[科普中國]-電氣原理圖

電氣原理圖是用來表明設(shè)備電氣的工作原理及各電器元件的作用，相互之間的關(guān)系的一種表示方式。 運(yùn)用電氣原理圖的方法和技巧，對于分析電氣線路，排除機(jī)床電路故障是十分有益的。電氣原理圖一般由主電路、控制電路、保護(hù)、配電電路等幾部分組成。

組成結(jié)構(gòu)電氣系統(tǒng)圖主要有電氣原理圖、電器布置圖、電氣安裝接線圖等，繪圖軟件有電氣CAD、protel99、Cadence等。

因此，電氣原理圖是電氣系統(tǒng)圖的一種。是根據(jù)控制線圖工作原理繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡單，層次分明。主要用于研究和分析電路工作原理。

電氣布置安裝圖主要用來表明各種電氣設(shè)備在機(jī)械設(shè)備上和電氣控制柜中的實(shí)際安裝位置。為機(jī)械電氣在控制設(shè)備的制造、安裝、維護(hù)、維修提供必要的資料。

電氣安裝接線圖是為了進(jìn)行裝置、設(shè)備或成套裝置的布線提供各個安裝接線圖項(xiàng)目之間電氣連接的詳細(xì)信息，包括連接關(guān)系，線纜種類和敷設(shè)線路。

電氣原理圖標(biāo)注

常見的標(biāo)有：QS刀開關(guān)、FU熔斷器、KM接觸器、KA中間繼電器、KT 時間繼

電器、KS 速度繼電器、FR 熱繼電器、SB 按鈕、SQ 行程開關(guān)。

元件技術(shù)數(shù)據(jù)

（1）電氣元件明細(xì)表：元器件名稱、符號、功能、型號、數(shù)量等。

（2）用小號字體注在其電氣原理圖中的圖形符號旁邊。

常用術(shù)語

失電壓、欠電壓保護(hù)：由接觸器本身的電磁機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)電源電壓嚴(yán)重過低或失壓時，接觸器的銜鐵自行釋放，電動機(jī)失電而停機(jī)。

點(diǎn)動與長動：點(diǎn)動按鈕兩端沒有并接接觸器的常開觸點(diǎn)；長動按鈕兩端并接接觸器的常開觸點(diǎn)。

聯(lián)鎖控制：在控制線路中一條支路通電時保證另一條支路斷電。

雙重互鎖：雙重互鎖從一個運(yùn)行狀態(tài)到另一個運(yùn)行狀態(tài)可以直接切換既“正-反-?！?。直接啟動：把電源電壓直接加到電動機(jī)的接線端，這種控制線路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，僅適合于實(shí)踐電動機(jī)不頻繁啟動，不可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的自動控制。

欠壓起動：指利用起動設(shè)備將電壓適當(dāng)降低后加到電動機(jī)的定子繞組上進(jìn)行起動，待電動機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn)后，再使其電壓恢復(fù)到額定值正常運(yùn)行1。

主要種類電氣電路圖有原理圖、方框圖、元件裝配以及符號標(biāo)記圖等：

●原理圖

電氣原理圖是用來表明設(shè)備的工作原理及各電器元件間的作用，一般由主電路、控制執(zhí)行電路、檢測與保護(hù)電路、配電電路等幾大部分組成。這種圖，由于它直接體現(xiàn)了電子電路與電氣結(jié)構(gòu)以及其相互間的邏輯關(guān)系，所以一般用在設(shè)計(jì)、分析電路中。分析電路時，通過識別圖紙上所畫各種電路元件符號，以及它們之間的連接方式，就可以了解電路的實(shí)際工作時情況。

電原理圖又可分為整機(jī)原理圖，單元部分電路原理圖，整機(jī)原理圖是指所有電路集合在一起的分部電路圖。

●方框圖（框圖）

方框圖是一種用方框和連線來表示電路工作原理和構(gòu)成概況的電路圖。從某種程度上說，它也是一種原理圖，不過在這種圖紙中，除了方框和連線，幾乎就沒有別的符號了。它和上面的原理圖主要的區(qū)別就在于原理圖上具體地繪制了電路的全部的元器件和它們的連接方式，而方框圖只是簡樸地將電路按照功能劃分為幾個部分，將每一個部分描繪成一個方框，在方框中加上簡樸的文字說明，在方框間用連線（有時用帶箭頭的連線）說明各個方框之間的關(guān)系。所以方框圖只能用來體現(xiàn)電路的大致工作原理，而原理圖除了具體地表明電路的工作原理之外，還可以用來作為采集元件、制作電路的依據(jù)。

●元件裝配以及符號標(biāo)記圖

它是為了進(jìn)行電路裝配而采用的一種圖紙，圖上的符號往往是電路元件的實(shí)物的形狀圖。這種電路圖一般是供原理和實(shí)物對照時使用的。印刷電路板是在一塊絕緣板上先覆上一層金屬箔，再將電路不需要的金屬箔腐蝕掉，剩下的部分金屬箔作為電路元器件之間的連接線，然后將電路中的元器件安裝在這塊絕緣板上，利用板上剩余的導(dǎo)電金屬箔作為元器件之間導(dǎo)電的連線，完成電路的連接。元器件裝配圖和原理圖中大不一樣。它主要考慮所有元件的分布和連接是否合理，要考慮元件體積、散熱、抗干擾、抗耦合等等諸多因素，綜合這些因素設(shè)計(jì)出來的印刷電路板，從外觀看很難和原理圖完全一致。

電氣安裝接線圖

一般情況下，電氣安裝圖和原理圖需配合起來使用。

繪制電氣安裝圖應(yīng)遵循的主要原則如下：

1、必須遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)繪制電氣安裝接線圖。

2、各電器元器件的位置、文字符號必須和電氣原理圖中的標(biāo)注一致，同一個電器元件的各部件（如同一個接觸器的觸點(diǎn)、線圈等）必須畫在一起，各電器元件的位置應(yīng)與實(shí)際安裝位置一致。

3、不在同一安裝板或電氣柜上的電器元件或信號的電氣連接一般應(yīng)通過端子排連接，并按照電氣原理圖中的接線編號連接。

4、走向相同、功能相同的多根導(dǎo)線可用單線或線束表示。畫連接線時，應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的規(guī)格、型號、顏色、根數(shù)和穿線管的尺寸。

電器元件布置圖

電器元器件布置圖的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

1.必須遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和繪制電器元件布置圖。

2.相同類型的電器元件布置時，應(yīng)把體積較大和較重的安裝在控制柜或面板的下方。

3.發(fā)熱的元器件應(yīng)該安裝在控制柜或面板的上方或后方，但熱繼電器一般安裝在接觸器的下面，以方便與電機(jī)和接觸器的連接。

4.需要經(jīng)常維護(hù)、整定和檢修的電器元件、操作開關(guān)、監(jiān)視儀器儀表，其安裝位置應(yīng)高低適宜，以便工作人員操作。

5.強(qiáng)電、弱電應(yīng)該分開走線，注意屏蔽層的連接，防止干擾的竄入。

電器元器件的布置應(yīng)考慮安裝間隙，并盡可能做到整齊、美觀。

電器控制系統(tǒng)圖

為了表達(dá)生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理等設(shè)計(jì)意圖，便于電氣系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維修，將電氣控制系統(tǒng)中各電器元件及其連接線路用一定的圖形表達(dá)出來，這就是電氣控制系統(tǒng)圖。用導(dǎo)線將電機(jī)、電器、儀表等元器件按一定的要求連接起來，并實(shí)現(xiàn)某種特定控制要求的電路2。

繪制方法畫電氣原理圖的一般規(guī)律如下：

畫主電路

繪制主電路時，應(yīng)依規(guī)定的電氣圖形符號用粗實(shí)線畫出主要控制、保護(hù)等用電設(shè)備，如斷路器、熔斷器、變頻器、熱繼電器、電動機(jī)等，并依次標(biāo)明相關(guān)的文字符號。

畫控制電路

控制電路一般是由開關(guān)、按鈕、信號指示、接觸器、繼電器的線圈和各種輔助觸點(diǎn)構(gòu)成，無論簡單或復(fù)雜的控制電路，一般均是由各種典型電路(如延時電路、聯(lián)鎖電路、順控電路等)組合而成，用以控制主電路中受控設(shè)備的“起動”、“運(yùn)行”、“停止”使主電路中的設(shè)備按設(shè)計(jì)工藝的要求正常工作。對于簡單的控制電路：只要依據(jù)主電路要實(shí)現(xiàn)的功能，結(jié)合生產(chǎn)工藝要求及設(shè)備動作的先、后順序依次分析，仔細(xì)繪制。對于復(fù)雜的控制電路，要按各部分所完成的功能，分割成若干個局部控制電路，然后與典型電路相對照，找出相同之處，本著先簡后繁、先易后難的原則逐個畫出每個局部環(huán)節(jié)，再找到各環(huán)節(jié)的相互關(guān)系。

繪制原則1.按電氣符號標(biāo)準(zhǔn)---按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電氣符號繪制。

2.文字符號標(biāo)準(zhǔn)---按國家標(biāo)準(zhǔn)GB7159-1987規(guī)定的文字符號標(biāo)明。

3.按順序排列---按照先后工作順序縱向排列，或者水平排列。

4.用展開法繪制---電路中的主電路，用粗實(shí)線畫在圖紙的左邊、上部或下部。

5.表明動作原理與控制關(guān)系---必須表達(dá)清楚控制與被控制的關(guān)系。

6. 電氣原理圖中的主電路和輔助電路（主電路、輔助電路）2。

識別方法看電氣控制電路圖一般方法是先看主電路，再看輔助電路，并用輔助電路的回路去研究主電路的控制程序。

1．看主電路的步驟

第一步：看清主電路中用電設(shè)備。用電設(shè)備指消耗電能的用電器具或電氣設(shè)備，看圖首先要看清楚有幾個用電器，它們的類別、用途、接線方式及一些不同要求等。

第二步：要弄清楚用電設(shè)備是用什么電器元件控制的。控制電氣設(shè)備的方法很多，有的直接用開關(guān)控制，有的用各種啟動器控制，有的用接觸器控制。

第三步：了解主電路中所用的控制電器及保護(hù)電器。前者是指除常規(guī)接觸器以外的其他控制元件，如電源開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)及空氣斷路器）、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。后者是指短路保護(hù)器件及過載保護(hù)器件，如空氣斷路器中電磁脫扣器及熱過載脫扣器的規(guī)格、熔斷器、熱繼電器及過電流繼電器等元件的用途及規(guī)格。一般來說，對主電路作如上內(nèi)容的分析以后，即可分析輔助電路。

第四步：看電源。要了解電源電壓等級，是380V還是220V，是從母線匯流排供電還是配電屏供電，還是從發(fā)電機(jī)組接出來的。

2．看輔助電路的步驟

輔助電路包含控制電路、信號電路和照明電路。

分析控制電路。根據(jù)主電路中各電動機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的其他控制環(huán)節(jié)，將控制線路“化整為零”，按功能不同劃分成若干個局部控制線路來進(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。

第一步：看電源。首先看清電源的種類．是交流還是直流。其次．要看清輔助電路的電源是從什么地方接來的，及其電壓等級。電源一般是從主電路的兩條相線上接來，其電壓為380V。也有從主電路的一條相線和一零線上接來，電壓為單相220V；此外，也可以從專用隔離電源變壓器接來，電壓有140、127、36、6.3V等。輔助電路為直流時，直流電源可從整流器、發(fā)電機(jī)組或放大器上接來，其電壓一般為24、12、6、4.5、3V等。輔助電路中的一切電器元件的線圈額定電壓必須與輔助電路電源電壓一致。否則，電壓低時電路元件不動作；電壓高時，則會把電器元件線圈燒壞。

第二步：了解控制電路中所采用的各種繼電器、接觸器的用途，如采用了一些特殊結(jié)構(gòu)的繼電器，還應(yīng)了解他們的動作原理。

第三步：根據(jù)輔助電路來研究主電路的動作情況。

分析了上面這些內(nèi)容再結(jié)合主電路中的要求，就可以分析輔助電路的動作過程。

控制電路總是按動作順序畫在兩條水平電源線或兩條垂直電源線之間的。因此，也就可從左到右或從上到下來進(jìn)行分析。對復(fù)雜的輔助電路，在電路中整個輔助電路構(gòu)成一條大回路，在這條大回路中又分成幾條獨(dú)立的小回路，每條小回路控制一個用電器或一個動作。當(dāng)某條小回路形成閉合回路有電流流過時，在回路中的電器元件(接觸器或繼電器)則動作，把用電設(shè)備接人或切除電源。在輔助電路中一般是靠按鈕或轉(zhuǎn)換開關(guān)把電路接通的。對于控制電路的分析必須隨時結(jié)合主電路的動作要求來進(jìn)行，只有全面了解主電路對控制電路的要求以后，才能真正掌握控制電路的動作原理，不可孤立地看待各部分的動作原理，而應(yīng)注意各個動作之間是否有互相制約的關(guān)系，如電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)之間應(yīng)設(shè)有聯(lián)鎖等。

第四步：研究電器元件之間的相互關(guān)系。電路中的一切電器元件都不是孤立存在的而是相互聯(lián)系、相互制約的。這種互相控制的關(guān)系有時表現(xiàn)在一條回路中，有時表現(xiàn)在幾條回路中。

第五步：研究其他電氣設(shè)備和電器元件。如整流設(shè)備、照明燈等3。

操作步驟1．電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分。

2．圖中所有元件都應(yīng)采用國家標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號。

3、布局。

4．文字符號標(biāo)注。

5．圖形符號表示要點(diǎn)：未通電或無外力狀態(tài)。

6．線條交叉及圖形方向。

7．圖區(qū)和索引。

主電路：是電氣控制線路中大電流通過的部分，包括從電源到電機(jī)之間相連的電器元件；一般由組合開關(guān)、主熔斷器、接觸器主觸點(diǎn)、熱繼電器的熱元件和電動機(jī)等組成。

輔助電路:是控制線路中除主電路以外的電路，其流過的電流比較小。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路和保護(hù)電路。其中控制電路是由按鈕、接觸器和繼電器的線圈及輔助觸點(diǎn)、熱繼電器觸點(diǎn)、保護(hù)電器觸點(diǎn)等組成。

技術(shù)參數(shù)圖形和文字符號

電氣圖形符號和文字符號的國家標(biāo)準(zhǔn)

圖形符號基本上是統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)按GB4728-85、GBTl59-87、GB6988-86等規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)繪制1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)