電氣原理圖的繪製原則是怎麼樣的

系統圖和框圖對於從整體上理解系統或裝置的基本組成和主要特徵是十分重要的。然而，要詳細理解電氣作用原理，進行電氣接線、分析和計算電路特性，還必須有另一種圖，這就是電氣原理圖。

電氣原理圖的繪製原則

用圖形符號並按工作順序排列，詳細表示電路、設備或成套裝置的全部基本組成和連接關係，而不考慮其實際位置的簡圖，稱為電氣原理圖，如圖3.1 1所示。

電氣原理圖的繪製原則如下：

①原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分。主電路就是從電源到電動機通過的路徑。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路及保護電路等，由繼電器和接觸器的線圈、繼電器的觸點、接觸器的輔助觸點、按鈕、照明燈、信號燈、控制變壓器等電器元件組成。

②控制系統內的電動機、電器和其他器械的帶電部件，全部都應在原理圖中表示出來。

③原理圖中各電器元件不畫實際的外形圖，而採用國家規定的統一標準圖形符號和文字符號。

④原理圖中各個電器元件和部件在控制線路中的位置，應根據便於讀圖和功能順序的原則安排。同一電器元件的各個部分可以不畫在一起。例如接觸器、繼電器的線圈和觸點可以不畫在一起或一張圖上。

圖3.11 CA6140型車床電氣控制線路原理

⑤圖中元件、器件和設備的可動部分，都按沒有通電和沒有外力作用時的開關狀態畫出。

⑥原理圖的繪製應布局合理、排列均勻，可以水平布置，也可以垂直布置。

⑦電器元件應按功能布置，相關功能器件應儘量畫在一起，也可以按工作順序排列，其布局順序應該是從上到下，從左到右。電路垂直布置時，類似項目宜橫向對齊;水平布置時，類似項目應縱向對齊。例如圖3.1 1中，由於線路採用垂直布置，接觸器線圈應橫向對齊。

⑧電氣原理圖中，有直接聯繫的十字交叉導線連接點，要用黑圓點表示;無直接聯繫的十字交叉導線連接點不畫黑圓點。

圖上位置的表示方法

在繪製、閱讀和使用電路圖時，往往需要確定元件、器件、連接線等的圖形符號在圖上的對應位置。在供使用、維護的技術文件(如說明書)中，有時需要對某一元件或器件作注釋、說明，為了找到圖中相應的元件、器件的圖形符號，也需要註明這些符號在圖上的位置。

圖上位置的表示方法採用圖幅分區法。圖幅分區法是在圖的邊框處，豎邊方向用拉丁字母編號，橫邊方向用阿拉伯數字編號，編號順序從左上角為分區編號的起始位置。圖幅分區後，相當於在圖上建立了一個坐標。項目和連接的位置可用如下方式表示：

①用行的代號表示。

②用列的代號表示，如圖3.1 1所示1、2、3……11。

③用區的代號表示。區的代號為字母和數字的組合，字母在前，數字在後。

在具體使用時，對水平布置的電路，一般只需要標明行的標記;對垂直布置的電路，一般只需要標明列的標記：複雜的電路需要標明組合標記。如圖3.1 1所示中只標明了列的標記。

在圖3.1 1中，圖區編號最上方的「主軸電動機」等字樣，表明它對應的下方元件或電路的功能，使讀者能清楚地知道某個元件或某部分電路的功能，以利於理解全部電路的工作原理。

在電氣原理圖中，接觸器和繼電器線圈與觸點的從屬關係應用附圖表示，即在原理圖中相應線圈的下方，給出觸點的文字符號，並在其下面註明相應觸點的索引代號，對未使用的觸點用「×」表明，有時也可以省略。如圖3.1 1中KM1、KA1和KA2線圈下方的標註是接觸器KM1及中間繼電器KA1和KA2相對應觸點的索引。它表示接觸器KM1的主觸點在圖區2中，常開輔助觸點在圖區7和9中，常閉輔助觸點未使用;中間繼電器KA1的常開觸點在圖區3中;中間繼電器KA2的常開觸點在圖區4中。

接觸器上述表示法中各欄的含義如表3.1 1所示。繼電器表示方法中各欄的含義如表3.1 2所示。

表3.1 1 接觸器表示法中各欄的含義

表3.1 1

表3.12 繼電器表示方法中各欄的含義

表3.12

電路圖的分析

分析電氣控制線路是通過對各種技術資料的分析來掌握控制線路的工作原理、技術指標、使用方法、維護要求等。分析的具體內容和要求主要包括以下幾個方面。

1.設備說明書

設備說明書由機械(包括液壓部分)與電氣兩部分組成。在分析時首先閱讀這兩部分的說明書，了解以下內容：

①設備的構造，主要技術指標，機械、液壓啟動部分的工作原理。

②電氣傳動方式，電動機和執行電器的數目、規格型號、安裝位置、用途及控制要求。

③設備的使用方法，各操作手柄、開關、旋鈕、指示裝置的位置以及在控制線路中的作用。

④與機械、液壓部分直接關聯的電器(行程開關、電磁閥、電磁離合器、傳感器等)的位置，動作狀態及與機械、液壓部分的關係，在控制中的作用等。

2.電氣控制原理圖

這是控制線路分析的中心內容。電氣控制原理由主電路、控制電路、輔助電路、保護及互鎖環節以及特殊控制電路等部分組成。

在分析電氣原理圖時，必須與閱讀其他技術資料結合起來。例如各電動機及執行元件的控制方式、位置及作用，各種與機械有關的位置開關、主令電器的狀態等，只有通過閱讀說明書才能了解，在原理圖分析中還可以通過所選用的電器元件的參數，分析出控制線路的主要參數和技術指標，如可估計出各部分的電流、電壓值，以便在調試和檢修中合理地使用儀表。

3.電氣設備的總裝接線圖

閱讀分析總裝接線圖，可以了解系統的組成分布狀況、各部分的連接方式，主要電器部件的位置、安裝要求，導線和穿線管的規格、型號等。

閱讀分析總裝接線圖要與閱讀說明書、電氣原理圖結合起來。

4.電器元件位置圖與接線圖

這是製造、安裝、調試和維護電氣設備必需的技術資料。在調試、檢修中，可通過布置圖和接線圖方便地找到各個電器元件和測試點，進行必要的調試、檢測和維護、保養。

電氣原理圖的閱讀分析

在仔細閱讀設備說明書，了解電氣控制系統的總體、電動機、電器的分布狀況及控制要求等內容之後，便可以分析電氣原理圖了。

1.方法與步驟

(1)分析主電路

從主電路入手，根據每臺電動機和執行電器的控制要求去分析各電動機和執行電器的控制內容。

(2)分析控制電路

根據主電路中各電動機和執行電器的控制要求，逐一找出電器中的控制環節，將控制線路按功能不同，劃分成若干個局部控制線路來進行分析。如果控制線路較複雜，則可先排除照明、顯示等與控制關係不密切的電路，以便集中精力進行分析。控制電路一定要分析透徹。

(3)分析輔助電路

輔助電路包括執行元件的工作狀態顯示、電源顯示、參數測定、照明和故障報警等部分，輔助電路中很多部分是由控制電路中的元件來控制的，所以分析輔助電路時，還要對照控制電路進行分析。

(4)分析互鎖與保護環節

生產機械對於安全性、可靠性有著很高的要求。實現這些要求，除了合理地選擇拖動、控制方案以外，在控制線路中還設置了一系列電氣保護和必需的電氣互鎖。

(5)分析特殊控制環節

在某些控制線路中，設置了一些與主電路、控制電路關係不密切，相對獨立的某些特殊環節，如產品計數裝置、自動檢測裝置、晶閘管觸發電路、自動調溫裝置等。這些部分往往自成一個小系統，其讀圖分析的方法可參照上述分析過程，並靈活運用所學過的電子技術、變流技術、自控系統、檢測與轉換等知識逐一分析。

(6)總體檢查

分析了每一局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關係之後，還必須檢查整個控制線路，看是否有遺漏。特別要從整體角度去進一步檢查和理解各控制環節之間的聯繫，清楚地理解原理圖中每一個電器元件的作用、工作過程及主要參數。

2.分析舉例

現以C630普通車床的控制線路為例，說明生產機械電氣控制線路的分析過程。

普通車床是一種應用極為廣泛的金屬切削工具機，並可用鑽頭、鉸刀進行加工。

(1)主要結構和運動形式

普通車床主要由床身、主軸變速箱、進給器、刀架、絲杆等部分組成，其結構如圖3.12所示。

圖3.1 2 普通車床結構示意圖

車床有兩種主要運動，一是軸上的卡盤或頂尖帶著工件的旋轉運動，稱為主運動;另一種是溜板帶著刀架的直線運動，稱為進給運動。

為了加工螺紋等工件，主軸需要正、反轉，主軸的轉速應隨工件的材料、尺寸、工藝要求及刀具的種類不同而變化，所以要求能在相當寬的範圍內進行調節。

刀架的進給運動由主軸電動機帶動，由走刀箱調節加工時的縱向和橫向進給量。

(2)電力拖動和控制的要求

從車床的加工工藝出發，對拖動控制有以下要求：

①主拖動電動機選用不調速的三相籠型異步電動機，其正、反轉採用機械方法實現。

②主電動機採用直接啟動方式。

③車削加工時，為防止刀具和工件的溫度過高，需要用冷卻液冷卻，因此要裝一臺冷卻泵。

④主電動機和冷卻泵電動機應具有必要的短路和過載保護，冷卻泵因過載停止時，不允許主電動機工作，以防工件和刀具損壞。

⑤應具有安全的局部照明設備。

(3)電氣控制線路分析

C630型普通車床的電氣控制線路如圖3.1 3所示，其工作原理如下：

①主電路分析。主電路中有兩臺電動機，M1為主軸電動機，M2為冷卻泵電動機，採用QS1作電源開關，接觸器KM的主觸點控制M1的啟動和停止。轉換開關QS2控制M2的啟動和停止。

②控制電路分析。控制電路採用380 V交流電源供電，只要按動啟動按鈕SB2,KM線圈得電，位於6區的KM自鎖觸點閉合自鎖，位於2區的KM主觸點閉合，M1啟動。M1通電後，合上QS2，冷卻泵立即啟動。按下SB1，兩臺電動機同時斷電停止工作。

圖3.13 C630型普通車床的電氣控制線路

③輔助電路分析。照明電路採用36 V安全電壓，由變壓器TC供電，QS3控制照明電路。

④保護環節分析。熔斷器FU1、FU2分別對M2和控制電路進行短路保護，因向車床供電的電源開關要裝熔斷器，所以M1未用熔斷器進行短路保護。熱繼電器FR1、FR2分別對M1、M2進行過載保護，其觸點串聯在KM線圈迴路中，M1、M2中任一臺電動機過載，熱繼電器的常閉觸點斷開，KM將失電，使兩臺電動機都停止工作。

⑤總體檢查。分析完成後，再進行總體檢查。

在以上分析中，採用的是查線讀圖法，即從執行電路——電動機著手，從主電路上看有哪些控制元件的觸點，根據其組合規律看其控制方式。然後在控制電路中由主電路控制元件的主觸點的文字符號找到有關的控制環節。接著從啟動按鈕開始，查對線路，觀察元件的觸點信號是如何控制其他元件動作的，然後再查看這些被帶動的控制元件的觸點是如何控制執行電器或其他控制元件動作的。

查線讀圖分析法是分析電氣原理圖的最基本方法，應用也最廣泛。此外還有圖爾分析法、邏輯分析法，一般只用來進行局部電路原理圖的分析或配合查線讀圖法使用。

接線圖和接線表

接線圖是表示成套裝置、設備或裝置的連接關係的一種簡圖，接線表則用表格的形式表示這種連接關係。接線圖和接線表可以單獨使用，也可以組合使用，一般以接線圖為主，接線表給予補充。

按照功能的不同，接線圖和接線表可分為以下幾種：

①單元接線圖和單元接線表。

②互連接線圖和互連接線表。

②端子接線圖和端子接線表。

④電線配置圖和電線配置表。

接線圖和接線表是在電路圖、位置圖等的基礎上繪製和編制出來的，因此，繪製和閱讀這種圖、表，不但要熟悉其表示方法和特點，還要與其他相關圖相對照。

為了滿足安裝接線等方面的實際要求，接線圖和接線表通常應表示出項目的相對位置、項目代號、端子號、導線號、導線類型、導線截面積、屏蔽和導線絞合等內容。

圖3.1 4 項目及端子的表示方法

1.項目的表示方法

接線圖中的項目(如元件、器件、部件、組件、成套裝置等)一般採用簡化外形符號(正方形、長方形、圓形等)表示，某些引接線比較簡單的元件，如電阻器、電容器、信號燈、熔斷器等，也可以用一般圖形符號表示。簡化外形符號通常用細實線繪製。在一些情況下，也可用點畫線圍框，但有引接線的圍框邊應用細實線繪製，如圖3.1 4所示。

在接線圖項目符號旁一般應標註項目代號，但一般只標註種類代號段和位置代號段。圖3.1 4中的K、Q、X是種類代號。

2.端子的表示方法

端子一般用圖形符號和端子代號表示，如圖3.1 4(a)所示。在端子符號(圓圈)旁標註的數字就是端子代號，若較詳細書寫這些端子代號，則為：K:1:2:…當用簡化外形表示端子所在的項目(如端子排)時，可不畫端子符號，僅用端子代號表示。如圖3.1 4(b)所示，端子排X用簡化外形表示，沒有畫出端子符號，其端子代號為：Q X:1:2:…

3.導線的表示方法

在接線圖中，導線的表示方法有兩種。

(1)連續線

端子之間的連接導線用連續的線條表示。如圖3.1 5所示的項目11和12之間的兩條連接線(57號、58號)是用連續線表示的其中。57號線一端接項目11的5號端子另一，端接項目12的1號端子。

(2)中斷線

端子之間的連接導線用中斷線的方法表示。如圖3.16所示的項目X1和X2之間的兩條連接線(8號、9號)是用中斷線表示的。其中8號線一端接X1的2號端子(X1:2)，另一端接X2的端子A(X2:A)，分別在中斷處標明了導線的去向，即X2:A←→X1:2。

圖3.15 連續線表示法

圖3.16 中斷線表示法