1.3 电工安装识图

在工农业生产中,广泛采用继电器—接触器控制系统,这种控制系统主要由交流接触器、热继电器、熔断器等组成,对中、小功率异步电动机和机床等设备进行控制。因此,在掌握常用电气符号的基础上,学会识读电气图的基本方法,才能在实际工作中迅速、正确地进行安装、接线和调试。

电气控制是借助于各种电磁元件的结构、特性对机械设备进行自动或远距离控制的一种方法。电磁元件是一种根据外界的信号和要求,采用手动或自动断开电路,断续或连续改变电参数,以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节。掌握元器件的结构和原理是重点。如接触器、中间继电器的线圈得电,带动衔铁吸合,使它们的主、辅触头作相反(原来断开的接通,原来接通的断开)的变化,去接通或断开主电路及其他电路实现控制。又如时间继电器,线圈得电后,其常开、常闭触头不是马上接通或断开,而是延时一段时间,才接通或断开电路,延时时间的长短是可以调整改变的。只要我们掌握这些元器件的特点,其控制电路就很容易看懂了。

电气控制电路分为主电路(一次电路)和控制电路(二次电路、辅助电路)。主电路一般用粗实线画在图样的上方或左方,它与三相电源相连,连接负载,允许通过大电流,受控制电路的直接控制;辅助电路是通过较弱的电流,用细实线画在图样的下方或右方,控制主电路动作的。

1.电气电路的识图

(1)阅读产品使用说明书

在看图之前应首先了解设备的机械结构、电气传动方式、对电气控制的要求、电动机和电器元件的大体布置情况以及设备的使用操作方法,各种按钮、开关、指示器等的作用。此外还应了解使用要求、安全注意事项等,对设备有一个全面完整的认识。

(2)看图样说明书

图样说明书包括图样目录、技术说明、元器件明细表和施工说明等。识图时,首先要看清楚图样说明书中的各项内容,搞清设计内容和施工要求,这样就可以了解图样的大体情况和抓住识图重点。

(3)看标题栏

图样中标题栏也是重要的组成部分,它告诉你电气图的名称及图号等有关内容,由此可对电气图的类型、性质、作用等有明确认识,同时可大致了解电气图的内容。

(4)看框图

读图样说明后,就要看框图,从而了解整个系统的组成概况、相互关系及其主要特征,为进一步理解系统的工作原理打下基础。

(5)看主电路图

按先读主电路,再读控制电路的顺序识读。看主电路时,通常从下往上看,即从用电设备开始,经控制元器件、保护元器件依次看到电源。通过看主电路,要搞清楚用电设备是怎样取得电源的,电源是经过哪些元器件到达负载的,这些元器件的规格、型号、作用是什么。

(6)看控制电路图

应自上而下,从左向右看,即先看电源,再依次看各条回路,分析各条回路元器件的工作情况及其对主电路的控制关系。看控制电路时,要搞清电路的构成,各元器件间的联系(如顺序、互锁等)及控制关系和在什么条件下电路构成通路或断路,控制电路是如何控制主电路工作的,从而搞清楚整个系统的工作原理,如图1-2所示。

(7)看接线图

接线图是根据原理电路图绘制的,要对照原理电路图来读接线图。

先看主电路,再看控制电路。看接线图要根据端子标志、回路标号,从电源端顺次查下去,搞清楚电路的走向和电路的连接方法,即搞清楚每个元器件是如何通过连线构成闭合回路的。读主电路时,从电源输入端开始,顺次经过控制元器件、保护元器件到用电设备,与看原理电路图时有所不同,如图1-3所示。

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图1-2 电动机起动控制原理电路

看控制电路时,要从电源的引入端,经控制元器件到构成回路回到电源的另一端,按元器件的顺序对每个回路进行分析。接线图中的回路标号(线号)是元器件间导线连接的标记,标号相同的导线原则上都可以接在一起。由于接线图多采用单线表示,因此对导线走向应加以辨别。此外,还要搞清端子排内外电路的连线,内外电路的相同标号导线要接在端子排的同号接点上。

总之,原理电路图是电气图的核心。对于一些小型设备,电路比较简单,看图相对容易;但对于一些大型设备,由于电路比较复杂,读图难度较大。不论怎样,都应按照由简到繁、由易到难、由粗到细的步骤分步读图。

2.电子电路的识图

电子电路图都是由各种元器件图形符号和文字符号组成的,如电阻、电容、电感、晶体管、集成电路等。要看懂一个电气设备的电子电路图,首先要了解图中使用了哪些电子元器件,这些元器件的结构、功能、特性是什么。电路图中用得最多的是晶体管和集成电路,因此要了解晶体管的输入、输出特性以及工作在放大区、截止区和饱和区的条件,集成电路芯片的引脚及功能等;还应了解一些敏感元器件(如热敏元器件、湿敏元器件、气敏元器件、光敏元器件)的功能、特性。掌握图中所有元器件的工作特性、工作条件可为识读电路图提供方便条件。图1-4所示为两级放大电路。

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图1-3 接线图

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图1-4 两级放大电路

采用“先易后难,先局部后整体,逐步深入”的识图原则。读图应先从较简单的局部电路分析开始,然后再进行整体电路分析。在读图过程中要注意综合知识的运用,逐步深入;对基本电路理解得越深,掌握得越牢,就会化难为易,读懂复杂的电路图。通过反复的训练和实践,取得一定经验,读图能力一定会逐步提高。电子电路的识图方法如下:

(1)图物对照看图

在看电子电路图之前,先阅读电气设备说明书,了解该设备的用途、安全注意事项,了解设备中的各开关、旋钮、指示灯、仪表的作用,然后结合实物在电路图中找到其相应的图形符号所在的位置,从而了解它们属于哪一部分电路,功能是什么,有哪些控制作用,这样可大致了解电路的整体情况,为进一步详细、深入看图做好准备。有的说明书会给出框图,通过阅读框图可大致了解整个电路有哪些部分组成,各部分之间的相互关系等,这样就可粗略地知道电路的构成、功能和用途。

(2)化整为零,逐级分析

电子电路不论有多么复杂,都可以分解成若干个单元电路。在模拟电路中,一般可分为输入电路、中间电路、输出电路、电源电路、附属电路等几部分。每一部分又可分解为几个基本的单元电路,而单元电路又是由各种元器件构成的。还可用画框图的方法对整机电路进行分解,将电路按功能分成若干单元电路,找出它们之间的联系,搞清每一单元电路内的元器件作用,及每一单元电路的功能,进而弄明白单元电路之间具有何种关系,从而对整个电路有完整的了解。

(3)从静态到动态

模拟电路中各种晶体管、集成电路是电路的核心,而它们在工作中需要建立静态工作点,才能实现对交流信号的放大作用。为了进一步理解电路的工作原理,在看图分析时可以采用直流等效电路法、交流等效电路法,对电路进行静态、动态分析。

直流等效电路法就是在输入信号为零时,各级放大电路在直流电源作用下的工作状态,实际上就是找出直流通路,确定各级电路在静态时的偏置电流和电压。交流等效电路法就是在输入信号不为零时,确定电路的交流信号通路及工作状态。

应当注意的是,在采用等效电路法分析时,要根据元器件性质给予特别处理。如电路中含有电容、电感这两种元件时,电容具有“隔直通交”的作用,电感具有“隔交通直”的作用。在进行直流等效电路分析时,直流信号不能通过电容,这时电容相当于断路,但直流信号可以通过电感,这时电感相当于短路(只起到导线的作用),这样使得电路可以简单化,便于对电路进行分析。而在用交流等效法分析时,要考虑输入信号频率的高低,信号频率不同,则信号通过电容、电感时,所呈现的容抗和感抗大小就会不同,即对交流信号的阻碍作用亦不同,电路的特性、功能亦会不同。当输入信号中包含多种频率成分时,有的元器件允许高频信号通过,而阻止低频信号通过;有的正好相反,这就要看电路中各元器件的具体参数。有些电路形式相似,但功能、特性完全不同,其重要原因是电路参数不同。因此,识图时不仅要看元器件在图中的位置,还要看它们的参数,参数不同其功能、作用也不同。

(4)综合分析,全面理解

最后要把每个单元电路按其功能、信号流程连接起来,进行综合分析。从电路图的输入端开始逐步与输出端贯穿起来,理清信号的传递过程及发生的变化,分析电路前级与后级的输出、输入关系,以便对整个电路的原理、功能有一个完整、全面、正确的认识。

3.机床电路的识图

机床电气原理图是用来表明机床的工作原理及各电气元件的作用、相互之间的关系的一种表示方式。掌握了阅读电路原理图的方法和技巧,对于分析电气线路,排除机床电路故障是十分有意义的。机床电路图一般由主电路、控制电路、保护电路、配电电路、照明电路等几部分组成。识图方法如下:

1)读主电路时,应首先了解主电路中有哪些用电设备、各起什么作用、受哪些电器控制、工作过程及工作特点是什么(如电动机的起动、制动、调速方式等),然后根据生产工艺的要求了解各用电设备之间的联系。在充分了解电路的控制要求及工作特点的基础上,再阅读控制电路图(如电动机起动、停止的顺序要求,联锁控制及动作顺序控制的要点等)。

2)控制电路一般由开关、按钮、接触器、继电器的线圈和各种辅助触头构成,无论简单或复杂的控制电路,一般均由各种典型电路(如延时电路、联锁电路、顺控电路等)组合而成,用以控制主电路中受控设备的“起动”、“运动”、“停止”,使主电路中的设备按设计工艺的要求正常工作。对于简单的控制电路,只要依据主电路要实现的功能,结合生产工艺要求及设备动作的先、后顺序仔细阅读,依次分析,就可以理解控制电路的内容。对于复杂的控制电路,要按各部分所完成的任务分割成若干个局部控制电路,然后与典型电路相对照,找出相同之处,本着先简后繁、先易后难的原则逐个理解每个局部环节,再找到各环节的相互关系,综合起来从整体上全面地进行分析,就可以将控制电路所表达的内容读懂。

3)保护电路的构成与控制电路基本相同,主要是根据电气原理图要达到的工艺要求,为避免设备出现故障时可能造成的损伤事故所设的各种保护功能。读图时,在图样上找到相应的保护措施及保护原理,然后找出与控制电路的联系加以理解,这样就能掌握电路的各种保护功能。最后读配电电路的信号指示、工作照明、信号检测等方面的电路。

当然,对于某些机械、电气、液压配合较紧密的机床设备只靠电气原理图是不可能全部理解其控制过程的,还应充分了解有关机械传动,液压传动及各种操纵手柄的作用,才可以搞清楚全部工作过程。此外,只有在阅读了一定量的机床电路图的基础上才能熟练、准确地分析电气原理图。