第1課 設計師職業知識——電氣原理圖

1課時

電氣原理圖是用來表明設備電氣的工作原理及各電器元件的作用，相互之間的關系的一種表示方式。運用電氣原理圖的方法和技巧，對于分析電氣線路，排除機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、配電電路等幾部分組成，如圖2-1所示。

1．組成結構編輯

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

電氣安裝接線圖是為了進行裝置、設備或成套裝置的布線提供各個安裝接線圖項目之間電氣連接的詳細信息，包括連接關系，線纜種類和敷設線路。

2．電氣原理圖標注

常見的標注有：QS刀開關、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。

3．元件技術數據

（1）電氣元件明細表：元器件名稱、符號、功能、型號、數量等。

（2）用小號字體標注在其電氣原理圖中的圖形符號旁邊。

4．常用術語

（1）失電壓、欠電壓保護：由接觸器本身的電磁機構來實現，當電源電壓嚴重過低或失壓時，接觸器的銜鐵自行釋放，電動機失電而停機。

（2）點動與長動：點動按鈕的作用是通過按鈕給電到接觸器線圈，使接觸器工作；長動按鈕是在點動的基礎上，在接觸器的常開輔助觸頭中再引出一組線經過開關到線圈。

（3）聯鎖控制：在控制線路中一條支路通電時保證另一條支路斷電。

（4）雙重互鎖：雙重互鎖從一個運行狀態到另一個運行狀態可以直接切換，或者直接把電源電壓加到電動機的接線端，這種控制線路結構簡單，成本低，適合于電動機不頻繁啟動，不可實現遠距離的自動控制。

（5）欠壓起動：指利用起動設備將電壓適當降低后加到電動機的定子繞組上進行起動，待電動機起動運轉后，再使其電壓恢復到額定值正常運行。

5．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記圖等，如圖2-2所示是一種電路的原理圖及方框圖。

1）原理圖

電氣原理圖是用來表明設備的工作原理及各電器元件間的作用，一般由主電路、控制執行電路、檢測與保護電路、配電電路等幾大部分組成。這種圖，由于它直接體現了電子電路與電氣結構以及其相互間的邏輯關系，所以一般用在設計、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，就可以了解電路實際工作時的情況。

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

2）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系。所以方框圖只能用來體現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。

3）元件裝配以及符號標記圖

它是為了進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物的形狀圖。這種電路圖一般是供原理和實物對照時使用的。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，利用板上剩余的導電金屬箔作為元器件之間導電的連線，完成電路的連接。元器件裝配圖和原理圖大不一樣。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、抗耦合等諸多因素，綜合這些因素設計出來的印刷電路板，從外觀看很難和原理圖完全一致。

6．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。

繪制電氣安裝圖應遵循的主要原則如下。

（1）必須遵循相關國家標準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注一致，同一個電器元件的各部件（如同一個接觸器的觸點、線圈等）必須畫在一起，各電器元件的位置應與實際安裝位置一致。

（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、功能相同的多根導線可用單線或線束表示。畫連接線時，應標明導線的規格、型號、顏色、根數和穿線管的尺寸。

7．電器元件布置圖

電器元器件布置圖的設計應遵循以下原則。

（1）必須遵循相關國家標準設計和繪制電器元件布置圖。

（2）相同類型的電器元件布置時，應把體積較大和較重的安裝在控制柜或工具欄的下方。

（3）發熱的元器件應該安裝在控制柜或工具欄的上方或后方，但熱繼電器一般安裝在接觸器的下面，以方便與電機和接觸器的連接。

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

（5）強電、弱電應該分開走線，注意屏蔽層的連接，防止干擾的竄入。

電器元器件的布置應考慮安裝間隙，并盡可能做到整齊、美觀。

8．電氣控制系統圖

為了表達生產機械電氣控制系統的結構、原理等設計意圖，便于電氣系統的安裝、調試、使用和維修，將電氣控制系統中各電器元件及其連接線路用一定的圖形表達出來，這就是電氣控制系統圖。是用導線將電機、電器、儀表等元器件按一定的要求連接起來，并實現某種特定控制要求的電路。