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系统图和框图对于从整体上理解系统或装置的基本组成和主要特征是十分重要的。然而，要详细理解电气作用原理，进行电气接线、分析和计算电路特性，还必须有另一种图，这就是电气原理图。

电气原理图的绘制原则

用图形符号并按工作顺序排列，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的简图，称为电气原理图，如图3.11所示。

电气原理图的绘制原则如下：

①原理图一般分为主电路和辅助电路两部分。主电路就是从电源到电动机通过的路径。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，由继电器和接触器的线圈、继电器的触点、接触器的辅助触点、按钮、照明灯、信号灯、控制变压器等电器元件组成。

②控制系统内的电动机、电器和其他器械的带电部件，全部都应在原理图中表示出来。

③原理图中各电器元件不画实际的外形图，而采用国家规定的统一标准图形符号和文字符号。

④原理图中各个电器元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于读图和功能顺序的原则安排。同一电器元件的各个部分可以不画在一起。例如接触器、继电器的线圈和触点可以不画在一起或一张图上。

图3.11CA型车床电气控制线路原理

⑤图中元件、器件和设备的可动部分，都按没有通电和没有外力作用时的开关状态画出。

⑥原理图的绘制应布局合理、排列均匀，可以水平布置，也可以垂直布置。

⑦电器元件应按功能布置，相关功能器件应尽量画在一起，也可以按工作顺序排列，其布局顺序应该是从上到下，从左到右。电路垂直布置时，类似项目宜横向对齐;水平布置时，类似项目应纵向对齐。例如图3.11中，由于线路采用垂直布置，接触器线圈应横向对齐。

⑧电气原理图中，有直接联系的十字交叉导线连接点，要用黑圆点表示;无直接联系的十字交叉导线连接点不画黑圆点。

图上位置的表示方法

在绘制、阅读和使用电路图时，往往需要确定元件、器件、连接线等的图形符号在图上的对应位置。在供使用、维护的技术文件(如说明书)中，有时需要对某一元件或器件作注释、说明，为了找到图中相应的元件、器件的图形符号，也需要注明这些符号在图上的位置。

图上位置的表示方法采用图幅分区法。图幅分区法是在图的边框处，竖边方向用拉丁字母编号，横边方向用阿拉伯数字编号，编号顺序从左上角为分区编号的起始位置。图幅分区后，相当于在图上建立了一个坐标。项目和连接的位置可用如下方式表示：

①用行的代号表示。

②用列的代号表示，如图3.11所示1、2、3……11。

③用区的代号表示。区的代号为字母和数字的组合，字母在前，数字在后。

在具体使用时，对水平布置的电路，一般只需要标明行的标记;对垂直布置的电路，一般只需要标明列的标记：复杂的电路需要标明组合标记。如图3.11所示中只标明了列的标记。

在图3.11中，图区编号最上方的“主轴电动机”等字样，表明它对应的下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利于理解全部电路的工作原理。

在电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点的从属关系应用附图表示，即在原理图中相应线圈的下方，给出触点的文字符号，并在其下面注明相应触点的索引代号，对未使用的触点用“×”表明，有时也可以省略。如图3.11中KM1、KA1和KA2线圈下方的标注是接触器KM1及中间继电器KA1和KA2相对应触点的索引。它表示接触器KM1的主触点在图区2中，常开辅助触点在图区7和9中，常闭辅助触点未使用;中间继电器KA1的常开触点在图区3中;中间继电器KA2的常开触点在图区4中。

接触器上述表示法中各栏的含义如表3.11所示。继电器表示方法中各栏的含义如表3.12所示。

表3.11接触器表示法中各栏的含义

表3.11

表3.12继电器表示方法中各栏的含义

表3.12

电路图的分析

分析电气控制线路是通过对各种技术资料的分析来掌握控制线路的工作原理、技术指标、使用方法、维护要求等。分析的具体内容和要求主要包括以下几个方面。

1.设备说明书

设备说明书由机械(包括液压部分)与电气两部分组成。在分析时首先阅读这两部分的说明书，了解以下内容：

①设备的构造，主要技术指标，机械、液压启动部分的工作原理。

②电气传动方式，电动机和执行电器的数目、规格型号、安装位置、用途及控制要求。

③设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮、指示装置的位置以及在控制线路中的作用。

④与机械、液压部分直接关联的电器(行程开关、电磁阀、电磁离合器、传感器等)的位置，动作状态及与机械、液压部分的关系，在控制中的作用等。

2.电气控制原理图

这是控制线路分析的中心内容。电气控制原理由主电路、控制电路、辅助电路、保护及互锁环节以及特殊控制电路等部分组成。

在分析电气原理图时，必须与阅读其他技术资料结合起来。例如各电动机及执行元件的控制方式、位置及作用，各种与机械有关的位置开关、主令电器的状态等，只有通过阅读说明书才能了解，在原理图分析中还可以通过所选用的电器元件的参数，分析出控制线路的主要参数和技术指标，如可估计出各部分的电流、电压值，以便在调试和检修中合理地使用仪表。

3.电气设备的总装接线图

阅读分析总装接线图，可以了解系统的组成分布状况、各部分的连接方式，主要电器部件的位置、安装要求，导线和穿线管的规格、型号等。

阅读分析总装接线图要与阅读说明书、电气原理图结合起来。

4.电器元件位置图与接线图

这是制造、安装、调试和维护电气设备必需的技术资料。在调试、检修中，可通过布置图和接线图方便地找到各个电器元件和测试点，进行必要的调试、检测和维护、保养。

电气原理图的阅读分析

在仔细阅读设备说明书，了解电气控制系统的总体、电动机、电器的分布状况及控制要求等内容之后，便可以分析电气原理图了。

1.方法与步骤

(1)分析主电路

从主电路入手，根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析各电动机和执行电器的控制内容。

(2)分析控制电路

根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出电器中的控制环节，将控制线路按功能不同，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。控制电路一定要分析透彻。

(3)分析辅助电路

辅助电路包括执行元件的工作状态显示、电源显示、参数测定、照明和故障报警等部分，辅助电路中很多部分是由控制电路中的元件来控制的，所以分析辅助电路时，还要对照控制电路进行分析。

(4)分析互锁与保护环节

生产机械对于安全性、可靠性有着很高的要求。实现这些要求，除了合理地选择拖动、控制方案以外，在控制线路中还设置了一系列电气保护和必需的电气互锁。

(5)分析特殊控制环节

在某些控制线路中，设置了一些与主电路、控制电路关系不密切，相对独立的某些特殊环节，如产品计数装置、自动检测装置、晶闸管触发电路、自动调温装置等。这些部分往往自成一个小系统，其读图分析的方法可参照上述分析过程，并灵活运用所学过的电子技术、变流技术、自控系统、检测与转换等知识逐一分析。

(6)总体检查

分析了每一局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须检查整个控制线路，看是否有遗漏。特别要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，清楚地理解原理图中每一个电器元件的作用、工作过程及主要参数。

2.分析举例

现以C普通车床的控制线路为例，说明生产机械电气控制线路的分析过程。

普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，并可用钻头、铰刀进行加工。

(1)主要结构和运动形式

普通车床主要由床身、主轴变速箱、进给器、刀架、丝杆等部分组成，其结构如图3.12所示。

图3.12普通车床结构示意图

车床有两种主要运动，一是轴上的卡盘或顶尖带着工件的旋转运动，称为主运动;另一种是溜板带着刀架的直线运动，称为进给运动。

为了加工螺纹等工件，主轴需要正、反转，主轴的转速应随工件的材料、尺寸、工艺要求及刀具的种类不同而变化，所以要求能在相当宽的范围内进行调节。

刀架的进给运动由主轴电动机带动，由走刀箱调节加工时的纵向和横向进给量。

(2)电力拖动和控制的要求

从车床的加工工艺出发，对拖动控制有以下要求：

①主拖动电动机选用不调速的三相笼型异步电动机，其正、反转采用机械方法实现。

②主电动机采用直接启动方式。

③车削加工时，为防止刀具和工件的温度过高，需要用冷却液冷却，因此要装一台冷却泵。

④主电动机和冷却泵电动机应具有必要的短路和过载保护，冷却泵因过载停止时，不允许主电动机工作，以防工件和刀具损坏。

⑤应具有安全的局部照明设备。

(3)电气控制线路分析

C型普通车床的电气控制线路如图3.13所示，其工作原理如下：

①主电路分析。主电路中有两台电动机，M1为主轴电动机，M2为冷却泵电动机，采用QS1作电源开关，接触器KM的主触点控制M1的启动和停止。转换开关QS2控制M2的启动和停止。

②控制电路分析。控制电路采用V交流电源供电，只要按动启动按钮SB2,KM线圈得电，位于6区的KM自锁触点闭合自锁，位于2区的KM主触点闭合，M1启动。M1通电后，合上QS2，冷却泵立即启动。按下SB1，两台电动机同时断电停止工作。

图3.13C型普通车床的电气控制线路

③辅助电路分析。照明电路采用36V安全电压，由变压器TC供电，QS3控制照明电路。

④保护环节分析。熔断器FU1、FU2分别对M2和控制电路进行短路保护，因向车床供电的电源开关要装熔断器，所以M1未用熔断器进行短路保护。热继电器FR1、FR2分别对M1、M2进行过载保护，其触点串联在KM线圈回路中，M1、M2中任一台电动机过载，热继电器的常闭触点断开，KM将失电，使两台电动机都停止工作。

⑤总体检查。分析完成后，再进行总体检查。

在以上分析中，采用的是查线读图法，即从执行电路——电动机着手，从主电路上看有哪些控制元件的触点，根据其组合规律看其控制方式。然后在控制电路中由主电路控制元件的主触点的文字符号找到有关的控制环节。接着从启动按钮开始，查对线路，观察元件的触点信号是如何控制其他元件动作的，然后再查看这些被带动的控制元件的触点是如何控制执行电器或其他控制元件动作的。

查线读图分析法是分析电气原理图的最基本方法，应用也最广泛。此外还有图尔分析法、逻辑分析法，一般只用来进行局部电路原理图的分析或配合查线读图法使用。

接线图和接线表

接线图是表示成套装置、设备或装置的连接关系的一种简图，接线表则用表格的形式表示这种连接关系。接线图和接线表可以单独使用，也可以组合使用，一般以接线图为主，接线表给予补充。

按照功能的不同，接线图和接线表可分为以下几种：

①单元接线图和单元接线表。

②互连接线图和互连接线表。

②端子接线图和端子接线表。

④电线配置图和电线配置表。

接线图和接线表是在电路图、位置图等的基础上绘制和编制出来的，因此，绘制和阅读这种图、表，不但要熟悉其表示方法和特点，还要与其他相关图相对照。

为了满足安装接线等方面的实际要求，接线图和接线表通常应表示出项目的相对位置、项目代号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等内容。

图3.14项目及端子的表示方法

1.项目的表示方法

接线图中的项目(如元件、器件、部件、组件、成套装置等)一般采用简化外形符号(正方形、长方形、圆形等)表示，某些引接线比较简单的元件，如电阻器、电容器、信号灯、熔断器等，也可以用一般图形符号表示。简化外形符号通常用细实线绘制。在一些情况下，也可用点画线围框，但有引接线的围框边应用细实线绘制，如图3.14所示。

在接线图项目符号旁一般应标注项目代号，但一般只标注种类代号段和位置代号段。图3.14中的K、Q、X是种类代号。

2.端子的表示方法

端子一般用图形符号和端子代号表示，如图3.14(a)所示。在端子符号(圆圈)旁标注的数字就是端子代号，若较详细书写这些端子代号，则为：K:1:2:…当用简化外形表示端子所在的项目(如端子排)时，可不画端子符号，仅用端子代号表示。如图3.14(b)所示，端子排X用简化外形表示，没有画出端子符号，其端子代号为：QX:1:2:…

3.导线的表示方法

在接线图中，导线的表示方法有两种。

(1)连续线

端子之间的连接导线用连续的线条表示。如图3.15所示的项目11和12之间的两条连接线(57号、58号)是用连续线表示的其中。57号线一端接项目11的5号端子另一，端接项目12的1号端子。

(2)中断线

端子之间的连接导线用中断线的方法表示。如图3.16所示的项目X1和X2之间的两条连接线(8号、9号)是用中断线表示的。其中8号线一端接X1的2号端子(X1:2)，另一端接X2的端子A(X2:A)，分别在中断处标明了导线的去向，即X2:A←→X1:2。

图3.15连续线表示法图3.16中断线表示法

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