為了滿足工業以太網中遠動通信IEC101規約的應用需求，國際電力工業委員會制定了IEC104規約，將IEC101規約的應用數據單元進行TCP/IP標準化，以適應網絡化通信環境，同時將標準在遠動信息的網絡中應用。應用服務數據單元進行網絡標準化規約后，能夠確保規約的系統化與通信過程的穩定可靠。系統的網絡規約協議為TCP/IP協議，而應用層的基礎上為IEC010規約的應用服務數據單元。遠動系統中的配套標準應用規約數據單元（APDU）通常情況下由應用規約控制信息（APCI）與用硬服務數據單元構成。為實現不同規約系統間的通信及測試，測試系統仍有必要考慮兼容不同的規約。
遠動測試系統要符合我國電力自動化系統與通信系統的實際要求，在電力系統網絡化改造與遠動規約的統一規劃下，完成模擬信號FSK、數字RS系列、以太網等多種模式的遠動通道模擬，實現在線監測、仿真收發、報文分析、信號處理、通道傳輸評估與故障排除等多種功能。
3 遠動測試系統在規約分析中的應用
在我國的電網中，使用著多種規約。由于各種規約的數據格式不相同，相互之間不兼容，甚至同一規約各廠商使用的硬件結構和開發的軟件也不盡相同，存在著不兼容的可能性。這種不兼容就給遠動系統的接口開發帶來了較大的困難，在使用中必須要加各種規約的轉換器，也加大了系統維護的工作量。
為了保證不同廠家設備間的兼容性，我國相繼引進了DNP3.0、SC1801、IEC60870-5-101、IEC60870-5-104等遠動傳輸規約。DNP3.0屬于問答式規約，采用可變幀長結構，適用于點對點和多點共線的遠動通道結構；SC1801也是部答式規藥，適用于點對點和多點共線的遠動通道結構；CDT是電力部頒規約，屬于循環遠動式規約，適用于點對點的遠動通道；ICE101規約也是問答式規約，適用于點對點、多點共線、多點環形和多點星形網絡配置的遠動通道，其幀長有固定和可變兩種；IEC104則在上文中有介紹，是IEC101的應用層與TCP/IP傳輸功能的結合。此外還有例如國際101、廣東101、華東101、DL/T634、CDT-D709、DF102等一批規約在我國都有不少的應用。電力遠動測試系統必須要考慮兼容至少大部分這些規約。在測試系統的規約分析功能中，一般具有規約監聽、模擬主站、模擬從站、手工輸入及過程仿真等子功能。在同一張大電網中，發電、輸電以及農電等不同產權主體的設備都共同入網運行并且接入了不同等級的調度中心主站，在日益擴大的自動化網絡中，一旦主站的運行簡表出現某一廠站的故障告警，運行人員往往只能采用范圍排查的方法，從廠站遠動設備、遠動信道到主站系統等各個環節進行逐一排查，才能找到故障原因，影響了設備的運行時間。即使在廠站遠動設備與主站系統通信正常的情況下，又會出現個別遙測量跳變或失準，又或者遙信量發生抖動。遠動信息的擾動，既影響調度運行，又會影響主站系統的安全。對于類似故障，在運行中往往無法迅速準確地判定故障點是在主站還是廠站的遠動設備。即使是判斷為廠站遠動設備的問題，也無法提供直接的證據。針對上述情況，部署電力遠動測試系統的規約測試及分析系統能快速準確地對故障進行診斷，縮短故障排查時間，確保主站EMS系統的安全，更好地為調度運行服務，具有很高的實用價值。當主站系統的廠站設備運行簡表顯示一個廠站的運行出現故障時，使用測試系統的主站模擬功能進行測試，有助于快速判斷究竟是廠站設備、遠動通道故障，還是EMS主站的故障。當主站系統收到的遠動數據出現異常時，比如遙測量跳變或遙信量誤動和頻繁抖動，可使用測試系統的偵聽功能，對主站與廠站設備之間的通信進行一段時間的偵聽，并將有關的變化遙測及遙信變位信息全部記錄下來，運行人員可對這些記錄文件進行查詢分析，判斷故障根源，為正確排除故障提供依據。
4 結語
信息傳輸方式已從過去點對點、點對多點等遠動鏈路結構發展為今天的數據網絡通信。在電力系統中，隨著電網規模的擴大與電力調度自動化系統互聯網絡化，為了保證電力遠動系統的正常組網，以及簡化運行維護的負擔，采用統一的通信規約以及部署電力遠動測試系統都是必要的。
參考文獻
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電氣的基本原理范文3
關鍵詞：建筑電氣設備故障；模糊理論與神經網絡；設備故障診斷專家系統
中圖分類號：TP207 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160132074
隨著當今社會經濟的不斷發展，人們對生活品質的追求越來越高，電氣設備變得多樣化和先進化，不同區域間聯系更加緊密，而在給人們的生活帶來便利的同時，簡單的人工故障診斷方法已經無法滿足結構日益復雜、功能日益完善的電氣系統，建立電氣設備控制系統智能故障診斷專家系統已經成為目前能滿足社會需求的選擇。近年來，模糊理論被廣泛的應用于建立故障診斷神經網絡，將模糊系統與神經網絡技術結合而形成的故障診斷技術也正在發展和應用。
1 建筑電氣設備常見故障類型及危害
1.1 電氣設備常見故障類型
1.1.1 電源故障
1.1.2 線路故障
1.1.3 元器件故障
1.1.4 防雷接地處理故障
1.2 電氣設備故障危害
電氣設備的運行需要很多電器元件的相互配合，產生故障通常是因為電能或控制信息在傳遞、分配、轉換過程中失去控制。斷路、短路、異常接地、漏電、電氣設備或電器元件損壞、電子設備受電磁干擾而發生錯誤動作、控制系統元件的偶然失效都屬于電氣設備故障[1]，而這些故障也很有可能造成大范圍的人員傷亡以及造成嚴重的財產損失，一旦發生，也會造成其他相關領域不同程度的癱瘓。由此可見，電氣設備出現故障的概率較高，危害范圍也比較大。
2 神經網絡與模糊理論
神經網絡是一種模仿動物神經網絡行為的特征，進行分布式并行信息處理的算法數學模型[2]。這個模型可以根據不同系統自己的特征來選擇處理不同信息的方式，在很多不同領域都有比較廣泛的應用，當然，它本身也有一些缺陷，比如它不能求解不確定性問題、不能處理符號性信息等，因此，它需要結合其它相關理論和方法來彌補自身的不足，以便更好地解決特定領域中的問題。
模糊理論是指用到了模糊集合的基本概念或連續隸屬度函數的理論[3]。模糊控制是一種基于規則的控制，它可以直接采用語言型控制規則，在設計過程中不需要建立被控對象的精確數學模型，控制原理和策略通俗易懂，便于人們接受與理解，控制效果好，具有一定的智能水平，應用起來很方便，適用于對那些數學模型難以獲取、動態特性不易掌握或變化非常顯著的對象。模糊控制器是一種比較容易控制、掌握起來比較理想的非線性控制器，具有一定的適應能力和強健性。
將模糊系統與神經網絡技術相結合而形成的模糊神經網絡可以作為對電氣設備進行故障診斷的模型，這一技術的提出為電氣設備故障的診斷帶來發展和進步，模糊理論被廣泛的應用于建立故障診斷神經網絡，這2種理論的結合將會給故障診斷研究提供解決思路，值得推廣應用[4]。
3 建立電氣設備故障診斷系統
由于電氣設備故障機理的復雜性，系統在實際運用過程中，可能會發生隨機故障模式，故障征兆信息的正確與否直接關系到故障診斷的正確性，因此利用現有的電氣設備系統控制平臺，對電氣設備控制系統的信號進行實時采集和及時與PC 機進行通信，建立電氣設備控制系統故障診斷系統便顯得特別重要。
3.1 BP神經網絡模型
BP（Back Propagation）模型是一種最常用的人工神經網絡模型，它的基本原理為利用誤差反向傳播算法，從而得到多層前向神經網絡模型。在故障診斷方面使用BP模型在一定條件下能夠加強工作效率，使得故障診斷問題變得更加直觀。利用模糊理論與神經網絡相結合的模糊神經網絡解決建筑電氣設備故障的診斷，是一種智能化控制的手段，也將逐漸發展成為未來的趨勢[5]。其模型原理圖如圖1。
要建立模糊神經網絡系統，要根據相關理論或實際工作中的經驗，將故障現象和故障原因相對應，作為系統的學習樣本。按照輸入與輸出相對應的關系輸入學習樣本，系統經過內部的算法不斷提高精度，當精度達到設定的要求時，模糊神經網絡系統的學習過程結束。此時，將測試樣本的輸入數據放入系統輸入端，如果輸出數據與測試樣本基本相同，那么模糊神經網絡系統建立成功。
在模糊神經網絡系統的實際使用時，必然會遇到輸入數據與樣本不同的狀況。根據內部算法，系統將會找到與學習樣本最相似的一組數據作為參考，自主得到輸出數據。與此同時，如果系統自主算出的結果得到采納，那么這組數據將會做為新的樣本存入數據庫，成為參考數據。
3.2 BP學習算法
目前，BP算法是應用很廣泛、完善性比較高的神經網絡訓練算法，方便、容易實現、計算量小、并行性強是這個方法領先其他算法的優勢。BP算法的基本原理[6]為先求解誤差函數的最小值，根據梯度下降法，按誤差對權值做負反饋。
BP算法需要依次根據輸入對輸出進行矯正，也就是對每組數據都要計算比對。然而，全局誤差的梯度下降算法，要求連接權和閾值的矯正是在批量進行學習樣本的輸入之后再進行的，所以要修改各個連接權值。利用梯度下降法來修改各個連接權值，以便達到近似全局誤差的算法效果。全局誤差梯度下降算法流程如圖2所示。
4 結 語
電氣設備的故障診斷已經成為值得重視的問題，為保證運行系統能夠正常運行，因此需要建立起更加科學完善的電氣設備管理系統，逐漸減少電氣設備運行出現故障的可能性，保障電力系統的穩定能力，本文簡單介紹將模糊理論與神經網絡結合，更好的解決電氣設備故障問題，結合傳感器檢測技術、自動控制技術、通信與網絡技術等方法，建立電氣設備控制故障診斷系統，希望可以早日應用到生活中的建筑電氣設備故障診斷中去。
參考文獻
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[5]陳流豪.神經網絡BP算法研究綜述[J].電腦知識與技術，2010.
電氣的基本原理范文4
【關鍵詞】光伏發電技術 變電站 應用
在我國大部分實體產業的發展過程中都采用了新能源以及智能化技術手段來推進產業效能，改善行業發展的社會效益。在融合了智能科技手段后，國內變電站建設的質量與以往相比較有了質的飛躍，尤其是引入了光伏發電技術以后，借助光伏發電技術的基本原理以及光伏發電系統的容量計算方式，能夠助力我國變電站朝向集約型經濟、環保能源供給產業的方向發展。
1 光伏發電技術的基本原理及其系統容量計量方式概述
1.1 光伏發電技術的基本原理分析
在各類型科技快速發展的氛圍中，光伏發電技術涌現出來，借助光伏組件的合理布置，提升了我國變電站系統的運作效能。從理論上來看，太陽能光伏發電的能量轉換器是太陽能電池，又可稱其為“光伏電池”。鑒于太陽能光伏發電技術是利用太陽電池半導體材料而產生的光伏效應，在將太陽能轉換為電能的過程中，無需燃料，也不污染環境，其未來的發展空間巨大。從具體的技術理論內容來剖析，光伏電池是以半導體P-N結上接受太陽光照而產生的伏特效應為基礎，進而直接將光能轉換為電能的能量轉換器。光伏發電技術的基本原理可以由如下的幾點內容來表述：首先，當太陽照射到半導體表面時，半導體內部的“N區”和“P區”中原子的價電子受到了太陽光子的強烈沖擊，這樣便可以通過光輻射來獲取到能量；接下來，在能量的持續注入的情況下，脫離“共價鍵”的束縛從“價帶”激發到“導帶”，這樣一來，便可以令半導體材料內部所產生的電子處于非平衡狀態，這就促動光伏發電系統的運作，這便是光伏發電技術的基本原理。
1.2 光伏發電系統的容量計量方式研究
實質上，一個具備一定規模的智能化變電站需要在眾多的光伏電池組的輔助下完成發電任務，諸多小的太陽能光伏電池便是電池組的重要構成部分，通過將這些光伏電池以串聯、并聯的方式組合起來，進而形成光伏電池組的形式來為整個變電站系統輸送電能。從具體的光伏發電系統的容量計算方式來看，需要憑借一些常用的公式來進行科學化的容量計量。其中，太陽電池組件的數量計算、光伏組件方陣布置的最小間距計算等數據的計量十分重要。
2 光伏發電技術在我國智能化變電站中的實際應用
光伏發電技術以及光伏發電系統的實際應用對于我國變電站的運營及其未來發展是極為有利的，鑒于光伏發電在其能源轉換的過程中所消耗的能量較低，而且，不會產生對環境有害的污染物質，這對于節約能源以及環境保護的意義重大。光伏發電系統所發電能可以被變電站內部負荷在短時間內消耗掉，因此可以說，通過光伏發電技術所得到的電力能源無需進行儲存，便可以實現電能的“即發即用”效果，這樣就可以降低電力負荷所占用電系統的壓力，此外，如若變電站系統出現異常，還可以通過變電站自身的“黑啟動”來恢復供電。從實踐狀況來看，光伏發電技術在我國諸多智能化變電站中的實際應用效果良好。
2.1 光伏發電技術在變電站中的具體應用狀況
在考慮到光伏發電技術的成熟度及其可靠性等因素以后，依據光伏發電系統的運作特征，在實踐過程中應用光伏發電技術。光伏發電組件與實體建筑物的結合方式較為特殊，需要調整變電站內光伏組件的安裝方式來適應變電站的實際環境狀況，進而令光伏發電技術的實踐效能更好地激發出來，為我國智能化、集約型環保變電站的創建奠定基礎。在實踐操作的過程中，有很多技術應用的細節需要格外注意，例如：為了合理地接受輻射的光能，則太陽能光伏發電板在安裝的過程中就需要與水平地面保持一定的夾角，這就需要進行科學化的地理緯度測算，進而得出最佳的數值，并對光伏組件的位置進行合理布置。此外，在光伏發電系統的正常運行過程中，光伏發電技術的應用能夠減小用電系統的用電量占比，這也就相當于起到了系統節能、降低系統消耗的功用，而且，還能提高光伏發電系統的使用效率。
2.2 光伏發電技術的實踐效能研究
對于我國電力系統的運轉而言，憑借光伏發電技術以及光伏發電系統來維系規?；碾娏δ茉瓷a運作十分可行，同時，還具備一定的經濟性與環保特性。光伏發電系統的創建是用以提升電力工業管理水平的前提條件，而且，在電力企業的長期工作中，電網環境的安全性是整個電力系統管理的重中之重，不斷優化變電站光伏發電系統的總體性能對于電網的穩定、經濟、環保運行較為重要。通過研究光伏發電系統的理論估算能量值等內容，能夠了解到，科學化數據支持是光伏發電技術在實際應用過程中最主要的參考依據，如若按照一定的執行標準來具體操作，能夠在一定程度上保證該技術應用的實效性。從實踐的角度來看，光伏發電技術在我國智能化變電站系統中的應用狀況較為良好，值得在不同規模的變電站內進行推廣實施，為我國電力產業發展節能降耗、環境保護等目標提供強有力的技術支撐。
3 結束語
總而言之，光伏發電技術以及光伏發電系統的實際應用對于我國變電站的運營及其未來發展是極為有利的，因光伏發電在其能源轉換的過程中不產生污染，這對于節約能源以及環境保護都起到一定的作用，光伏發電技術值得在電力產業內外進行推廣實施。
參考文獻
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電氣的基本原理范文5
關鍵詞：電氣控制電路圖；基本元件；基本環節；基本電路
《工廠電氣控制設備》是中等專業學校機電專業的一門主要專業課。它主要研究各種電器設備的基本原理、使用方法及電氣控制理論的一門學科。該課程目的在于通過電氣控制基本原理、基本線路、典型控制環節和典型設備的分析，培養學生具有對一般電氣控制的獨立分析能力，具有從事電氣設備的安裝調試、運行和維護等技術工作能力。要達到培養的目標，首先要學會怎樣閱讀電氣控制電路圖。本文從讀圖的基本知識和組成控制電路的基本規律講起，深入淺出地介紹閱讀電氣控制電路圖的方法和技巧。
一、掌握電氣控制基本元件及其表示方法
電氣控制電路是由許多元件構成的，而各種電氣元件的結構、工作原理及其表示方法是不同的，并且在電路中具有不同的作用。因此，掌握電氣控制的基本元件及其表示方法，是閱讀電氣控制原理圖的基礎。例如接觸器，它是電氣控制電路中應用最普遍的元件之一，學生首先應該要掌握其結構主要由電磁機構、觸點系統、滅弧系統三部分組成。其工作原理是線圈通電時產生磁場將銜鐵吸合帶動觸點系統動作。其次是要讓學生掌握接觸器各部分是如何接入電路的，主觸點可承受較高的工作電壓和較大的工作電流，因此一般接入主電路中作通斷電路之用；輔助觸點容量較少而接在控制電路中；線圈是其受壓元件，接在控制電路通過按鈕元件來控制其通斷，從而控制接通或分斷電動機等主電路，且可以作遠距離控制。再次要求學生掌握接觸器的表示方法，包括圖形符號和文字符號（種類代號），圖形符號與其結構相對應，接觸器有3個圖形符號，分別表示線圈、主觸點、輔助觸點（常開、常閉分開表示）。這樣熟悉了接觸器的結構原理、表示方法及其在電路中的作用后，雖然采用接觸器構成的控制電路多種多樣，但各元件的相互關系是確定的，只要清晰地理順這些關系，學生讀圖時就能得心就手了。
二、掌握好電氣控制電路圖的基本環節和基本電路
電氣控制電路圖是一類較難閱讀的電氣原理圖。這種圖的復雜性除了描述對象的多樣性以外，還是由于這種圖往往由很多基本環節和基本電路構成。一般來說，復雜的電氣控制電路圖所具備的基本環節多一些，或者說，控制線路的復雜性就主要表現在環節的多樣性和完成功能的齊備性上。所謂基本環節就是指能夠實現某項功能的組合。控制電路的基本環節一般包括電源環節、保護環節、信號裝置、起動環節、運行環節、停止環節、制動環節、聯鎖環節、點動環節等。而其它具體的各種車床、磨床、鉆床、銑床、鏜床等，雖然它們的電氣控制線路較復雜，但它們都是由上述的各個基本控制環節構成的綜合體。因此，只要學生掌握了這些基本控制環節，就能正確地區分電氣控制電路圖的基本環節，在閱讀電氣控制電路圖時將其劃分為若干個基本環節，即“化整為零”。這也是閱讀電氣控制電路圖的基礎，是學生讀圖的基本功之一。
三、掌握好基本電氣控制電路圖
若干個基本環節組成了最基本的控制電路圖，而基本電氣控制電路圖是組成電氣控制電路圖的基礎，常見的基本電氣控制電路圖有三相異步電動機正反轉控制電路、三相異步電動機降壓起動控制電路、三相異步電動機電氣制動控制電路等。熟練掌握這些基本電氣控制電路圖的閱讀，是閱讀電氣控制電路圖的基礎之一。例如，三相異步電動機正反轉控制電路（如圖1）。在閱讀時首先將其劃分以下五個環節：
（1）電源環節。主電路的電源是交流380V三相電源，電源接線為L1、L2、L3。輔助電路的電源是從主電路兩條相線引出的交流電源，其電壓為380V。
（2）起動與運行環節。這一環節電動機為全壓起動，按鈕SB2、SB3和接觸器KM2、KM3構成了電動機正轉或反轉起動環節。
（3）保護環節。熔斷器FU、熱繼電器FR以及交流接觸器KM、KM2線圈本身具有的保護功能（電壓降到一定值時，接觸器線圈吸力下降而釋放接觸器自動斷開電源），構成這一電路的短路、過載、欠壓三重保護。
（4）聯鎖環節。為了保證電動機要么正轉要么反轉，因此，接觸器KM1、KM2間必須采用聯鎖環節。其構成是接觸器的常閉輔助觸點。
（5）停止環節。按鈕SB1可手動控制電動機在正轉或反轉時停止運行。保護環節則相應地構成了自動停止運行環節。
這樣，明確了整個控制電路的各個環節后，學生心目中就有一個清晰的思路，對于閱讀該控制電路圖分析其工作原理就簡單得多。
四、電氣控制電路圖的閱讀方法
在熟練掌握好基本元件和基本環節以及熟練掌握了閱讀基本電氣控制電路圖的基礎上，就可以進行電氣控制電路圖的閱讀了。在閱讀電氣控制電路圖時，一般來說，應該先了解生產機械的基本結構、運行情況、工藝要求和操作方法，以便對生產機械的結構及其運行情況有總體了解；再看電路，了解各臺電動機和其它被控制設備的作用及工作情況，明確對電力拖動的控制要求，為分析電路做好前期準備；然后將控制電路圖分成若干基本環節、基本回路、基本單元進行閱讀；先粗讀，后細讀，邊讀邊記，直至全部讀懂。在有條件的情況下，亦可對照實物，閱讀起來即更方便。
1.了解設備的基本結構、性能及主要用途
了解設備的基本結構、性能及主要用途，明確各種機床電氣控制電路的控制要求，是為分析電路做好前期準備。例如X62W型銑床，首先，要了解X62W型銑床的作用主要用來加工平面、斜面、溝槽等。其運動形式分為主運動、進給運動、輔助運動三種。刀具的旋轉為主運動；工作臺及其工件的移動為進給運動；而工作臺在三個方向上的快移為輔助運動。主運動由主軸電動機拖動；進給運動和輔助運動同另一電動機拖動。為了能夠實現順銑和逆銑，主軸電動機必須有正反轉；為了工作安全可靠，必須有必要的保護和聯鎖環節等。有了對銑床的這些基本了解，才能比較順利地開始閱讀銑床的電氣控制電路圖。其次，要詳細看一看圖上所示元件的名稱、符號、規格及主要功能。
2.看主電路
首先，要看清楚主電路中用電設備由幾臺電動機拖動，各臺電動機的作用，結合加工工藝分析電動機的啟動方法，有無正反轉控制，采用何種制動方式。其次，要弄清楚用電設備是由什么電氣元件控制的。有的用刀開關控制，有的用接觸器或繼電器控制。再次，了解主電路中其他元器件的作用，通常主電路中除了用電器和控制用的接觸器與繼電器外，還有電源開關、熔斷器及保護電器。最后，看電源。看主電路電源是380V，還是220V。主電路電源是由母線匯流環供電或配電屏供電的。例如X62W型銑床，主電路共有三臺電動機：M1是主軸電動機，拖動主軸帶動銑刀進行銑削加工，由KM1接觸器控制啟動和停止，由倒順開關SA3作為M1的換向開關。M2是進給電動機，進給電動機用來拖動工作臺前后、左右、上下6個方向的進給運動和快速移動，其正反轉由接觸器KM3和KM4控制。M3是冷卻泵電動機，用來供應冷卻液，當M1啟動后，M3才能啟動，用手動開關SQ2來控制，三臺電動機共用熔斷器FU1作短路保護，三臺電動機分別用FR1、FR2、FR3作過載保護。
3.看輔助電路
看輔助電路時應從主電路入手，根據每臺電動機、電磁閥等執行電器的控制要求去分析它們的控制內容。控制內容包括啟動、方向控制、調速控制和制動控制等。由于有各種不同類型的生產機械設備，其電路圖中的輔助電路也各不相同。輔助電路包含控制電路、信號電路和照明電路。分析輔助電路，根據主電路中各電動機和執行電器的控制要求，逐一找出輔助電路中的其他控制環節，將控制線路“化整為零”，按功能不同劃分成若干個局部控制線路來進行分析。如果控制線路較復雜，則可先排除照明、顯示等與控制關系不密切的電路，以便集中精力進行分析。分析輔助電路的過程是：首先看清電源的種類，是交流還是直流，從何處接入及其電壓等級。控制電源一般是從主電路的兩條相線接入，其電壓為380V；也有從主電路的一條相線和零線上接入，其電壓為220V；此外也有從專用隔離電源變壓器接入，常用的電壓有110V、36V、24V、12V和6V等。輔助電路為直流時，直流電源可從整流器、發電機組或放大器上接來，其電壓一般為24、12、6、4.5、3V等。
4.根據輔助電路來研究主電路的動作情況
分析了上面這些內容再結合主電路中的要求，就可以分析輔助電路的動作過程。控制電路總是按動作順序畫在兩條水平電源線或兩條垂直電源線之間的。因此，也就可從左到右或從上到下來進行分析。對復雜的輔助電路，在電路中整個輔助電路構成一條大回路，在這條大回路中又分成幾條獨立的小回路，每條小回路控制一個用電器或一個動作。當某條小回路形成閉合回路有電流流過時，在回路中的電器元件（接觸器或繼電器）則動作，把用電設備接人或切除電源。在輔助電路中一般是靠按鈕或轉換開關把電路接通的。對于控制電路的分析必須隨時結合主電路的動作要求來進行，只有全面了解主電路對控制電路的要求以后，才能真正掌握控制電路的動作原理，不可孤立地看待各部分的動作原理，而應注意各個動作之間是否有互相制約的關系，如電動機正、反轉之間應設有聯鎖等。
五、結束語
要做到會閱讀電氣控制電路圖，必須掌握看電氣控制電路圖的基本知識，掌握了看圖的一般原則和規律，為讀圖打下了基礎。上面所介紹的電氣控制電路圖的讀圖方法和步驟是在教學中經常應用的教學方法。在教學中應針對實際情況靈活運用，以調動學生的學習積極性，突出學生的主體地位，培養學生分析、解決問題的能力以及讀圖能力。
參考文獻：
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電氣的基本原理范文6
關鍵詞：課程教學模式;專業能力目標;職業崗位能力
中圖分類號：TP277 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）45-0273-02
一、目前存在主要問題分析
《工廠電氣控制技術》是電氣工程及其自動化、機電一體化技術等專業的一門技術基礎課程。它的培養目標是：使學生掌握交直流電機拖動、低壓電器控制技術等方面的基本知識和技能，將學生培養成為高素質技術應用性人才，同時為學習后繼課程打好基礎。但傳統的《工廠電氣控制技術》課程教學方式主要采用課堂講授的形式，以講授工廠電氣控制相關各種理論知識為主，實踐環節偏少，致使理論與實踐脫節，學生對電氣控制的設計能力和動手能力很欠缺，不能很好地將理論應用于實際，與教育培養高級技能型專門人才相悖。為了改變這一現狀，適應“以就業為導向”的教學改革，我們認為應當對《工廠電氣控制技術》課程進行教學改革，重點突出考核學生在電氣控制方面的設計能力和實際動手能力，立足于工學結合。
二、教學改革的內容、主要特色
根據電氣工程技術應用專業的人才培養模式，本課程從應用的角度出發，基于工作過程采取“階段性、梯次遞進”的由簡到難的原則，以項目為例學習，完成工作任務或項目，驅動教學對象實現對工作過程的認識和對完成工作任務的體驗，從而形成職業崗位能力。確定了該課程的教學模式：是以職業核心能力培養為主線，以電氣控制設備和機床類電氣設備的設計、運行、安裝、調試與維護等項目為載體，并將項目分解為若干個任務用以培養和訓練學生的職業崗位能力;在教學過程中，以學生為主體，實施以“教、學、做一體化”和“任務驅動，項目導向”為行動導向的基于工作過程的教學模式。教師的任務是對整個學習或工作的過程進行發動、監督、幫助、控制和評估。教學放在實驗室中進行，介紹各種典型控制電路工作原理，各種工業控制低壓電器的性能、特點及使用方法并配合現場動手操作，幫組學生理解所講內容，提高實際分析問題和解決問題的能力，做到真正的理論與實踐相結合，教師只是針對性的講授、示范、引導，重點突出技能培養。整個教學中，要安排三分之二的左右的學時讓學生自己連接控制電路。實行“教、學、做”一體化項目教學。
課程教學內容：根據機電技術應用專業核心職業崗位所需要知識、能力、素質要求選取的教學內容，教學內容要涵蓋國家職業標準（中、高級）相關應知、應會內容，教學內容選取要考慮崗位職業要求，注重崗位化能力培養，按由簡到難、由單一到綜合、循序漸進的原則，以基本控制線路為主線，學習從低壓電器的認識、低壓電器的結構及工作原理、基本控制線路的分析和設計、典型工廠控制線路的分析、調試和設計、評價全過程。每一學習情境均以工作任務承載教學內容，基于工作過程設計課程內容，來達到即定的培養目標。
三、本項目預期的主要目標
1.專業能力目標：
1）掌握各種電器元件的基本原理、技術參數，能夠根據需要正確選擇;
2）能夠正確使用常用的電工工具完成低壓電器元件的安裝;
3）熟練掌握低壓電器元件的文字和圖形符號，具備識讀電路圖能力;
4）能夠根據給定電氣控制原理圖進行電氣接線;
5）能熟練使用萬用表進行低壓電氣控制電路故障排查;
6）能實施常用機械設備電氣控制電路的故障排查;
7）可以根據給定的控制要求，完成簡單控制電路的規劃與實施;
8）了解PLC的結構和工作原理，掌握PLC基本指令、功能指令和編程方法;
2.方法能力目標：
1）通過理論實踐一體化課堂學習，使學生獲得較強的實踐動手能力，使學生具備必要的基本知識，具有一定的資料收集整理能力，制定、實施工作計劃和自我學習的能力;
2）通過該課程各項實踐技能的訓練，使學生經歷基本的工程技術工作過程，學會使用相關工具從事生產實踐，形成尊重科學、實事求是、與時俱進、服務未來的科學態度;
3）通過對電機及控制方法的認識和深刻領會，以及教學實訓過程中創新方法的訓練，培養學生提出問題、獨立分析問題、解決問題和技術創新的能力，使學生養成良好的思維習慣，掌握基本的思考與設計的方法，在未來的工作中敢于創新、善于創新;
4）在技能訓練中，注意培養愛護工具和設備、安全文明生產的好習慣，嚴格執行電工安全操作規程。
四、課程的總體安排及考核方案
1.課時的分配及進度：授課12周，每周4學時，總學時48。理論授課16學時，實驗實習32學時。
2.考核方案：《工廠電氣控制技術》課程理論考核以夠用、實用為基本原則，降低了理論考核的要求。重點突出考核學生在電氣控制方面的設計能力和實際動手能力考核，強調實踐效果。
考核評價方式采用過程考核+理論考核+技能鑒定。課程考核評價和職業技能鑒定緊密結合起來。學生必須參加勞動和社會保障部組織的電氣控制中級工職業技能鑒定，并將學生參加職業技能鑒定所取得的成績作為學生《工廠電氣控制技術》課程考核評價的組成部分（占40%）。其中理論考核以閉卷形式進行，考察學生對電氣控制原理的基本概念、原理、應用的了解。考試成績的20%記入期末總成績。實踐考核在電氣實訓實驗室進行，每一位學生隨機抽取任務工單，含有設計和安裝調試接線，成績的40%記入期末總成績。
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