前言：中文期刊网精心挑选了电气的基本原理范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
电气的基本原理范文1
关键词：电气；控制线路；控制原理；注意问题
中图分类号：F407.6 文献标识码：A文章编号：
一、电气控制线路图的绘制原则
电气控制线路的表示方法有电气原理图、安装接线图和电气布置图三种。电气控制线路图是工程技术的通用语言，它将各电气元件的连接用图形来表达，各种电气元件用不同的图形符号表示，并用不同的文字符号来说明其所代表电气元件的名称、用途、主要特征及编号等。
1. 电气控制线路常用的图形、文字符号
在电气控制线路中，各种电器元件的图形、文字符号必须符合国家的标准。国家标准局参照国际电工委员会 (1EC) 颁布的有关文件，制定了我国电气设备有关国家标准，采用新的图形和文字符号及回路标号。
2. 电气控制线路的绘制原则
电气原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。在各种生产机械的电气控制中，无论在设计部门，还是在生产现场，都得到广泛的应用。
二、电气控制的基本线路
1. 互锁控制和顺序控制
互锁控制是生产机械或自动生产线不同的运动部件之间相互联系又相互制约的，又称联锁控制。互锁可以起到顺序控制的作用，称为顺序联锁控制。例如，磨床上要求先启动油泵，然后才能启动主轴电动机；龙门刨床在工作台移动前，导轨油泵要先启动；铣床的主轴旋转后，工作台方可移动等都是按顺序联锁控制（可去掉）。顺序联锁控制的原则如下：（1）要求甲接触器动作后，乙接触器方能工作，则需将甲接触器的常开触点串联在乙接触器的线圈电路中。（2）要求甲接触器动作后，乙接触器不能工作，则需将甲接触器的常闭触点串联在乙接触器的线圈电路中。
2. 多地点控制
有些电气设备，如大型机床、起重运输机等，为了操作方便，常要求能在多个地点对同一台电动机进行控制，这种控制方法叫做多地点控制。三地点控制线路即由一个启动按钮和一个停止按钮组成一组，把三组启动、停止按钮分别放置三地，即能实现三地点控制。多地点控制的接线原则：启动按钮应并联连接，停止按钮应串联连接。
3. 自动循环控制
在电气设备中，有些是通过工作台自动往复循环工作的，如龙门刨床的工作台前进、后退。而电动机的正、反转是实现工作台自动往复循环的基本环节，要实现自动往复循环，通常采用限位开关 (或行程开关)，主要包括机械式限位开关与光电式限位开关。自动循环控制线路按照行程控制原则，利用生产机械运动的行程位置实现控制。一般的电气控制线路时而简单，时而复杂。但是，任何复杂的控制线路都是由一些比较简单的基本环节按照需要组合而成的。只有通过基本环节、典型控制线路，并由浅入深、由易到难地认识它，才能打下阅读电气控制线路的良好基础，掌握好电气控制线路的设计技能。
三、异步电动机的启动和正反转控制
1. 异步电动机的全压启动控制
在供电变压器容量足够大时，小容量异步电动机可直接启动。直接启动的优点是电气设备少，线路简单；缺点是启动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其他用电设备的正常工作。
2. 异步电动机的降压启动控制
异步电动机直接启动控制线路简单、经济、操作方便。但对于容量较大的电动机来说，由于启动功率大，会引起较大的电网压降，所以必须采用减压启动的方法，以限制启动电流。减压启动虽然可以减小启动电流，但也降低了启动转矩。因此，此方法仅适用于空载或轻载启动。异步电动机的减压启动方法包括自耦变压器减压启动和星—三角形减压启动两种：（1）星—三角形减压启动控制，它的线路是按时间原则实现控制。启动时将电动机定子绕组连接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定电压的 1 ／3，从而减小了启动电流；待启动后按预先整定的时间把电动机换成三角形连接，使电动机在额定电压下运行。该线路结构简单，但缺点是启动转矩也相应下降为三角形连接的 l ／ 3，转矩特性差。因而本线路适用于电网电压380V、额定电压 660 ／ 380V、星—三角形连接的电动机轻载启动的场合。（2）自耦变压器减压启动控制，它的线路在启动时，电动机定子串人自耦变压器，定子绕组得到的电压为自耦变压器的二次电压；启动完毕，自耦变压器被切除，额定电压加于定子绕组，电动机以全电压投入运行。该控制线路对电网的电流冲击小，损耗功率也小，但是它的缺点在于价格较高，主要用于启动较大容量的电动机。
以上介绍的启动控制线路，均按时间原则采用时间继电器来实现减压启动，这种控制方式线路工作可靠，受外界因素 ( 如负载、飞轮惯量以及电网波动 ) 的影响较小，结构比较简单，因而被广泛采用。
四、异步电动机的制动控制
异步电动机的制动方法可分为2类：机械制动和电气制动。机械制动是利用机械装置来强迫电机迅速停车，常用的机械装置是电磁抱闸，由制动电磁铁和闸瓦制动器组成。而机械制动又可分为断电制动和通电制动。制动时，将制动电磁铁的线圈切断或接通电源，通过机械抱闸制动电动机。
1. 异步电动机的反接制动控制
反接制动是利用改变电动机的电源相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。由于反接制动时，转子与旋转磁场的相对速度接近于2倍的同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的 2倍。因此反接制动的特点之一是制动迅速、效果好，但冲击效应较大。为了减小冲击电流，通常要求在电动机主电路中串接一定的电阻以限制反接制动电流，而反接制动电阻有 2 种接线方法：对称与不对称。
2. 异步电动机的能耗制动控制
异步电动机能耗制动时，切断定子绕组的交流电源后，在定子绕组通入直流电流，形成固定磁场，与旋转的转子中的感应电流相互作用产生制动力矩。制动结束必须及时切除直流电源。该控制线路制动效果好，但对于较大功率的电动机还要采用三相整流电路，故所需设备多、投资成本高。
五、电气控制线路设计的实例解析
下面是一个设计简单控制线路的例子。题目要求：按下按钮SB，电动机M正转；松开按钮SB，电动机M反转:1分钟后电动机M自动停止，要求画出其控制线路。
1.如图1所示的控制图。
图一
电气的基本原理范文2
关键词：电力远动测试系统 基本功能 电力系统 应用
中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-0-01
1 远动测试系统的基本功能
远动装置将各子站的设备运行工况（包括开关状态、实时模拟量状态等）采集并转换成便于传输的信号形式，加上保护措施以防止传输过程中的外界干扰，经过调制后，由专门的信息通道传送到调度中心，在调度中心经过反调制，还原为原来对应于子站运行工况的一些信号再显示出来，供调度人员监控之用。调度人员的一些控制命令也可以通过类似过程传送到远方的子站，驱动被控对象。这一过程涉及遥测、遥信、遥调、遥控功能，即远动的“四遥”功能。远动系统可分为三大部分：调度端（主站）、信息通道、远方终端（子站）。子站主要是接受调度端的指令去控制现场的各个被控对象，以及对现场被控对象进行数据监测并将数据送往调度端。根据目前的发展前景，电力远动系统越来越趋向主站一体化、互联网络化、支撑平台及体系结构的标准化和开放化。电力远动系统的发展，其建设、运行维护迫切需要有良好的测试系统支撑。电力远动测试系统基本功能包括：以太网测试、报文监测、主/从站仿真等功能。
以太网测试主要实现对以太网络的实时分析、延时分析和流量分析；报文监测主要实现对主站和厂站端的上下行报文及内容，判断报文对错及对报文进行统计；仿真站主要完成建立通信链路、召唤数据及编辑命令发送的功能。
电力系统配置远动自动测试系统，能够有效应用于电力远动系统故障的有效定位、复杂通道故障分析以及新增变电站的自动化设备测试等。
2 远动测试系统的简要结构
远动测试系统主要由硬件结构、软件实现及通信协议三部分组成。软硬件结构方面，各不同测试系统采用了不同的结构和不同的开发平台，本文不一一赘述。
在通信协议方面，为了满足工业以太网中远动通信IEC101规约的应用需求，国际电力工业委员会制定了IEC104规约，将IEC101规约的应用数据单元进行TCP/IP标准化，以适应网络化通信环境，同时将标准在远动信息的网络中应用。应用服务数据单元进行网络标准化规约后，能够确保规约的系统化与通信过程的稳定可靠。系统的网络规约协议为TCP/IP协议，而应用层的基础上为IEC010规约的应用服务数据单元。远动系统中的配套标准应用规约数据单元（APDU）通常情况下由应用规约控制信息（APCI）与用硬服务数据单元构成。为实现不同规约系统间的通信及测试，测试系统仍有必要考虑兼容不同的规约。
远动测试系统要符合我国电力自动化系统与通信系统的实际要求，在电力系统网络化改造与远动规约的统一规划下，完成模拟信号FSK、数字RS系列、以太网等多种模式的远动通道模拟，实现在线监测、仿真收发、报文分析、信号处理、通道传输评估与故障排除等多种功能。
3 远动测试系统在规约分析中的应用
在我国的电网中，使用着多种规约。由于各种规约的数据格式不相同，相互之间不兼容，甚至同一规约各厂商使用的硬件结构和开发的软件也不尽相同，存在着不兼容的可能性。这种不兼容就给远动系统的接口开发带来了较大的困难，在使用中必须要加各种规约的转换器，也加大了系统维护的工作量。
为了保证不同厂家设备间的兼容性，我国相继引进了DNP3.0、SC1801、IEC60870-5-101、IEC60870-5-104等远动传输规约。DNP3.0属于问答式规约，采用可变帧长结构，适用于点对点和多点共线的远动通道结构；SC1801也是部答式规药，适用于点对点和多点共线的远动通道结构；CDT是电力部颁规约，属于循环远动式规约，适用于点对点的远动通道；ICE101规约也是问答式规约，适用于点对点、多点共线、多点环形和多点星形网络配置的远动通道，其帧长有固定和可变两种；IEC104则在上文中有介绍，是IEC101的应用层与TCP/IP传输功能的结合。此外还有例如国际101、广东101、华东101、DL/T634、CDT-D709、DF102等一批规约在我国都有不少的应用。电力远动测试系统必须要考虑兼容至少大部分这些规约。在测试系统的规约分析功能中，一般具有规约监听、模拟主站、模拟从站、手工输入及过程仿真等子功能。在同一张大电网中，发电、输电以及农电等不同产权主体的设备都共同入网运行并且接入了不同等级的调度中心主站，在日益扩大的自动化网络中，一旦主站的运行简表出现某一厂站的故障告警，运行人员往往只能采用范围排查的方法，从厂站远动设备、远动信道到主站系统等各个环节进行逐一排查，才能找到故障原因，影响了设备的运行时间。即使在厂站远动设备与主站系统通信正常的情况下，又会出现个别遥测量跳变或失准，又或者遥信量发生抖动。远动信息的扰动，既影响调度运行，又会影响主站系统的安全。对于类似故障，在运行中往往无法迅速准确地判定故障点是在主站还是厂站的远动设备。即使是判断为厂站远动设备的问题，也无法提供直接的证据。针对上述情况，部署电力远动测试系统的规约测试及分析系统能快速准确地对故障进行诊断，缩短故障排查时间，确保主站EMS系统的安全，更好地为调度运行服务，具有很高的实用价值。当主站系统的厂站设备运行简表显示一个厂站的运行出现故障时，使用测试系统的主站模拟功能进行测试，有助于快速判断究竟是厂站设备、远动通道故障，还是EMS主站的故障。当主站系统收到的远动数据出现异常时，比如遥测量跳变或遥信量误动和频繁抖动，可使用测试系统的侦听功能，对主站与厂站设备之间的通信进行一段时间的侦听，并将有关的变化遥测及遥信变位信息全部记录下来，运行人员可对这些记录文件进行查询分析，判断故障根源，为正确排除故障提供依据。
4 结语
信息传输方式已从过去点对点、点对多点等远动链路结构发展为今天的数据网络通信。在电力系统中，随着电网规模的扩大与电力调度自动化系统互联网络化，为了保证电力远动系统的正常组网，以及简化运行维护的负担，采用统一的通信规约以及部署电力远动测试系统都是必要的。
参考文献
[1] 陈卫东，钱牛牛.电力远动测试系统在电力自动化的应用[J].电子技术，2011，38（12）：59
-60.
[2] 董自丹.对电力远动自动化测试系统的分析与探讨[J].通信电源技术，2012，29（4）：115
-116.
电气的基本原理范文3
关键词：建筑电气设备故障；模糊理论与神经网络；设备故障诊断专家系统
中图分类号：TP207 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160132074
随着当今社会经济的不断发展，人们对生活品质的追求越来越高，电气设备变得多样化和先进化，不同区域间联系更加紧密，而在给人们的生活带来便利的同时，简单的人工故障诊断方法已经无法满足结构日益复杂、功能日益完善的电气系统，建立电气设备控制系统智能故障诊断专家系统已经成为目前能满足社会需求的选择。近年来，模糊理论被广泛的应用于建立故障诊断神经网络，将模糊系统与神经网络技术结合而形成的故障诊断技术也正在发展和应用。
1 建筑电气设备常见故障类型及危害
1.1 电气设备常见故障类型
1.1.1 电源故障
1.1.2 线路故障
1.1.3 元器件故障
1.1.4 防雷接地处理故障
1.2 电气设备故障危害
电气设备的运行需要很多电器元件的相互配合，产生故障通常是因为电能或控制信息在传递、分配、转换过程中失去控制。断路、短路、异常接地、漏电、电气设备或电器元件损坏、电子设备受电磁干扰而发生错误动作、控制系统元件的偶然失效都属于电气设备故障[1]，而这些故障也很有可能造成大范围的人员伤亡以及造成严重的财产损失，一旦发生，也会造成其他相关领域不同程度的瘫痪。由此可见，电气设备出现故障的概率较高，危害范围也比较大。
2 神经网络与模糊理论
神经网络是一种模仿动物神经网络行为的特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型[2]。这个模型可以根据不同系统自己的特征来选择处理不同信息的方式，在很多不同领域都有比较广泛的应用，当然，它本身也有一些缺陷，比如它不能求解不确定性问题、不能处理符号性信息等，因此，它需要结合其它相关理论和方法来弥补自身的不足，以便更好地解决特定领域中的问题。
模糊理论是指用到了模糊集合的基本概念或连续隶属度函数的理论[3]。模糊控制是一种基于规则的控制，它可以直接采用语言型控制规则，在设计过程中不需要建立被控对象的精确数学模型，控制原理和策略通俗易懂，便于人们接受与理解，控制效果好，具有一定的智能水平，应用起来很方便，适用于对那些数学模型难以获取、动态特性不易掌握或变化非常显著的对象。模糊控制器是一种比较容易控制、掌握起来比较理想的非线性控制器，具有一定的适应能力和强健性。
将模糊系统与神经网络技术相结合而形成的模糊神经网络可以作为对电气设备进行故障诊断的模型，这一技术的提出为电气设备故障的诊断带来发展和进步，模糊理论被广泛的应用于建立故障诊断神经网络，这2种理论的结合将会给故障诊断研究提供解决思路，值得推广应用[4]。
3 建立电气设备故障诊断系统
由于电气设备故障机理的复杂性，系统在实际运用过程中，可能会发生随机故障模式，故障征兆信息的正确与否直接关系到故障诊断的正确性，因此利用现有的电气设备系统控制平台，对电气设备控制系统的信号进行实时采集和及时与PC 机进行通信，建立电气设备控制系统故障诊断系统便显得特别重要。
3.1 BP神经网络模型
BP（Back Propagation）模型是一种最常用的人工神经网络模型，它的基本原理为利用误差反向传播算法，从而得到多层前向神经网络模型。在故障诊断方面使用BP模型在一定条件下能够加强工作效率，使得故障诊断问题变得更加直观。利用模糊理论与神经网络相结合的模糊神经网络解决建筑电气设备故障的诊断，是一种智能化控制的手段，也将逐渐发展成为未来的趋势[5]。其模型原理图如图1。
要建立模糊神经网络系统，要根据相关理论或实际工作中的经验，将故障现象和故障原因相对应，作为系统的学习样本。按照输入与输出相对应的关系输入学习样本，系统经过内部的算法不断提高精度，当精度达到设定的要求时，模糊神经网络系统的学习过程结束。此时，将测试样本的输入数据放入系统输入端，如果输出数据与测试样本基本相同，那么模糊神经网络系统建立成功。
在模糊神经网络系统的实际使用时，必然会遇到输入数据与样本不同的状况。根据内部算法，系统将会找到与学习样本最相似的一组数据作为参考，自主得到输出数据。与此同时，如果系统自主算出的结果得到采纳，那么这组数据将会做为新的样本存入数据库，成为参考数据。
3.2 BP学习算法
目前，BP算法是应用很广泛、完善性比较高的神经网络训练算法，方便、容易实现、计算量小、并行性强是这个方法领先其他算法的优势。BP算法的基本原理[6]为先求解误差函数的最小值，根据梯度下降法，按误差对权值做负反馈。
BP算法需要依次根据输入对输出进行矫正，也就是对每组数据都要计算比对。然而，全局误差的梯度下降算法，要求连接权和阈值的矫正是在批量进行学习样本的输入之后再进行的，所以要修改各个连接权值。利用梯度下降法来修改各个连接权值，以便达到近似全局误差的算法效果。全局误差梯度下降算法流程如图2所示。
4 结 语
电气设备的故障诊断已经成为值得重视的问题，为保证运行系统能够正常运行，因此需要建立起更加科学完善的电气设备管理系统，逐渐减少电气设备运行出现故障的可能性，保障电力系统的稳定能力，本文简单介绍将模糊理论与神经网络结合，更好的解决电气设备故障问题，结合传感器检测技术、自动控制技术、通信与网络技术等方法，建立电气设备控制故障诊断系统，希望可以早日应用到生活中的建筑电气设备故障诊断中去。
参考文献
[1]电气设备及控制电路常见故障分析[EB]. 电工学习网.
[2]田景文.人工神经网络算法研究与应用[M]. 北京理工大学出版社，2006.
[3]诸静.模糊控制原理与应用[M].机械工业出版社，1995.
[4]龙祥，钱志博.模糊理论在设备故障诊断神经网络中的典型应用[J].广东工业大学学报，2006.
[5]陈流豪.神经网络BP算法研究综述[J].电脑知识与技术，2010.
电气的基本原理范文4
【关键词】光伏发电技术 变电站 应用
在我国大部分实体产业的发展过程中都采用了新能源以及智能化技术手段来推进产业效能，改善行业发展的社会效益。在融合了智能科技手段后，国内变电站建设的质量与以往相比较有了质的飞跃，尤其是引入了光伏发电技术以后，借助光伏发电技术的基本原理以及光伏发电系统的容量计算方式，能够助力我国变电站朝向集约型经济、环保能源供给产业的方向发展。
1 光伏发电技术的基本原理及其系统容量计量方式概述
1.1 光伏发电技术的基本原理分析
在各类型科技快速发展的氛围中，光伏发电技术涌现出来，借助光伏组件的合理布置，提升了我国变电站系统的运作效能。从理论上来看，太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池，又可称其为“光伏电池”。鉴于太阳能光伏发电技术是利用太阳电池半导体材料而产生的光伏效应，在将太阳能转换为电能的过程中，无需燃料，也不污染环境，其未来的发展空间巨大。从具体的技术理论内容来剖析，光伏电池是以半导体P-N结上接受太阳光照而产生的伏特效应为基础，进而直接将光能转换为电能的能量转换器。光伏发电技术的基本原理可以由如下的几点内容来表述：首先，当太阳照射到半导体表面时，半导体内部的“N区”和“P区”中原子的价电子受到了太阳光子的强烈冲击，这样便可以通过光辐射来获取到能量；接下来，在能量的持续注入的情况下，脱离“共价键”的束缚从“价带”激发到“导带”，这样一来，便可以令半导体材料内部所产生的电子处于非平衡状态，这就促动光伏发电系统的运作，这便是光伏发电技术的基本原理。
1.2 光伏发电系统的容量计量方式研究
实质上，一个具备一定规模的智能化变电站需要在众多的光伏电池组的辅助下完成发电任务，诸多小的太阳能光伏电池便是电池组的重要构成部分，通过将这些光伏电池以串联、并联的方式组合起来，进而形成光伏电池组的形式来为整个变电站系统输送电能。从具体的光伏发电系统的容量计算方式来看，需要凭借一些常用的公式来进行科学化的容量计量。其中，太阳电池组件的数量计算、光伏组件方阵布置的最小间距计算等数据的计量十分重要。
2 光伏发电技术在我国智能化变电站中的实际应用
光伏发电技术以及光伏发电系统的实际应用对于我国变电站的运营及其未来发展是极为有利的，鉴于光伏发电在其能源转换的过程中所消耗的能量较低，而且，不会产生对环境有害的污染物质，这对于节约能源以及环境保护的意义重大。光伏发电系统所发电能可以被变电站内部负荷在短时间内消耗掉，因此可以说，通过光伏发电技术所得到的电力能源无需进行储存，便可以实现电能的“即发即用”效果，这样就可以降低电力负荷所占用电系统的压力，此外，如若变电站系统出现异常，还可以通过变电站自身的“黑启动”来恢复供电。从实践状况来看，光伏发电技术在我国诸多智能化变电站中的实际应用效果良好。
2.1 光伏发电技术在变电站中的具体应用状况
在考虑到光伏发电技术的成熟度及其可靠性等因素以后，依据光伏发电系统的运作特征，在实践过程中应用光伏发电技术。光伏发电组件与实体建筑物的结合方式较为特殊，需要调整变电站内光伏组件的安装方式来适应变电站的实际环境状况，进而令光伏发电技术的实践效能更好地激发出来，为我国智能化、集约型环保变电站的创建奠定基础。在实践操作的过程中，有很多技术应用的细节需要格外注意，例如：为了合理地接受辐射的光能，则太阳能光伏发电板在安装的过程中就需要与水平地面保持一定的夹角，这就需要进行科学化的地理纬度测算，进而得出最佳的数值，并对光伏组件的位置进行合理布置。此外，在光伏发电系统的正常运行过程中，光伏发电技术的应用能够减小用电系统的用电量占比，这也就相当于起到了系统节能、降低系统消耗的功用，而且，还能提高光伏发电系统的使用效率。
2.2 光伏发电技术的实践效能研究
对于我国电力系统的运转而言，凭借光伏发电技术以及光伏发电系统来维系规模化的电力能源生产运作十分可行，同时，还具备一定的经济性与环保特性。光伏发电系统的创建是用以提升电力工业管理水平的前提条件，而且，在电力企业的长期工作中，电网环境的安全性是整个电力系统管理的重中之重，不断优化变电站光伏发电系统的总体性能对于电网的稳定、经济、环保运行较为重要。通过研究光伏发电系统的理论估算能量值等内容，能够了解到，科学化数据支持是光伏发电技术在实际应用过程中最主要的参考依据，如若按照一定的执行标准来具体操作，能够在一定程度上保证该技术应用的实效性。从实践的角度来看，光伏发电技术在我国智能化变电站系统中的应用状况较为良好，值得在不同规模的变电站内进行推广实施，为我国电力产业发展节能降耗、环境保护等目标提供强有力的技术支撑。
3 结束语
总而言之，光伏发电技术以及光伏发电系统的实际应用对于我国变电站的运营及其未来发展是极为有利的，因光伏发电在其能源转换的过程中不产生污染，这对于节约能源以及环境保护都起到一定的作用，光伏发电技术值得在电力产业内外进行推广实施。
参考文献
[1]胡俊鹏，韩本帅，林泽源，邹振宇.光伏发电系统在智能变电站中的应用规模研究[J].电气应用，2013，10（19）：29-31.
[2]葛福余，赵云鹏，姜海波.光伏发电技术在海岛供电中的应用探讨[J].智能建筑电气技术，2011，02（02）：11-13.
[3]郑永高，葛福余.光伏发电技术在海岛供电中的应用再探讨[J].智能建筑电气技术，2014，05（05）：60-63.
[4]施世鸿，郭芳.光伏发电在500kV变电站的应用及影响[J].中国电力，2014，12（12）：108-109+116.
电气的基本原理范文5
关键词：电气控制电路图；基本元件；基本环节；基本电路
《工厂电气控制设备》是中等专业学校机电专业的一门主要专业课。它主要研究各种电器设备的基本原理、使用方法及电气控制理论的一门学科。该课程目的在于通过电气控制基本原理、基本线路、典型控制环节和典型设备的分析，培养学生具有对一般电气控制的独立分析能力，具有从事电气设备的安装调试、运行和维护等技术工作能力。要达到培养的目标，首先要学会怎样阅读电气控制电路图。本文从读图的基本知识和组成控制电路的基本规律讲起，深入浅出地介绍阅读电气控制电路图的方法和技巧。
一、掌握电气控制基本元件及其表示方法
电气控制电路是由许多元件构成的，而各种电气元件的结构、工作原理及其表示方法是不同的，并且在电路中具有不同的作用。因此，掌握电气控制的基本元件及其表示方法，是阅读电气控制原理图的基础。例如接触器，它是电气控制电路中应用最普遍的元件之一，学生首先应该要掌握其结构主要由电磁机构、触点系统、灭弧系统三部分组成。其工作原理是线圈通电时产生磁场将衔铁吸合带动触点系统动作。其次是要让学生掌握接触器各部分是如何接入电路的，主触点可承受较高的工作电压和较大的工作电流，因此一般接入主电路中作通断电路之用；辅助触点容量较少而接在控制电路中；线圈是其受压元件，接在控制电路通过按钮元件来控制其通断，从而控制接通或分断电动机等主电路，且可以作远距离控制。再次要求学生掌握接触器的表示方法，包括图形符号和文字符号（种类代号），图形符号与其结构相对应，接触器有3个图形符号，分别表示线圈、主触点、辅助触点（常开、常闭分开表示）。这样熟悉了接触器的结构原理、表示方法及其在电路中的作用后，虽然采用接触器构成的控制电路多种多样，但各元件的相互关系是确定的，只要清晰地理顺这些关系，学生读图时就能得心就手了。
二、掌握好电气控制电路图的基本环节和基本电路
电气控制电路图是一类较难阅读的电气原理图。这种图的复杂性除了描述对象的多样性以外，还是由于这种图往往由很多基本环节和基本电路构成。一般来说，复杂的电气控制电路图所具备的基本环节多一些，或者说，控制线路的复杂性就主要表现在环节的多样性和完成功能的齐备性上。所谓基本环节就是指能够实现某项功能的组合。控制电路的基本环节一般包括电源环节、保护环节、信号装置、起动环节、运行环节、停止环节、制动环节、联锁环节、点动环节等。而其它具体的各种车床、磨床、钻床、铣床、镗床等，虽然它们的电气控制线路较复杂，但它们都是由上述的各个基本控制环节构成的综合体。因此，只要学生掌握了这些基本控制环节，就能正确地区分电气控制电路图的基本环节，在阅读电气控制电路图时将其划分为若干个基本环节，即“化整为零”。这也是阅读电气控制电路图的基础，是学生读图的基本功之一。
三、掌握好基本电气控制电路图
若干个基本环节组成了最基本的控制电路图，而基本电气控制电路图是组成电气控制电路图的基础，常见的基本电气控制电路图有三相异步电动机正反转控制电路、三相异步电动机降压起动控制电路、三相异步电动机电气制动控制电路等。熟练掌握这些基本电气控制电路图的阅读，是阅读电气控制电路图的基础之一。例如，三相异步电动机正反转控制电路（如图1）。在阅读时首先将其划分以下五个环节：
（1）电源环节。主电路的电源是交流380V三相电源，电源接线为L1、L2、L3。辅助电路的电源是从主电路两条相线引出的交流电源，其电压为380V。
（2）起动与运行环节。这一环节电动机为全压起动，按钮SB2、SB3和接触器KM2、KM3构成了电动机正转或反转起动环节。
（3）保护环节。熔断器FU、热继电器FR以及交流接触器KM、KM2线圈本身具有的保护功能（电压降到一定值时，接触器线圈吸力下降而释放接触器自动断开电源），构成这一电路的短路、过载、欠压三重保护。
（4）联锁环节。为了保证电动机要么正转要么反转，因此，接触器KM1、KM2间必须采用联锁环节。其构成是接触器的常闭辅助触点。
（5）停止环节。按钮SB1可手动控制电动机在正转或反转时停止运行。保护环节则相应地构成了自动停止运行环节。
这样，明确了整个控制电路的各个环节后，学生心目中就有一个清晰的思路，对于阅读该控制电路图分析其工作原理就简单得多。
四、电气控制电路图的阅读方法
在熟练掌握好基本元件和基本环节以及熟练掌握了阅读基本电气控制电路图的基础上，就可以进行电气控制电路图的阅读了。在阅读电气控制电路图时，一般来说，应该先了解生产机械的基本结构、运行情况、工艺要求和操作方法，以便对生产机械的结构及其运行情况有总体了解；再看电路，了解各台电动机和其它被控制设备的作用及工作情况，明确对电力拖动的控制要求，为分析电路做好前期准备；然后将控制电路图分成若干基本环节、基本回路、基本单元进行阅读；先粗读，后细读，边读边记，直至全部读懂。在有条件的情况下，亦可对照实物，阅读起来即更方便。
1.了解设备的基本结构、性能及主要用途
了解设备的基本结构、性能及主要用途，明确各种机床电气控制电路的控制要求，是为分析电路做好前期准备。例如X62W型铣床，首先，要了解X62W型铣床的作用主要用来加工平面、斜面、沟槽等。其运动形式分为主运动、进给运动、辅助运动三种。刀具的旋转为主运动；工作台及其工件的移动为进给运动；而工作台在三个方向上的快移为辅助运动。主运动由主轴电动机拖动；进给运动和辅助运动同另一电动机拖动。为了能够实现顺铣和逆铣，主轴电动机必须有正反转；为了工作安全可靠，必须有必要的保护和联锁环节等。有了对铣床的这些基本了解，才能比较顺利地开始阅读铣床的电气控制电路图。其次，要详细看一看图上所示元件的名称、符号、规格及主要功能。
2.看主电路
首先，要看清楚主电路中用电设备由几台电动机拖动，各台电动机的作用，结合加工工艺分析电动机的启动方法，有无正反转控制，采用何种制动方式。其次，要弄清楚用电设备是由什么电气元件控制的。有的用刀开关控制，有的用接触器或继电器控制。再次，了解主电路中其他元器件的作用，通常主电路中除了用电器和控制用的接触器与继电器外，还有电源开关、熔断器及保护电器。最后，看电源。看主电路电源是380V，还是220V。主电路电源是由母线汇流环供电或配电屏供电的。例如X62W型铣床，主电路共有三台电动机：M1是主轴电动机，拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，由KM1接触器控制启动和停止，由倒顺开关SA3作为M1的换向开关。M2是进给电动机，进给电动机用来拖动工作台前后、左右、上下6个方向的进给运动和快速移动，其正反转由接触器KM3和KM4控制。M3是冷却泵电动机，用来供应冷却液，当M1启动后，M3才能启动，用手动开关SQ2来控制，三台电动机共用熔断器FU1作短路保护，三台电动机分别用FR1、FR2、FR3作过载保护。
3.看辅助电路
看辅助电路时应从主电路入手，根据每台电动机、电磁阀等执行电器的控制要求去分析它们的控制内容。控制内容包括启动、方向控制、调速控制和制动控制等。由于有各种不同类型的生产机械设备，其电路图中的辅助电路也各不相同。辅助电路包含控制电路、信号电路和照明电路。分析辅助电路，根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出辅助电路中的其他控制环节，将控制线路“化整为零”，按功能不同划分成若干个局部控制线路来进行分析。如果控制线路较复杂，则可先排除照明、显示等与控制关系不密切的电路，以便集中精力进行分析。分析辅助电路的过程是：首先看清电源的种类，是交流还是直流，从何处接入及其电压等级。控制电源一般是从主电路的两条相线接入，其电压为380V；也有从主电路的一条相线和零线上接入，其电压为220V；此外也有从专用隔离电源变压器接入，常用的电压有110V、36V、24V、12V和6V等。辅助电路为直流时，直流电源可从整流器、发电机组或放大器上接来，其电压一般为24、12、6、4.5、3V等。
4.根据辅助电路来研究主电路的动作情况
分析了上面这些内容再结合主电路中的要求，就可以分析辅助电路的动作过程。控制电路总是按动作顺序画在两条水平电源线或两条垂直电源线之间的。因此，也就可从左到右或从上到下来进行分析。对复杂的辅助电路，在电路中整个辅助电路构成一条大回路，在这条大回路中又分成几条独立的小回路，每条小回路控制一个用电器或一个动作。当某条小回路形成闭合回路有电流流过时，在回路中的电器元件（接触器或继电器）则动作，把用电设备接人或切除电源。在辅助电路中一般是靠按钮或转换开关把电路接通的。对于控制电路的分析必须随时结合主电路的动作要求来进行，只有全面了解主电路对控制电路的要求以后，才能真正掌握控制电路的动作原理，不可孤立地看待各部分的动作原理，而应注意各个动作之间是否有互相制约的关系，如电动机正、反转之间应设有联锁等。
五、结束语
要做到会阅读电气控制电路图，必须掌握看电气控制电路图的基本知识，掌握了看图的一般原则和规律，为读图打下了基础。上面所介绍的电气控制电路图的读图方法和步骤是在教学中经常应用的教学方法。在教学中应针对实际情况灵活运用，以调动学生的学习积极性，突出学生的主体地位，培养学生分析、解决问题的能力以及读图能力。
参考文献：
[1]郑凤翼，杨洪升.怎样看电气控制电路图[M].北京：人民邮电出版社，2008.
[2]许谬.工厂电气控制设备（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2010.
电气的基本原理范文6
关键词：课程教学模式;专业能力目标;职业岗位能力
中图分类号：TP277 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）45-0273-02
一、目前存在主要问题分析
《工厂电气控制技术》是电气工程及其自动化、机电一体化技术等专业的一门技术基础课程。它的培养目标是：使学生掌握交直流电机拖动、低压电器控制技术等方面的基本知识和技能，将学生培养成为高素质技术应用性人才，同时为学习后继课程打好基础。但传统的《工厂电气控制技术》课程教学方式主要采用课堂讲授的形式，以讲授工厂电气控制相关各种理论知识为主，实践环节偏少，致使理论与实践脱节，学生对电气控制的设计能力和动手能力很欠缺，不能很好地将理论应用于实际，与教育培养高级技能型专门人才相悖。为了改变这一现状，适应“以就业为导向”的教学改革，我们认为应当对《工厂电气控制技术》课程进行教学改革，重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力，立足于工学结合。
二、教学改革的内容、主要特色
根据电气工程技术应用专业的人才培养模式，本课程从应用的角度出发，基于工作过程采取“阶段性、梯次递进”的由简到难的原则，以项目为例学习，完成工作任务或项目，驱动教学对象实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验，从而形成职业岗位能力。确定了该课程的教学模式：是以职业核心能力培养为主线，以电气控制设备和机床类电气设备的设计、运行、安装、调试与维护等项目为载体，并将项目分解为若干个任务用以培养和训练学生的职业岗位能力;在教学过程中，以学生为主体，实施以“教、学、做一体化”和“任务驱动，项目导向”为行动导向的基于工作过程的教学模式。教师的任务是对整个学习或工作的过程进行发动、监督、帮助、控制和评估。教学放在实验室中进行，介绍各种典型控制电路工作原理，各种工业控制低压电器的性能、特点及使用方法并配合现场动手操作，帮组学生理解所讲内容，提高实际分析问题和解决问题的能力，做到真正的理论与实践相结合，教师只是针对性的讲授、示范、引导，重点突出技能培养。整个教学中，要安排三分之二的左右的学时让学生自己连接控制电路。实行“教、学、做”一体化项目教学。
课程教学内容：根据机电技术应用专业核心职业岗位所需要知识、能力、素质要求选取的教学内容，教学内容要涵盖国家职业标准（中、高级）相关应知、应会内容，教学内容选取要考虑岗位职业要求，注重岗位化能力培养，按由简到难、由单一到综合、循序渐进的原则，以基本控制线路为主线，学习从低压电器的认识、低压电器的结构及工作原理、基本控制线路的分析和设计、典型工厂控制线路的分析、调试和设计、评价全过程。每一学习情境均以工作任务承载教学内容，基于工作过程设计课程内容，来达到即定的培养目标。
三、本项目预期的主要目标
1.专业能力目标：
1）掌握各种电器元件的基本原理、技术参数，能够根据需要正确选择;
2）能够正确使用常用的电工工具完成低压电器元件的安装;
3）熟练掌握低压电器元件的文字和图形符号，具备识读电路图能力;
4）能够根据给定电气控制原理图进行电气接线;
5）能熟练使用万用表进行低压电气控制电路故障排查;
6）能实施常用机械设备电气控制电路的故障排查;
7）可以根据给定的控制要求，完成简单控制电路的规划与实施;
8）了解PLC的结构和工作原理，掌握PLC基本指令、功能指令和编程方法;
2.方法能力目标：
1）通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的资料收集整理能力，制定、实施工作计划和自我学习的能力;
2）通过该课程各项实践技能的训练，使学生经历基本的工程技术工作过程，学会使用相关工具从事生产实践，形成尊重科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度;
3）通过对电机及控制方法的认识和深刻领会，以及教学实训过程中创新方法的训练，培养学生提出问题、独立分析问题、解决问题和技术创新的能力，使学生养成良好的思维习惯，掌握基本的思考与设计的方法，在未来的工作中敢于创新、善于创新;
4）在技能训练中，注意培养爱护工具和设备、安全文明生产的好习惯，严格执行电工安全操作规程。
四、课程的总体安排及考核方案
1.课时的分配及进度：授课12周，每周4学时，总学时48。理论授课16学时，实验实习32学时。
2.考核方案：《工厂电气控制技术》课程理论考核以够用、实用为基本原则，降低了理论考核的要求。重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力考核，强调实践效果。
考核评价方式采用过程考核+理论考核+技能鉴定。课程考核评价和职业技能鉴定紧密结合起来。学生必须参加劳动和社会保障部组织的电气控制中级工职业技能鉴定，并将学生参加职业技能鉴定所取得的成绩作为学生《工厂电气控制技术》课程考核评价的组成部分（占40%）。其中理论考核以闭卷形式进行，考察学生对电气控制原理的基本概念、原理、应用的了解。考试成绩的20%记入期末总成绩。实践考核在电气实训实验室进行，每一位学生随机抽取任务工单，含有设计和安装调试接线，成绩的40%记入期末总成绩。
参考文献：
[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013：1-334.
[2]王仁祥.常用电压电器原理及其控制技术[M].北京：机械工业出版社，2006：1-120.
[3]马志勇主编.常用自动化控制器件手册[M].北京：机械工业出版社2012：1-180.
[4]吴勤勤.控制仪表及装置（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2002：47-51.
[5]方承远.工厂电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2000：1-100.
[6]赵明主编.工厂电气控制设备[M].北京：机械工业出版社，1994.1-100.
[7]陈小华.现代控制继电器实用技术手册[M].北京：人民邮电出版社，1998：1-380.
