系統(tǒng)圖和框圖對(duì)于從整體上理解系統(tǒng)或裝置的基本組成和主要特征是十分重要的。然而，要詳細(xì)理解電氣作用原理，進(jìn)行電氣接線、分析和計(jì)算電路特性，還必須有另一種圖，這就是電氣原理圖。

電氣原理圖的繪制原則

用圖形符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)表示電路、設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系，而不考慮其實(shí)際位置的簡(jiǎn)圖，稱為電氣原理圖，如圖3.1 1所示。

電氣原理圖的繪制原則如下：

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(dòng)機(jī)通過的路徑。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路及保護(hù)電路等，由繼電器和接觸器的線圈、繼電器的觸點(diǎn)、接觸器的輔助觸點(diǎn)、按鈕、照明燈、信號(hào)燈、控制變壓器等電器元件組成。

②控制系統(tǒng)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)、電器和其他器械的帶電部件，全部都應(yīng)在原理圖中表示出來。

③原理圖中各電器元件不畫實(shí)際的外形圖，而采用國(guó)家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)和文字符號(hào)。

④原理圖中各個(gè)電器元件和部件在控制線路中的位置，應(yīng)根據(jù)便于讀圖和功能順序的原則安排。同一電器元件的各個(gè)部分可以不畫在一起。例如接觸器、繼電器的線圈和觸點(diǎn)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(shè)備的可動(dòng)部分，都按沒有通電和沒有外力作用時(shí)的開關(guān)狀態(tài)畫出。

⑥原理圖的繪制應(yīng)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(yīng)按功能布置，相關(guān)功能器件應(yīng)盡量畫在一起，也可以按工作順序排列，其布局順序應(yīng)該是從上到下，從左到右。電路垂直布置時(shí)，類似項(xiàng)目宜橫向?qū)R;水平布置時(shí)，類似項(xiàng)目應(yīng)縱向?qū)R。例如圖3.1 1中，由于線路采用垂直布置，接觸器線圈應(yīng)橫向?qū)R。

⑧電氣原理圖中，有直接聯(lián)系的十字交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示;無直接聯(lián)系的十字交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)不畫黑圓點(diǎn)。

圖上位置的表示方法

在繪制、閱讀和使用電路圖時(shí)，往往需要確定元件、器件、連接線等的圖形符號(hào)在圖上的對(duì)應(yīng)位置。在供使用、維護(hù)的技術(shù)文件（如說明書）中，有時(shí)需要對(duì)某一元件或器件作注釋、說明，為了找到圖中相應(yīng)的元件、器件的圖形符號(hào)，也需要注明這些符號(hào)在圖上的位置。

圖上位置的表示方法采用圖幅分區(qū)法。圖幅分區(qū)法是在圖的邊框處，豎邊方向用拉丁字母編號(hào)，橫邊方向用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)，編號(hào)順序從左上角為分區(qū)編號(hào)的起始位置。圖幅分區(qū)后，相當(dāng)于在圖上建立了一個(gè)坐標(biāo)。項(xiàng)目和連接的位置可用如下方式表示：

①用行的代號(hào)表示。

②用列的代號(hào)表示，如圖3.1 1所示1、2、3……11。

③用區(qū)的代號(hào)表示。區(qū)的代號(hào)為字母和數(shù)字的組合，字母在前，數(shù)字在后。

在具體使用時(shí)，對(duì)水平布置的電路，一般只需要標(biāo)明行的標(biāo)記;對(duì)垂直布置的電路，一般只需要標(biāo)明列的標(biāo)記：復(fù)雜的電路需要標(biāo)明組合標(biāo)記。如圖3.1 1所示中只標(biāo)明了列的標(biāo)記。

在圖3.1 1中，圖區(qū)編號(hào)最上方的“主軸電動(dòng)機(jī)”等字樣，表明它對(duì)應(yīng)的下方元件或電路的功能，使讀者能清楚地知道某個(gè)元件或某部分電路的功能，以利于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(diǎn)的從屬關(guān)系應(yīng)用附圖表示，即在原理圖中相應(yīng)線圈的下方，給出觸點(diǎn)的文字符號(hào)，并在其下面注明相應(yīng)觸點(diǎn)的索引代號(hào)，對(duì)未使用的觸點(diǎn)用“×”表明，有時(shí)也可以省略。如圖3.1 1中KM1、KA1和KA2線圈下方的標(biāo)注是接觸器KM1及中間繼電器KA1和KA2相對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)的索引。它表示接觸器KM1的主觸點(diǎn)在圖區(qū)2中，常開輔助觸點(diǎn)在圖區(qū)7和9中，常閉輔助觸點(diǎn)未使用;中間繼電器KA1的常開觸點(diǎn)在圖區(qū)3中;中間繼電器KA2的常開觸點(diǎn)在圖區(qū)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(duì)各種技術(shù)資料的分析來掌握控制線路的工作原理、技術(shù)指標(biāo)、使用方法、維護(hù)要求等。分析的具體內(nèi)容和要求主要包括以下幾個(gè)方面。

1.設(shè)備說明書

設(shè)備說明書由機(jī)械（包括液壓部分）與電氣兩部分組成。在分析時(shí)首先閱讀這兩部分的說明書，了解以下內(nèi)容：

①設(shè)備的構(gòu)造，主要技術(shù)指標(biāo)，機(jī)械、液壓?jiǎn)?dòng)部分的工作原理。

②電氣傳動(dòng)方式，電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的數(shù)目、規(guī)格型號(hào)、安裝位置、用途及控制要求。

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

④與機(jī)械、液壓部分直接關(guān)聯(lián)的電器（行程開關(guān)、電磁閥、電磁離合器、傳感器等）的位置，動(dòng)作狀態(tài)及與機(jī)械、液壓部分的關(guān)系，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(nèi)容。電氣控制原理由主電路、控制電路、輔助電路、保護(hù)及互鎖環(huán)節(jié)以及特殊控制電路等部分組成。

在分析電氣原理圖時(shí)，必須與閱讀其他技術(shù)資料結(jié)合起來。例如各電動(dòng)機(jī)及執(zhí)行元件的控制方式、位置及作用，各種與機(jī)械有關(guān)的位置開關(guān)、主令電器的狀態(tài)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(shù)，分析出控制線路的主要參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，如可估計(jì)出各部分的電流、電壓值，以便在調(diào)試和檢修中合理地使用儀表。

3.電氣設(shè)備的總裝接線圖

閱讀分析總裝接線圖，可以了解系統(tǒng)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(dǎo)線和穿線管的規(guī)格、型號(hào)等。

閱讀分析總裝接線圖要與閱讀說明書、電氣原理圖結(jié)合起來。

4.電器元件位置圖與接線圖

這是制造、安裝、調(diào)試和維護(hù)電氣設(shè)備必需的技術(shù)資料。在調(diào)試、檢修中，可通過布置圖和接線圖方便地找到各個(gè)電器元件和測(cè)試點(diǎn)，進(jìn)行必要的調(diào)試、檢測(cè)和維護(hù)、保養(yǎng)。

電氣原理圖的閱讀分析

在仔細(xì)閱讀設(shè)備說明書，了解電氣控制系統(tǒng)的總體、電動(dòng)機(jī)、電器的分布狀況及控制要求等內(nèi)容之后，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(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求去分析各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制內(nèi)容。

（2）分析控制電路

根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出電器中的控制環(huán)節(jié)，將控制線路按功能不同，劃分成若干個(gè)局部控制線路來進(jìn)行分析。如果控制線路較復(fù)雜，則可先排除照明、顯示等與控制關(guān)系不密切的電路，以便集中精力進(jìn)行分析?？刂齐娐芬欢ㄒ治鐾笍?。

（3）分析輔助電路

輔助電路包括執(zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、電源顯示、參數(shù)測(cè)定、照明和故障報(bào)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(shí)，還要對(duì)照控制電路進(jìn)行分析。

（4）分析互鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)

生產(chǎn)機(jī)械對(duì)于安全性、可靠性有著很高的要求。實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動(dòng)、控制方案以外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必需的電氣互鎖。

（5）分析特殊控制環(huán)節(jié)

在某些控制線路中，設(shè)置了一些與主電路、控制電路關(guān)系不密切，相對(duì)獨(dú)立的某些特殊環(huán)節(jié)，如產(chǎn)品計(jì)數(shù)裝置、自動(dòng)檢測(cè)裝置、晶閘管觸發(fā)電路、自動(dòng)調(diào)溫裝置等。這些部分往往自成一個(gè)小系統(tǒng)，其讀圖分析的方法可參照上述分析過程，并靈活運(yùn)用所學(xué)過的電子技術(shù)、變流技術(shù)、自控系統(tǒng)、檢測(cè)與轉(zhuǎn)換等知識(shí)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(guān)系之后，還必須檢查整個(gè)控制線路，看是否有遺漏。特別要從整體角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，清楚地理解原理圖中每一個(gè)電器元件的作用、工作過程及主要參數(shù)。

2.分析舉例

現(xiàn)以C630普通車床的控制線路為例，說明生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路的分析過程。

普通車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機(jī)床，并可用鉆頭、鉸刀進(jìn)行加工。

（1）主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式

普通車床主要由床身、主軸變速箱、進(jìn)給器、刀架、絲桿等部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖3.12所示。

圖3.1 2 普通車床結(jié)構(gòu)示意圖

車床有兩種主要運(yùn)動(dòng)，一是軸上的卡盤或頂尖帶著工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱為主運(yùn)動(dòng);另一種是溜板帶著刀架的直線運(yùn)動(dòng)，稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

為了加工螺紋等工件，主軸需要正、反轉(zhuǎn)，主軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)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(dāng)寬的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

刀架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由主軸電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，由走刀箱調(diào)節(jié)加工時(shí)的縱向和橫向進(jìn)給量。

（2）電力拖動(dòng)和控制的要求

從車床的加工工藝出發(fā)，對(duì)拖動(dòng)控制有以下要求：

①主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)選用不調(diào)速的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，其正、反轉(zhuǎn)采用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)。

②主電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)方式。

③車削加工時(shí)，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(tái)冷卻泵。

④主電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有必要的短路和過載保護(hù)，冷卻泵因過載停止時(shí)，不允許主電動(dòng)機(jī)工作，以防工件和刀具損壞。

⑤應(yīng)具有安全的局部照明設(shè)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(tái)電動(dòng)機(jī)，M1為主軸電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，采用QS1作電源開關(guān)，接觸器KM的主觸點(diǎn)控制M1的啟動(dòng)和停止。轉(zhuǎn)換開關(guān)QS2控制M2的啟動(dòng)和停止。

②控制電路分析?？刂齐娐凡捎?80 V交流電源供電，只要按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB2，KM線圈得電，位于6區(qū)的KM自鎖觸點(diǎn)閉合自鎖，位于2區(qū)的KM主觸點(diǎn)閉合，M1啟動(dòng)。M1通電后，合上QS2，冷卻泵立即啟動(dòng)。按下SB1，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)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。照明電路采用36 V安全電壓，由變壓器TC供電，QS3控制照明電路。

④保護(hù)環(huán)節(jié)分析。熔斷器FU1、FU2分別對(duì)M2和控制電路進(jìn)行短路保護(hù)，因向車床供電的電源開關(guān)要裝熔斷器，所以M1未用熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)。熱繼電器FR1、FR2分別對(duì)M1、M2進(jìn)行過載保護(hù)，其觸點(diǎn)串聯(lián)在KM線圈回路中，M1、M2中任一臺(tái)電動(dòng)機(jī)過載，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)斷開，KM將失電，使兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都停止工作。

⑤總體檢查。分析完成后，再進(jìn)行總體檢查。

在以上分析中，采用的是查線讀圖法，即從執(zhí)行電路——電動(dòng)機(jī)著手，從主電路上看有哪些控制元件的觸點(diǎn)，根據(jù)其組合規(guī)律看其控制方式。然后在控制電路中由主電路控制元件的主觸點(diǎn)的文字符號(hào)找到有關(guān)的控制環(huán)節(jié)。接著從啟動(dòng)按鈕開始，查對(duì)線路，觀察元件的觸點(diǎn)信號(hào)是如何控制其他元件動(dòng)作的，然后再查看這些被帶動(dòng)的控制元件的觸點(diǎn)是如何控制執(zhí)行電器或其他控制元件動(dòng)作的。

查線讀圖分析法是分析電氣原理圖的最基本方法，應(yīng)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(jìn)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(shè)備或裝置的連接關(guān)系的一種簡(jiǎn)圖，接線表則用表格的形式表示這種連接關(guān)系。接線圖和接線表可以單獨(dú)使用，也可以組合使用，一般以接線圖為主，接線表給予補(bǔ)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(chǔ)上繪制和編制出來的，因此，繪制和閱讀這種圖、表，不但要熟悉其表示方法和特點(diǎn)，還要與其他相關(guān)圖相對(duì)照。

為了滿足安裝接線等方面的實(shí)際要求，接線圖和接線表通常應(yīng)表示出項(xiàng)目的相對(duì)位置、項(xiàng)目代號(hào)、端子號(hào)、導(dǎo)線號(hào)、導(dǎo)線類型、導(dǎo)線截面積、屏蔽和導(dǎo)線絞合等內(nèi)容。

圖3.1 4 項(xiàng)目及端子的表示方法

1.項(xiàng)目的表示方法

接線圖中的項(xiàng)目（如元件、器件、部件、組件、成套裝置等）一般采用簡(jiǎn)化外形符號(hào)（正方形、長(zhǎng)方形、圓形等）表示，某些引接線比較簡(jiǎn)單的元件，如電阻器、電容器、信號(hào)燈、熔斷器等，也可以用一般圖形符號(hào)表示。簡(jiǎn)化外形符號(hào)通常用細(xì)實(shí)線繪制。在一些情況下，也可用點(diǎn)畫線圍框，但有引接線的圍框邊應(yīng)用細(xì)實(shí)線繪制，如圖3.1 4所示。

在接線圖項(xiàng)目符號(hào)旁一般應(yīng)標(biāo)注項(xiàng)目代號(hào)，但一般只標(biāo)注種類代號(hào)段和位置代號(hào)段。圖3.1 4中的K、Q、X是種類代號(hào)。

2.端子的表示方法

端子一般用圖形符號(hào)和端子代號(hào)表示，如圖3.1 4（a）所示。在端子符號(hào)（圓圈）旁標(biāo)注的數(shù)字就是端子代號(hào)，若較詳細(xì)書寫這些端子代號(hào)，則為：K:1：2：…當(dāng)用簡(jiǎn)化外形表示端子所在的項(xiàng)目（如端子排）時(shí)，可不畫端子符號(hào)，僅用端子代號(hào)表示。如圖3.1 4（b）所示，端子排X用簡(jiǎn)化外形表示，沒有畫出端子符號(hào)，其端子代號(hào)為：Q X:1：2：…

3.導(dǎo)線的表示方法

在接線圖中，導(dǎo)線的表示方法有兩種。

（1）連續(xù)線

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

（2）中斷線

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

圖3.15 連續(xù)線表示法

圖3.16 中斷線表示法

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