为了保证一次设备运行的可靠性和安全性，需要很多辅助电气设备为其服务，而能够实现一定控制功能的几个电气元件的组合称为控制回路或二次回路。这些装置应具有以下功能：
 

　　(1)自动控制功能。高压大电流开关设备体积很大，一般用操作系统来控制开合。特别是设备出现故障时，开关需要自动切断电路，需要一套自动控制电气操作设备来自动控制供电设备。
 

　　(2)保护功能。电气设备和线路在运行过程中会发生故障，电流(或电压)会超过设备和线路的允许工作范围和极限，这就需要一套能够检测这些故障信号并自动调整(断开、开关等)的保护设备。)的设备和线路。
 

　　(3)监控功能。电是肉眼看不见的，无法从外部区分一个设备是通电还是断电，因此需要设置各种视听信号，如灯光、音响等，对一次设备进行电气监控。
 

　　(4)测量功能。光和声音信号只能定性地指示设备的工作状态(通电或断电)。要想定量地了解电气设备的工作状况，需要有各种仪表测量设备来测量线路的各种参数，如电压、电流、频率、功率等。
 

　　在设备的运行和监控中，大多数传统的操作部件、控制电器、仪表和信号可以被计算机控制系统和电子元件所取代，但在小型设备和本地控制电路中仍有一些应用。这些都是通过电路实现微机自动控制的基础。

      系统组成

 

　　常用控制电路的基本回路由以下部分组成。
 

　　(1)电源电路。电源电路中有AC380V和220V电源。
 

　　(2)保护电路。保护(辅助)电路的工作电源为单相220、36V或DC  220、24V等。为电气设备和线路提供短路、过载、失压等各种保护，由熔断器、热继电器、失压线圈、整流元件、稳压元件等保护元件组成。
 

　　(3)信号电路。能及时反映或显示设备和线路正常和异常工作状态信息的电路，如不同颜色的信号灯和不同声音的音响设备。
 

　　(4)自动和手动电路。为了提高工作效率，电气设备一般都设有自动环节，但在安装、调试和应急处理中，控制电路中应设置手动环节，通过组合开关或转换开关实现自动和手动模式转换。
 

　　(5)驻车制动电路。切断电路的电源，采取一些制动措施使电机快速停止，如能耗制动、电源反接制动、反拉反接制动、再生发电制动等。(6)自锁和锁定电路。启动按钮松开后，线路保持通电，电气设备能继续工作的电气环节称为自锁环节，如线圈回路中串联的接触器动触头。对于两个或两个以上的电气装置和元件，为了保证设备运行的安全性和可靠性，一个只能上电，一个不能上电，称为闭锁环节。例如，两个接触器的动态断开触点与彼此的线圈电路串联。

什么是电气联锁？自锁？
 

　　电气联锁装置
 

　　电气控制中联锁的设置主要是为了保证电器的安全运行。它主要通过两个电气装置的相互控制实现联锁。实现方式主要有三种，一种是电气联锁。第二是机械联锁，第三是机电联锁。
 

　　连锁
 

　　电气联锁：将这两个继电器的常闭触电连接到另一个继电器的线圈控制回路中。这样，当一个继电器通电时，就不可能在另一个继电器的线圈上形成闭环。但是这个动作也可以通过机械联动来实现。三、机电联锁。比如高压柜里没有电，不打开开关就打不开隔离开关。如果上述开关不打开，接地刀闸将不会闭合。如果不拉接地刀闸，高压柜门不会打开，工作后才能检查开关。电气联锁是指通过继电器和接触器的触点实现联锁。例如，当电机正向旋转时，正向接触器的触点切断反向按钮和反向接触器之间的电气路径。机械联锁是通过机械部分实现联锁。比如两个开关不能同时闭合，这样一个开关闭合时，另一个开关机械卡死，不能闭合。电气联锁容易实现，灵活简单，两个联锁装置可以安装在不同的位置，但可靠性差。机械联锁可靠性高，但复杂，有时甚至无法实现。通常，两个联锁装置应安装在非常接近的位置。
 

　　普通电源恢复供电后可以自动切换到普通电源(当然不能切换)。该功能的电气实现称为电气联锁，也可以称为电气联锁。需要电机正反向运转的地方很多。例如，闸门的打开和关闭由电机的向下和反向旋转控制。电机的正反转是通过反转电源的相序来实现的。正向运行时，反向运行会造成相间短路，烧坏电气设备，避免了这种情况。正转时，交流接触器的辅助常闭触点串联在电机反转的控制电路中。换向交流接触器的辅助触点串联在电机关断的控制电路中。当电机正转时，利用交流接触器的常闭辅助触点切断换向电机的控制电路，使换向无法投入运行。
 

　　反转工作时，用交流接触器常闭辅助触点切断电机正转的控制电路，使正转运转不起作用。电路分为主电路，也称为主电路(电源布线)，以及控制主电路的控制电路，也称为辅助电路。

　　交流接触器是带控制线圈的控制元件，可以是AC220V，也可以是AC380V。通电后可闭合，主电路可接通一次，使电机工作。用于控制线圈通断的电路是控制电路。
 

　　电气元件不通电时，闭合触点称为动态闭合触点，断开触点称为动态闭合触点。主电路的触点可以传递大电流。根据电机的尺寸选择不同尺寸的交流接触器。辅助触点连接在控制电路中，因此电流限制在5A。
 

　　自锁电气控制电路
 

　　接触器特性——接触器一般有6个端子，其中3个为常开触点，2个为常闭触点，1个为线圈。当线圈通电时，所有常开触点闭合，所有常闭触点断开。
 

　　为了便于理解，请先看电路图

       自锁
 

　　在这个图中，左侧是主电路，右侧是次级电路(为了方便，我们省略了主电路和次级电路之间的连接)。这时我们只看二次回路，SB2是常开按钮，下面的KM是接触器线圈，上面的KM是接触器常开触点。
 

　　如果没有接触器，即图中没有标有KM的地方，按下SB2电路就上电，松开就断电(常开按钮功能，启动按钮用常开按钮)。因此，我们连接了接触器线圈，并将常开触点与SB2并联。因此，当SB2被按下时，线圈瞬间通电，使常开触点闭合，从而保证SB2释放时电路仍然通电。
 

　　常见的自锁电路
 

　　常见的电路——自锁电路

      工作原理

 

　　一个
 

　　开始
 

　　电机启动时，合上电源开关QS，接通整个控制电路的电源。
 

　　当按下启动按钮SB2时，其常开点闭合，接触器线圈KM通电，可以拉入，同时闭合连接在SB2两端的辅助常开。
 

　　在主电路中，主触点闭合，使电机接通三相交流电源开始转动。
 

　　在二次回路中，按下：SB2向KM线圈送电，连接KM辅助触点向KM线圈供电，形成两个电源。
 

　　当SB2启动按钮松开时，虽然SB2一路断开，但KM线圈仍然通过自身的辅助触点不断给线圈通电，从而保证电机继续运行。
 

　　这种依靠接触器常开辅助触点保持线圈通电的方式称为接触器自锁，也称为电气自锁。这对具有自锁功能的辅助常开触点称为自锁触点，这个电路称为自锁电路。
 

　　2
 

　　停止
 

　　要停止电机，按SB1按钮，接触器KM线圈失电解除，KM主触点和辅助触点断开，电机主电路和控制电路电源切断，电机停止工作。当SB1按钮松开时，SB1常闭触点在复位弹簧的作用下再次闭合。虽然恢复到原来的常闭状态，但原来的KM自锁触头已经随着KM线圈断电断开，接触器不能再依靠自锁触头通电。

       三

 

　　电路保护链路
 

　　保险丝FU1和FU2分别是主电路和控制电路的短路保护。热继电器FR用作电机的长期过载保护。
 

　　电气控制系统的常见保护环节
 

　　电气控制系统不仅能满足生产机械的加工要求，还能保证设备长期、安全、可靠、*运行，并在系统出现各种故障或异常运行时保护供电设备和电机。因此，保护环节是所有电气控制系统中*的一部分，可以用来保护电机、电网、电气设备和人身安全。
 

　　1.短路保护
 

　　当电机、电器和电线绝缘损坏或线路故障时，可能会引起短路事故。大的短路电流和电动势可能会损坏电气设备。因此，一旦发生短路故障，控制电路可以快速切断电源。常用的短路保护元件包括熔断器和低压断路器，电机短路保护元件可按以下要求安装：
 

　　1)在中性点直接接地的系统中，应安装在各相。
 

　　2)中性点不接地系统中，当熔断器作为保护时，应安装在各相；使用低压断路器进行保护时，应至少分两相安装。

       2.防止过载

 

　　当电机长期过载时，绕组温升会超过其允许值，导致绝缘材料老化，使用寿命缩短。在严重的情况下，电机会损坏。过载电流越大，达到允许温升的时间越短。常用的过载保护元件是热继电器。对于大功率的重要电机，应采用反时限过流继电器。
 

　　由于热惯性，热继电器在电机短时过载冲击电流或短路电流的影响下不会瞬间动作。因此，热继电器作为过载保护时，还必须提供短路保护，短路保护选用的熔断器熔体额定电流不应超过热继电器发热元件额定电流的4倍。因为过载保护特性不同于过流保护特性，所以过载保护不能通过过流保护模式来进行。

       3.过电流保护

 

　　过流保护广泛应用于DC电机或绕线式异步电机。对于三相笼型异步电动机，短时过流不会造成严重后果，因此可以不设置过流保护。
 

　　过流保护往往是启动不正确，负载过大造成的，一般小于短路电流。电机运行中更容易产生过流而不是短路，尤其是频繁正反向起动的重复短时工作电机。
 

　　必须强调的是，短路、过流和过载保护都是电流保护，但由于故障电流、动作值、保护特性、保护要求和所用元件的不同，不能相互替代。4.失去电压保护
 

　　电机正常工作时，如果由于某种原因电源电压消失，当电源电压恢复时，如果电机自行启动，可能会损坏生产设备，造身事故。此外，对于供电系统的电网，许多电机等电气设备自行启动，也会造成不允许的过流和瞬时网络压降。当电压恢复时，为防止电机自启动或电气元件自动投入运行而设置的保护称为失压保护。
 

　　接触器和按钮控制的启停控制环节具有失压保护功能。因为当电源电压消失时，接触器会自动释放，切断电机的电源；当电源电压恢复时，接触器不会自动启动，因为自锁触点已经断开。如果接触器由手动开关和不能复位的主控制器控制，必须使用特殊的零电压继电器。工作过程中一旦失压，零电压继电器就会被释放，其自锁电路就会断开。当电源电压恢复后，不会自动启动。

       5.欠压保护

 

　　当电机正常运行时，电源电压的过度降低会导致一些电器释放，导致控制电路异常运行，甚至发生事故。电网电压过低时，如果电机负载不变，会导致电机电流增大，导致电机发热，严重时甚至烧坏。此外，过低的电源电压会导致电机转速下降甚至停止。因此，当电源电压降至允许值以下时，需要采取保护措施及时切断电源，这就是所谓的欠压保护。通常采用欠压继电器实现。
 

　　电气控制系统设计的要求和步骤
 

　　01
 

　　设计目标
 

　　电气设计的主要目的是通过某生产设备电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统的设计流程、设计要求、需要完成的工作内容和具体设计方法。通过设计，也有助于复习巩固过去所学的知识，从而达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求。因此，在设计之前，需要了解设备的用途、结构、操作要求和流程，培养在这个过程中从事设计工作的整体观念。

　　电气设计应强调能力的培养，在独立完成设计任务的同时，注重其他方面能力的培养和提高，如独立工作能力和创造力；综合运用专业基础知识，解决实际工程技术问题的能力；能够查阅书籍资料、产品手册和各种参考书；工程制图能力；能够撰写技术报告和汇编技术数据。