呂聞

摘 要：電氣控制電路圖能充分表達電氣設(shè)備的用途、作用和工作原理，是電氣線路安裝、調(diào)試和維修的理論依據(jù)。在生產(chǎn)實踐中，安裝電工與維修電工等人員都要接觸到各種各樣的電路圖。本文就如何引導(dǎo)學(xué)生閱讀電氣控制電路圖進行一番探索。

關(guān)鍵詞：電氣控制電路圖；基本元件；基本環(huán)節(jié)；基本電路

《工廠電氣控制設(shè)備》是中等專業(yè)學(xué)校機電專業(yè)的一門主要專業(yè)課。它主要研究各種電器設(shè)備的基本原理、使用方法及電氣控制理論的一門學(xué)科。該課程目的在于通過電氣控制基本原理、基本線路、典型控制環(huán)節(jié)和典型設(shè)備的分析，培養(yǎng)學(xué)生具有對一般電氣控制的獨立分析能力，具有從事電氣設(shè)備的安裝調(diào)試、運行和維護等技術(shù)工作能力。要達到培養(yǎng)的目標(biāo)，首先要學(xué)會怎樣閱讀電氣控制電路圖。本文從讀圖的基本知識和組成控制電路的基本規(guī)律講起，深入淺出地介紹閱讀電氣控制電路圖的方法和技巧。

一、掌握電氣控制基本元件及其表示方法

電氣控制電路是由許多元件構(gòu)成的，而各種電氣元件的結(jié)構(gòu)、工作原理及其表示方法是不同的，并且在電路中具有不同的作用。因此，掌握電氣控制的基本元件及其表示方法，是閱讀電氣控制原理圖的基礎(chǔ)。例如接觸器，它是電氣控制電路中應(yīng)用最普遍的元件之一，學(xué)生首先應(yīng)該要掌握其結(jié)構(gòu)主要由電磁機構(gòu)、觸點系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)三部分組成。其工作原理是線圈通電時產(chǎn)生磁場將銜鐵吸合帶動觸點系統(tǒng)動作。其次是要讓學(xué)生掌握接觸器各部分是如何接入電路的，主觸點可承受較高的工作電壓和較大的工作電流，因此一般接入主電路中作通斷電路之用；輔助觸點容量較少而接在控制電路中；線圈是其受壓元件，接在控制電路通過按鈕元件來控制其通斷，從而控制接通或分?jǐn)嚯妱訖C等主電路，且可以作遠距離控制。再次要求學(xué)生掌握接觸器的表示方法，包括圖形符號和文字符號（種類代號），圖形符號與其結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，接觸器有3個圖形符號，分別表示線圈、主觸點、輔助觸點（常開、常閉分開表示）。這樣熟悉了接觸器的結(jié)構(gòu)原理、表示方法及其在電路中的作用后，雖然采用接觸器構(gòu)成的控制電路多種多樣，但各元件的相互關(guān)系是確定的，只要清晰地理順這些關(guān)系，學(xué)生讀圖時就能得心就手了。

二、掌握好電氣控制電路圖的基本環(huán)節(jié)和基本電路

電氣控制電路圖是一類較難閱讀的電氣原理圖。這種圖的復(fù)雜性除了描述對象的多樣性以外，還是由于這種圖往往由很多基本環(huán)節(jié)和基本電路構(gòu)成。一般來說，復(fù)雜的電氣控制電路圖所具備的基本環(huán)節(jié)多一些，或者說，控制線路的復(fù)雜性就主要表現(xiàn)在環(huán)節(jié)的多樣性和完成功能的齊備性上。所謂基本環(huán)節(jié)就是指能夠?qū)崿F(xiàn)某項功能的組合?？刂齐娐返幕经h(huán)節(jié)一般包括電源環(huán)節(jié)、保護環(huán)節(jié)、信號裝置、起動環(huán)節(jié)、運行環(huán)節(jié)、停止環(huán)節(jié)、制動環(huán)節(jié)、聯(lián)鎖環(huán)節(jié)、點動環(huán)節(jié)等。而其它具體的各種車床、磨床、鉆床、銑床、鏜床等，雖然它們的電氣控制線路較復(fù)雜，但它們都是由上述的各個基本控制環(huán)節(jié)構(gòu)成的綜合體。因此，只要學(xué)生掌握了這些基本控制環(huán)節(jié)，就能正確地區(qū)分電氣控制電路圖的基本環(huán)節(jié)，在閱讀電氣控制電路圖時將其劃分為若干個基本環(huán)節(jié)，即“化整為零”。這也是閱讀電氣控制電路圖的基礎(chǔ)，是學(xué)生讀圖的基本功之一。

三、掌握好基本電氣控制電路圖

若干個基本環(huán)節(jié)組成了最基本的控制電路圖，而基本電氣控制電路圖是組成電氣控制電路圖的基礎(chǔ)，常見的基本電氣控制電路圖有三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路、三相異步電動機降壓起動控制電路、三相異步電動機電氣制動控制電路等。熟練掌握這些基本電氣控制電路圖的閱讀，是閱讀電氣控制電路圖的基礎(chǔ)之一。例如，三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路（如圖1）。在閱讀時首先將其劃分以下五個環(huán)節(jié)：

（1）電源環(huán)節(jié)。主電路的電源是交流380V三相電源，電源接線為L1、L2、L3。輔助電路的電源是從主電路兩條相線引出的交流電源，其電壓為380V。

（2）起動與運行環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)電動機為全壓起動，按鈕SB2、SB3和接觸器KM2、KM3構(gòu)成了電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)起動環(huán)節(jié)。

（3）保護環(huán)節(jié)。熔斷器FU、熱繼電器FR以及交流接觸器KM、KM2線圈本身具有的保護功能（電壓降到一定值時，接觸器線圈吸力下降而釋放接觸器自動斷開電源），構(gòu)成這一電路的短路、過載、欠壓三重保護。

（4）聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。為了保證電動機要么正轉(zhuǎn)要么反轉(zhuǎn)，因此，接觸器KM1、KM2間必須采用聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。其構(gòu)成是接觸器的常閉輔助觸點。

（5）停止環(huán)節(jié)。按鈕SB1可手動控制電動機在正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時停止運行。保護環(huán)節(jié)則相應(yīng)地構(gòu)成了自動停止運行環(huán)節(jié)。

這樣，明確了整個控制電路的各個環(huán)節(jié)后，學(xué)生心目中就有一個清晰的思路，對于閱讀該控制電路圖分析其工作原理就簡單得多。

四、電氣控制電路圖的閱讀方法

在熟練掌握好基本元件和基本環(huán)節(jié)以及熟練掌握了閱讀基本電氣控制電路圖的基礎(chǔ)上，就可以進行電氣控制電路圖的閱讀了。在閱讀電氣控制電路圖時，一般來說，應(yīng)該先了解生產(chǎn)機械的基本結(jié)構(gòu)、運行情況、工藝要求和操作方法，以便對生產(chǎn)機械的結(jié)構(gòu)及其運行情況有總體了解；再看電路，了解各臺電動機和其它被控制設(shè)備的作用及工作情況，明確對電力拖動的控制要求，為分析電路做好前期準(zhǔn)備；然后將控制電路圖分成若干基本環(huán)節(jié)、基本回路、基本單元進行閱讀；先粗讀，后細讀，邊讀邊記，直至全部讀懂。在有條件的情況下，亦可對照實物，閱讀起來即更方便。

1.了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、性能及主要用途

了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、性能及主要用途，明確各種機床電氣控制電路的控制要求，是為分析電路做好前期準(zhǔn)備。例如X62W型銑床，首先，要了解X62W型銑床的作用主要用來加工平面、斜面、溝槽等。其運動形式分為主運動、進給運動、輔助運動三種。刀具的旋轉(zhuǎn)為主運動；工作臺及其工件的移動為進給運動；而工作臺在三個方向上的快移為輔助運動。主運動由主軸電動機拖動；進給運動和輔助運動同另一電動機拖動。為了能夠?qū)崿F(xiàn)順銑和逆銑，主軸電動機必須有正反轉(zhuǎn)；為了工作安全可靠，必須有必要的保護和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)等。有了對銑床的這些基本了解，才能比較順利地開始閱讀銑床的電氣控制電路圖。其次，要詳細看一看圖上所示元件的名稱、符號、規(guī)格及主要功能。

2.看主電路

首先，要看清楚主電路中用電設(shè)備由幾臺電動機拖動，各臺電動機的作用，結(jié)合加工工藝分析電動機的啟動方法，有無正反轉(zhuǎn)控制，采用何種制動方式。其次，要弄清楚用電設(shè)備是由什么電氣元件控制的。有的用刀開關(guān)控制，有的用接觸器或繼電器控制。再次，了解主電路中其他元器件的作用，通常主電路中除了用電器和控制用的接觸器與繼電器外，還有電源開關(guān)、熔斷器及保護電器。最后，看電源?？粗麟娐冯娫词?80V，還是220V。主電路電源是由母線匯流環(huán)供電或配電屏供電的。例如X62W型銑床，主電路共有三臺電動機：M1是主軸電動機，拖動主軸帶動銑刀進行銑削加工，由KM1接觸器控制啟動和停止，由倒順開關(guān)SA3作為M1的換向開關(guān)。M2是進給電動機，進給電動機用來拖動工作臺前后、左右、上下6個方向的進給運動和快速移動，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3和KM4控制。M3是冷卻泵電動機，用來供應(yīng)冷卻液，當(dāng)M1啟動后，M3才能啟動，用手動開關(guān)SQ2來控制，三臺電動機共用熔斷器FU1作短路保護，三臺電動機分別用FR1、FR2、FR3作過載保護。

3.看輔助電路

看輔助電路時應(yīng)從主電路入手，根據(jù)每臺電動機、電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內(nèi)容?？刂苾?nèi)容包括啟動、方向控制、調(diào)速控制和制動控制等。由于有各種不同類型的生產(chǎn)機械設(shè)備，其電路圖中的輔助電路也各不相同。輔助電路包含控制電路、信號電路和照明電路。分析輔助電路，根據(jù)主電路中各電動機和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出輔助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，以便集中精力進行分析。分析輔助電路的過程是：首先看清電源的種類，是交流還是直流，從何處接入及其電壓等級。控制電源一般是從主電路的兩條相線接入，其電壓為380V；也有從主電路的一條相線和零線上接入，其電壓為220V；此外也有從專用隔離電源變壓器接入，常用的電壓有110V、36V、24V、12V和6V等。輔助電路為直流時，直流電源可從整流器、發(fā)電機組或放大器上接來，其電壓一般為24、12、6、4.5、3V等。

4.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，如電動機正、反轉(zhuǎn)之間應(yīng)設(shè)有聯(lián)鎖等。

五、結(jié)束語

要做到會閱讀電氣控制電路圖，必須掌握看電氣控制電路圖的基本知識，掌握了看圖的一般原則和規(guī)律，為讀圖打下了基礎(chǔ)。上面所介紹的電氣控制電路圖的讀圖方法和步驟是在教學(xué)中經(jīng)常應(yīng)用的教學(xué)方法。在教學(xué)中應(yīng)針對實際情況靈活運用，以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力以及讀圖能力。

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責(zé)任編輯 何麗華