电工基础技能培训之电气识图.docx

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电工基础技能培训之电气识图

电气识图

本章要点

●电气图的分类

●详细介绍电气原理图的绘制。

●详细介绍电气原理图的识读。

本章难点

●电气图的绘制特点。

●电气原理图的识读。

电气控制系统是由电动机和若干电气元件按照一定要求连接组成，以便完成生产过程控制特定功能的系统。

为了表达生产机械电气控制系统的组成及工作原理，同时也便于设备的安装、调试和维修，而将系统中各电气元件及连接关系用一定的图样反映出来，在图样上用规定的图形符号表示各电气元件，并用文字符号说明各电气元件，这样的图样叫做电气图。

第一节电气图的常用符号

电气图，也称电气控制系统图。

图中必须根据国家标准，用统一的文字符号、图形符号及画法，以便于设计人员的绘图与现场技术人员、维修人员的识读。

在电气图中，代表电动机、各种电器元件的图形符号和文字符号应按照我国已颁布实施的有关国家标准绘制。

如

GB4728—85《电气图常用图形符号》

GB6988—86《电气制图》

GB7159—87《电气技术中的文字符号制订通则》

GB5094—85《电气技术中的项目代号》

GB5226—85《机床电气设备通用技术条件》

国家规定从1990年1月1日起，电气图中的文字符号和图形符号必须符合最新国家标准。

表2—1给出了部分常用电气图形符号和文字符号。

因为目前有些技术资料仍使用旧国标，所以表中给出了新、旧国标对照，以供参考。

若需更详细的资料，请查阅最新国家标准。

表2—1部分常用电气图形符号和文字符号的新旧对照表

一、图形符号

图形符号通常用于图样或其他文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。

图形符号含有符号要素、一般符号和限定符号。

常用图形符号见表2—1。

1．符号要素

它是一种具有确定意义的简单图形，必须同其他图形结合才构成一个设备或概念的完整符号。

如接触器常开主触电的符号就由接触器触点功能符号和常开触点符号组合而成。

2．一般符号

用以表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号。

如电动机可用一个圆圈表示。

3．限定符号

是一种加在其他符号上提供附加信息的符号。

运用图形符号绘制电气图时应注意：

①符号尺寸大小、线条粗细依国家标准可放大与缩小，但在同一张图样中，统一符号的尺寸应保持一致，各符号之间及符号本身比例应保持不变。

②标准中示出的符号方位，在不改变符号含义的前提下，可根据图面布置的需要旋转，或成镜像位置，但是文字和指示方向不得到置。

3大多数符号都可以附加上补充说明标记。

④对标准中没有规定的符号，可选取GB4728《电气图常用图形符号》中给定的符号要素、一般符号和限定符号，按其中规定的原则进行组合。

二、文字符号

文字符号用于电气技术领域中技术文件的编制，也可以标注在电气设备、装置和元器件上或近旁，以表示电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特性。

文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号，常用文字符号见表2—1。

1．基本文字符号

基本文字符号有单字母符号与双字母符号两种。

单字母符号按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为23大类，每一类用一个专用单字母符号表示，如“C”表示电容器类，“R”表示电阻器类等。

双字母符号由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，且以单字母符号在前，另一个字母在后的次序排列，如“F”表示保护器件类，则“FU”表示为熔断器，“FR”表示为热继电器。

2．辅助文字符号

辅助文字符号用来表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征。

如“L”表示限制，“RD”表示红色等。

辅助文字符号也可以放在表示种类的单字母符号之后组成双字母符号，如“YB”表示，“SP”表示压力传感器等。

辅助字母还可以单独使用，如“ON”表示接通，“M”表示中间线，“PE”表示保护接地等。

三、接线端子标记

1．三相交流电路引入线采用L1、L2、L3、N、PE标记，直流系统的电源正、负线分别用L+、L―标记。

2．分级三相交流电源主电路采用三相文字代号U、V、W的前面加上阿拉伯数字1、2、3等来标记。

如1U、1V、1W、2U、2V、2W等。

3．各电动机分支电路各接点标记采用三相文字代号后面加数字来表示，数字中的个位数表示电动机代号，十位数字表示该支路各结点的代号，从上到下按数值大小顺序标记。

如U11表示M1电动机的第一相的第一个节点代号，U21表示M1电动机的第一相的第二个节点代号，以此类推。

4．三相电动机定子绕组首端分别用U1、V1、W1标记，绕组尾端分别用U2、V2、W2标记，电动机绕组中间抽头分别用U3、V3、W3标记。

5．控制电路采用阿拉伯数字编号。

标注方法按“等电位”原则进行，在垂直绘制的电路中，标号顺序一般按自上而下、从左至右的规律编号。

凡是被线圈、触点等元件所间隔的接线端点，都应标以不同的线号。

第二节电气图的绘制

常用的电气图包括：

电气原理图、电器元件布置图、电气安装接线图。

各种图纸的图纸尺寸一般选用297×210、297×420、297×630、297×840mm、四种幅面，特殊需要可按GB126—74《机械制图》国家标准选用其他尺寸。

一、电气原理图

用图形符号、文字符号、项目代号等表示电路各个电气元件之间的关系和工作原理的图称为电气原理图。

电气原理图结构简单、层次分明，适用于研究和分析电路工作原理、并可为寻找故障提供帮助，同时也是编制电气安装接线图的依据，因此在设计部门和生产现场得到广泛应用。

电气原理图是把一个电气元件的各部件以分开的形式进行绘制，现场也有将同一电器上各个零部件均集中在一起，按照其实际位置画出的电路结构图，如图2.1就是三相异步电动机的全压起动控制线路的电路结构图，其中用了刀开关QS、交流接触器KM、按钮SB、热继电器FR、熔断器FU等几种电器。

图2.1全压起动控制线路结构图

结构图的画法比较容易识别电器，便于安装和检修。

但是，当线路比较复杂和使用的电器比较多时，线路便不容易看清楚。

因为同一电器的各个部件在机械上虽然联在一起，但是电路上并不一定相互关联。

而如图2.2所示的三相异步电动机的全压起动控制线路电气原理图中，根据工作原理把主电路和控制电路清楚地分开画出，虽然同一电器的各部件（譬如接触器的线圈和触点）是分散画在各处的，但它们的动作是相互关联的，为了说明它们在电气上的联系，也为了便于识别，同一电器的各个部件均用相同的文字符号来标注。

例如，接触器KM1的触点、吸引线圈，都用KM1来标注；接触器KM2的触点和线圈，都用KM2来标注。

图2.2全压起动控制电气原理图

1．电气原理图的绘制原则如下：

（1）电气原理图中的电器元件是按未通电和没有受外力作用时的状态绘制。

在不同的工作阶段，各个电器的动作不同，触点时闭时开。

而在电气原理图中只能表示出一种情况。

因此，规定所有电器的触点均表示在原始情况下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。

对接触器来说，是线圈未通电，触点未动作时的位置；对按钮来说，是手指未按下按钮时触点的位置；对热继电器来说，是常闭触点在未发生过载动作时的位置等等。

（2）触点的绘制位置。

使触点动作的外力方向必须是：

当图形垂直放置时为从左到右，即垂线左侧的触点为常开触点，垂线右侧的触点为常闭触点；当图形水平放置时为从下到上，即水平线下

方的触点为常开触点，水平线上方的触点为常闭触点。

（3）主电路、控制电路和辅助电路应分开绘制。

主电路是设备的驱动电路，是从电源到电动机大电流通过的路径；控制电路是由接触器和继电器线圈、各种电器的触点组成的逻辑电路，实现所要求的控制功能；辅助电路包括信号、照明、保护电路。

（4）动力电路的电源电路绘成水平线，受电的动力装置（电动机）及其保护电器支路应垂直与电源电路。

（5）主电路用垂直线绘制在图的左侧，控制电路用垂直线绘制在图的右侧，控制电路中的耗能元件画在电路的最下端。

（6）图中自左而右或自上而下表示操作顺序，并尽可能减少线条和避免线条交叉。

（7）图中有直接电联系的交叉导线的连接点（即导线交叉处）要用黑圆点表示。

无直接电联系的交叉导线，交叉处不能画黑圆点。

（8）在原理图的上方将图分成若干图区，并标明该区电路的用途与作用；在继电器、接触器线圈下方列有触点表，以说明线圈和触点的从属关系。

例如，图2.3就是根据上述原则绘制出的某机床电气原理图。

图2.3某机床电气原理图

2．电气原理图图面区域的划分

图面分区时，竖边从上到下用英文字母，横边从左到右用阿拉伯数字分别编号。

分区代号用该区域的字母和数字表示，如A3、C6等。

图面上方的图区横向编

号是为了便于检索电气线路，方便阅读分析而设置的。

图区横向编号的下方对应文字（有时对应文字也可排列在电气原理图的底部）表明了该区元件或电路的功能，以利于理解全电路的工作原理。

3．电气原理图符号位置的索引

在较复杂的电气原理图中，对继电器、接触器线圈的文字符号下方要标注其触

点位置的索引；而在其触点的文字符号下方要标注其线圈位置的索引。

符号位置的索引，用图号、页次和图区编号的组合索引法，索引代号的组成如下：

当与某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图样上，而每个图号仅有一页图样时，索引代号可以省去页次；当与某一元件相关的各符号元素出现在同一图号的图样上，而该图号有几张图样时，索引代号可省去图号。

依次类推。

，当与某一元件相关的各符号元素出现在只有一张图样的不同图区时，索引代号只用图区号表示。

如图2.3的图区9中，继电器KA触点下面的8即为最简单的索引代号，它指出继电器KA的线圈位置在图区8。

图区5中，接触器KM主触点下面的7，即表示继电器KM的线圈位置在图区7。

在电气原理图中，接触器和继电器的线圈与触点的从属关系，应当用附图表示。

即在原理图中相应线圈的下方，给出触点的图形符号，并在其下面注明相应触点的索引代号，未使用的触点用“X”表明。

有时也可采用省去触点图形符号的表示法，如图2.3图区8中KM线圈和图区9中KA线圈的下方的是接触器KM和继电器KA相应触点的位置索引。

在接触器KM触点的位置索引中，左栏为主触点所在的图区号（有两个主触点在图区4，另一个主触点在图区5），中栏为辅助常开触点所在的图区号（一个触点在图区6，另一个没有使用），右栏为辅助常闭触点所在的图区号（两个触点都没有使用）。

在继电器KA触点的位置索引中，左栏为常开触点所在的图区号（一个触点在图区9，另一个触点在图区13），右栏为常闭触点所在的图区号（四个都没有使用）。

二、电器元件布置图

电器元件布置图主要是表明电气设备上所有电器元件的的实际位置，为电气设备的安装及维修提供必要的资料。

电器元件布置图可根据电气设备的复杂程度集中绘制或分别绘制。

图中不需标注尺寸，但是各电器代号应与有关图纸和电器清单上所有的元器件代号相同，在图中往往留有10%以上的备用面积及导线管（槽）的位置，以供改进设计时用。

电器元件布置图的绘制原则：

（1）绘制电器元件布置图时，机床的轮廓线用细实线或点划线表示，电器元件均用粗实线绘制出简单的外形轮廓。

（2）绘制电器元件布置图时，电动机要和被拖动的机械装置画在一起；行程开关应画在获取信息的地方；操作手柄应画在便于操作的地方。

（3）绘制电器元件布置图时，各电器元件之间，上、下、左、右应保持一定的间距，并且应考虑器件的发热和散热因素，应便于布线、接线和检修。

图2.4为某车床电器元件布置图，图中FU1~FU4为熔断器、KM为接触器、FR为热继电器、TC为照明变压器、XT为接线端子板。

图2.4某机床电气元件布置图　　　　　　

2.2.3电气安装接线图

电气安装接线图主要用于电气设备的安装配线、线路检查、线路维修和故障处理。

在图中要表示出各电气设备、电器元件之间的实际接线情况，并标注出外部接线所需的数据。

在电气安装接线图中各电器元件的文字符号、元件连接顺序、线路号码编制都必须与电气原理图一致。

电气安装接线图的绘制原则：

（1）绘制电气安装接线图时，各电器元件均按其在安装底板中的实际位置绘出。

元件所占图面按实际尺寸以统一比例会址。

（2）绘制电气安装接线图时，一个元件的所有部件绘在一起，并用点划线框起来，有时将多个电器元件用点划线框起来，表示它们是安装在同一安装底板上的。

（3）绘制电气安装接线图时，安装底板内外的电器元件之间的连线通过接线端子板进行连接，安装底板上有几条接至外电路的引线，端子板上就应绘出几个线的接点。

（4）绘制电气安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。

例如，图2.5就是根据上述原则绘制出的某机床电气安装接线图。

图2.5某机床电气安装接线图

第三节电气原理图的识读

电气原理图是表示电气控制线路工作原理的图形，所以熟练识读电气原理图，是掌握设备正常工作状态、迅速处理电气故障的必不可少的环节。

生产机械的实际电路往往比较复杂，有些还和机械、液压（气压）等动作相配合来实施控制。

因此在识读电气原理图之前，首先要了解生产工艺过程对电气控制的基本要求，例如需要了解控制对象的电动机数量、各台电动机是否有起动、反转、调速、制动等控制要求，需要哪些连锁保护、各台电动机的起动、停止顺序的要求等等具体内容，并且要注意机、电、液（气）的联合控制。

一、读图要点

在阅读电气原理图时，大致可以归纳为以下几点：

1．必须熟悉图中各器件符号和作用。

2．阅读主电路。

应该了解主电路有哪些用电设备（如电动机、电炉等），以及

这些设备的用途和工作特点。

并根据工艺过程，了解各用电设备之间的相互联系，采用的保护方式等。

在完全了解主电路的这些工作特点后，就可以根据这些特点再去阅读控制控制电路。

3．阅读控制电路。

控制电路有各种电器组成，主要用来控制主电路工作的。

在阅读控制电路时，一般先根据主电路接触器主触点的文字符号，到控制电路中去找与之相应的吸引线圈，进一步弄清楚电机的控制方式。

这样可将整个电气原理图划分为若干部分，每一部分控制一台电动机。

另外控制电路以办事依照生产工艺要求，按动作的先后顺序，自上而下、从左到右、并联排列。

因此读图时也应当自上而下、从左到右，一个环节、一个环节地进行分析。

4．对于机、电、液配合得比较紧密的生产机械，必须进一步了解有关机械传动和液压传动的情况，有时还要借助于工作循环图和动作顺序表，配合电器动作来分析电路中的各种联锁关系，以便掌握其全部控制过程。

5．阅读照明、信号指示、监测、保护等各辅助电路环节。

对于比较复杂的控制电路，可按照先简后繁，先易后难的原则，逐步解决。

因为无论怎样复杂的控制线路，总是由许多简单的基本环节所组成。

阅读时可将他们分解开来，先逐个分析各个基本环节，然后再综合起来全面加以解决。

概括地说，阅读的方法可以归纳为：

从机到电、先“主”后“控”、化整为零、连成系统。

二、读图练习

例1．如图2.6所示为C620—1型普通车床的电气原理图，试分析该线路的组成和各部分的功能。

图2.6C620-1型普通车床电气原理图

1．电气原理图分析：

C620—1型车床是常用的普通车床之一，M1为主轴电动机，拖动主轴旋转，并通过进给机构实现车床的进给运动。

M2为冷却泵电动机，拖动冷却泵为车削工件时输送冷却液。

将电路分作主电路、控制电路、照明电路三大部分来分析：

（1）主电路。

电源由转换开关SA1引入。

M1为小于10KW的小容量电动机，所以采用直接起动。

由于M1的正反转由摩擦离合器改变传动链来实现，操作人员只需扳动正反转手柄，即可完成主轴电动机的正反转，因此，在电路中仅仅是通过接触器KM的主触点来实现单方向旋转的起动、停止控制。

M2冷却泵电动机容量更小，大约只有0.125KW因此可由转换开关SA2直接操纵，实现单方向旋转的控制，这样既经济，操纵又方便。

但是M2的电源由接触器KM的主触点控制，所以必须在主轴电动机起动后方可开动，具有顺序联锁关系。

（2）控制电路。

由起动按钮SB1、停止按钮SB2、热继电器FR1、FR2的常闭触点和接触器KM的吸引线圈组成，完成电动机的单向起停控制。

工作过程如下：

闭合电源开关SA1，按下起动按钮SB1，接触器KM的吸引线圈通电，KM主触点和自锁触点闭合，M1主轴电动机起动并运行。

如需车床停止工作，只要按下停止按钮SB2即可。

（3）照明和保护环节

①照明环节：

由变压器副绕组供给36V安全电压经照明开关SA3控制照明灯EL。

照明灯的

一端接地，以防止变压器原、副绕组间发生短路时可能造成的触电事故。

②保护环节：

过载保护：

由热继电器FR1、FR2实现M1和M2两台电动机的长期过载保护。

短路保护：

由FU1、FU2、FU3实现对冷却泵电动机、控制电路及照明电路的短路保护。

由于进入车床电气控制线路之前，配电开关内已装有熔断器做短路保护，所以，主轴电动机未另加熔断器作短路保护。

欠压与零压保护：

当外加电源过低或突然失压，由接触器KM实现欠压与零压保护。

2．常见故障分析：

（1）主轴电动机不能起动。

首先应该重点检查电源是否引入，若配电开关内熔丝完好，则检查FU2是否完好；FR1、FR2常闭触点是否复位。

这类故障检查与排除较为简单，但更为重要的是应查明引起短路或过载的原因并将其排除。

此外，还可检查接触器KM吸引线圈接线端是否松动；三对主触点是否良好；再者，检查按钮SB1、SB2接点接触是否良好；各连接导线有无虚接或断线。

（2）主轴电动机缺相运行。

发生缺相运行时，按下起动按钮SB1，电动机会发出嗡嗡声，不能起动。

此时应检查配电开关内是否有一相熔丝熔断；接触器KM是否有一对主触点接触不良；电动机接线是否有一处断线。

发生这种故障时，应当尽快切断电源，排除故障后再重新起动电动机。

（3）主轴电动机能起动，但不能自锁。

这是由于接触器KM自锁触点闭合不上，或自锁触点未接入的缘故。

（4）按下停止按钮SB2主轴机M1不停止。

检查接触器KM主触点是否熔焊、被杂物卡住或有剩磁不能复位；停止按钮常闭触点被卡住，不能分断。

（5）局部照明灯EL不亮。

检查变压器副绕组侧有无36V电压；开关SA3是否良好。

例2．如图2.7所示为电动葫芦的电气控制线路，试分析该线路的组成和各部分的功能。

图2.7电动葫芦电气原理图

1．电气原理图分析：

电动葫芦是一种起重量小、结构简单的起重机，它广泛应用于工矿企业中，尤其在修理和安装工作中，用来吊运重型设备。

将电路分作主电路、控制电路、保护环节三大部分来分析：

（1）主电路。

电源由转换开关SA1引入。

升降电动机M1由上升、下降接触器KM1、KM2的主触点控制，移行电动机M2由向前、向后接触器KM3、KM4的主触点来控制。

两台电动机均需实现双向运行控制。

升降电动机M1转轴上装有电磁抱闸YB。

它在断电停车时，能抱住M1的转轴，使重物不能自行坠落。

（2）控制电路。

由4个复合按钮SB1、SB2、SB3、SB4和4个接触器KM1、KM2、KM3、KM4的吸引线圈以及接触器的常闭互锁触点组成，完成两台电动机的双向起停控制。

工作过程如下：

闭合电源开关SA1，按下上升起动按钮SB1，接触器KM1的吸引线圈通电，KM1主触点闭合，M1主轴电动机起动，重物上升。

在上升过程中，SB1的常闭触点和KM1的互锁常闭触点始终断开，断开了下降控制回路，此时，下降按钮SB2无效。

如需停止上升，只要松开按钮SB1即可，同时下降控制电路恢复原状。

按下下降起动按钮SB2，接触器KM2的吸引线圈通电，KM2主触点闭合，M1主轴电动机起动，重物下降。

在下降过程中，SB2的常闭触点和KM2的互锁常闭触点始终断开，断开了上升控制回路，此时，上升按钮SB1无效。

如需停止下降，只要松开按钮SB2即可，同时上升控制电路恢复原状。

前后移动控制与此相似，由SB3、SB4控制向前、向后接触器KM3、KM4，使移行电动机M2正反向运行，带动重物前后移动。

由此可见，电动机M1、M2均采用点动控制及接触器常闭触点和复合按钮的双重互锁的正反转控制方式。

这种点动控制方式，保证了操作人员离开工作现场时，所有电动机均自行断电。

（3）保护环节

为了防止吊钩上升到过高位置撞坏电动葫芦，电路中设置了提升机构的行程开关SQ，用以实现提升位置的极限保护。

2．常见故障分析：

（1）升降电动机不能起吊重物。

首先应该重点检查电源是否正常，是否有电压过低或电动机有故障。

此外，检查按钮SB1、SB2接点接触是否良好；各连接导线有无虚接或断线。

（2）电动机缺相运行。

电源接通后，接触器虽闭合，但电动机发出嗡嗡声。

应当检查接触器KM三对主触点中是否有一对主触点接触不良；电动机接线是否有一处断线。

发生这种故障时，应当尽快切断电源，排除故障后再重新起动电动机。

（3）制动电磁铁线圈发热。

检查电磁铁线圈匝间是否发生短路。

本章小结

本章讲述了电气图的统一符号以及电气图的分类，着重介绍了电气原理图的绘制原则和识读要点。

电气原理图的主要部分是主电路和控制电路，主电路是从电源到电动机的电路，控制电路是控制主电路工作的电路。

图中所有电器的触点都是在线圈未通电或触点未受到机械外力作用时的状态。

同一电器的各个部件在图中均用同一文字符号标注。

识读电气原理图时首先要弄清电气控制的基本要求和运行条件。

在此基础上先读主电路，了解主电路中有哪些被控制的电动机和电器，主电路一般以接触器的主触点为中心，搞清楚各电器的作用和工作情况。

然后识读控制电路，控制电路以接触器的线圈为中心，包括和它相串联电器或电器中的部分元件。

识读时，应将控制电路从上到下、从左到右弄清每个环节，然后再分析各环节之间的联系。

学习和掌握这些环节，对后面内容的学习是非常有帮助的。

习题

1．电气图中为什么要规定统一的文字符号和图形符号？

2．电气图分作哪几类？

各有什么用途？

3．电气原理图中文字符号QS、FU、KM、KA、KT、FR、SB、SQ分别代表

什么含义？

3．阅读电气原理图中的控制电路部分时，应当注意什么问题？

4．简述电气原理图分析的一般步骤。

5．电气原理图的阅读方法归纳起来有16个字，是哪16个字？

如何理解其含

义？

实训

一、实训目的

1．熟悉电气图的常用符号。

2．了解电气原理图的组成。

3．了解电气图中三个图之间的关系及绘图原则。

二、实训要求

1．熟记电气图常用的图形符号与文字符号。

2．能对电气原理图进行图面分区和接点标记。

3．能根据给定的电气原理图绘制电器元件布置图。

三、实训内容

1．电气图的图形符号与文字符号

（1）画出两种时间继电器的线圈与两种触点的图形符号

线圈

瞬时触点

延时触点

文字符号

通电延时

时间继电器

断电延时

时间继电器

（2）画出热继电器热元件与触点的图形符号

热元件

常闭触点

文字符号

热继电器

（3）画出交流接触器线圈与触点的图形符号

线圈

主触点

辅助触点

文字符号

接触器

2．如图2.8为某机床的电气原理图，要求：

（1）试对该图进行图面分区和接线标记。

（2）绘制出电气元件位置图。

（3）列出元器件清单。

图2.8某机床的电气原理图