电工电路包含电力的传输、变换和分配电路,以及电气设备的供电和控制电路,这种电路将线路的连接分配及电路器件的连接和控制关系,用文字符号、图形符号、电路标记等表示出来。线路图及电路图是电气系统中的各种电气设备、装置及元器件的名称、关系和状态的工程语言,它是描述一个电气系统功能和基本构成的技术文件,是指导各种电工电路的安装、调试、维修必不可少的技术资料。
图2-1为一个典型的电工电路。
图2-1 典型的电工电路
学习识图,需要首先掌握一定的方式方法,学习和参照别人的一些经验,并在此基础上指导我们找到一些规律,这是快速掌握识图技能的一条“捷径”。下面我们介绍几种基本的快速识读电气电路图的方法和技巧。
1.结合文字符号、图形符号等识图
电工电路主要利用各种电气图形符号来表示其结构和工作原理。因此,结合电气图形符号进行识图,可快速对电路中包含的物理部件进行了解和确定。
例如,图2-2为某车间的供配电线路电气图。
图2-2 某车间的供配电线路电气图
提示说明
结合图形符号和文字标识可知,图2-2的识图过程为:
●电源进线为35~110 kV,经总降压变电所输出6~10kV高压。
●6~10 kV高压再由车间变电所降压为380/220V后为各用电设备供电。
●图中隔离开关QS1、QS2、QS3分别起到接通电路的作用。
●若电源进线中左侧电路故障,那么此时,可操作QS1,使其闭合后,可由右侧的电源进线为后级的电力变压器T1等线路供电,保证线路安全运行。
2. 结合电工、电子技术的基础知识识图
在电工领域中,如输变配电、照明、电子电路、仪器仪表和家电产品等,所有电路等方面的知识都是建立在电工、电子技术基础之上的,所以要想看懂电气图,必须具备一定的电工、电子技术方面的基础知识。
例如,图2-3为一种典型的照明灯触摸延时控制电路,该电路中触摸控制功能由NE555时基电路、电阻器R1\R2\R3、电容器C1\C2、稳压二极管VS、晶闸管VT、整流二极管VD1~VD4等电子元件构成的电路实现;电路中线路的通断、照明功能则由电工常见器件断路器QF、触摸开关A、照明灯EL实现。只有了解了上述各电子元件和电工器件的功能特点,才能根据线路关系理清电路中信号的处理过程和供电关系,从而完成电路的识读。
图2-3 典型的照明灯触摸延时控制电路
提示说明
在图2-3所示电路中,具备一定的电工、电子基本知识,了解组成部件的功能特点,结合电路关系即可对电路进行识读。
用手碰触触摸开关A,手的感应信号经电阻器R4加到时基集成电路IC的②脚和⑥脚,时基集成电路IC得到感应信号后,内部触发器翻转,其③脚输出高电平,单向晶闸管VS的控制极有高电平输入,触发VS导通,照明灯EL形成供电回路,照明灯点亮。
需要熄灭照明灯时,用手再次触碰触摸开关A,手的感应信号送到时基集成电路IC的②脚和⑥脚,时基集成电路IC内部触发器再次翻转,其③脚输出低电平,单向晶闸管VS的控制极降为低电平,VS截止,切断照明灯EL供电回路,照明灯熄灭。
3.总结和掌握各种电工电路,并在此基础上灵活扩展
电工电路是电气图中最基本也是最常见的电路,这种电路的特点是即可以单独应用,又可以应用于其他电路中作为关键点扩展后使用。许多电气图都是由很多基础电路组合而成的。
例如,电动机的启动、制动、正反转、过载保护电路等;供配电系统中电气主接线常用的单母线主接线等均为基础电路。在读图过程中,应抓准基础电路,注意总结并完全掌握这些基础电路的机理。
如图2-4所示,左图为一种简单的电动机启、停控制电路,右图为一种典型电动机点动、连续控制电路,可以看到,右图电路即在左图基础上添加了点动控制按钮。
图2-4 基础电路及扩展电路
4.结合电气或电子元件的结构和工作原理识图
各种电工电路图都是由各种电气元件或电子元器件和配线等组成的,只有了解了各种元器件的结构、工作原理、性能及相互之间的控制关系,才能帮助电工技术人员尽快读懂电路图。
例如,图2-5为典型电工电路中核心器件的结构、工作原理图,了解电路中按钮开关、继电器的内部结构和不同的工作状态后,识读电路十分简单。
图2-5 典型电工电路中核心器件的结构、工作原理图
5.对照学习识图
作为初学者,很难直接对一张没有任何文字解说的电路图进行识读,因此可以先参照一些技术资料或书刊、杂志等,找到一些与我们所要识读的电路图相近或相似的图纸,先利用这些带有详细解说的图纸,跟随解说一步步地分析和理解该电路图的含义和原理,再对照我们手头的图纸进行分析、比较,找到不同点和相同点,把相同点的地方弄清楚,再有针对性地突破不同点,或再参照其他与该不同点相似的图纸,最后把遗留问题一一解决,便完成了对该图的识读。
看电工电路,首先需要区分电路类型及用途或功能,在对其有一个整体认识后,通过熟悉各种电器元件的图形符号建立对应关系,然后结合电路特点寻找该电路中的工作条件、控制部件等,结合相应的电工、电子电路,电子元器件、电气元件功能和原理知识,理清信号流程,最终掌握电路控制机理或电路功能,完成识图过程。
简单来说,识读电工电路可分为7个步骤,即:区分电路类型→明确用途→建立对应关系,划分电路→寻找工作条件→寻找控制部件→确立控制关系→理清信号流程,最终掌握控制机理和电路功能。
1.区分电路的类型
电工电路的类型有很多,根据其所表达的内容、包含的信息及组成元素的不同,一般可分为电工接线图和电工原理图。不同类型电路的识读原则和重点也不相同,因此当遇到电路图时,首先要看它属于哪种电路。
图2-6为一张简单的电工接线图。从图2-6可以看到,该电路图中用文字符号和图形符号标识出了系统中所使用的基本物理部件,用连接线和连接端子标识出了物理部件之间的实际连接关系和接线位置,该类图为电工接线图。
电工接线图的特点即为:体现各组成物理部件的实际位置关系,并通过导线连接体现其安装和接线关系,可用于安装接线、线路检查、线路维修和故障处理等场合。
图2-6 简单的电工接线图
图2-7为简单的电工原理图。
图2-7 简单的电工原理图
2.明确用途
明确电路的用途是指导识图的总纲领,即先从整体上把握电路的用途,明确电路最终实现的结果,以此作为指导识读总体思路。例如,在图2-1中,根据电路中的元素信息可以看到该图为一种电动机的点动控制电路,抓住其中的“点动”、“控制”、“电动机”等关键信息,作为识图时的重要信息。
3.建立对应关系,划分电路
根据电路中的文字符号和图形符号标识,将这些简单的符号信息与实际物理部件建立起一一的对应关系,进一步明确电路所表达的含义,对读通电路关系十分重要。图2-8为前述简单的电工电路中符号与实物的对应关系。
提示说明
电源总开关:用字母“QS”标识,在电路中用于接通三相电源。
●熔断器:用字母“FU”标识,在电路中用于过载、短路保护。
●交流接触器:用字母“KM”标识,线圈得电则触点动作,接通电动机的三相电源,启动电动机工作。
●启动按钮(点动常开按钮):用字母“SB”标识,用于电动机的启动控制。
●三相交流电动机:简称电动机,用字母M标识,在电路中通过控制部件控制,接通电源后启动运转,为不同的机械设备提供动力。
图2-8 建立电工电路中符号与实物的对应关系
通常,当建立了对应关系、了解各符号所代表物理部件的含义后,还可根据物理部件自身的特点和功能对电路进行模块划分,如图2-9所示。特别是对于一些较复杂的电工电路,通过对电路进行模块划分,可十分明确地了解电路的结构。
图2-9 根据电路功能对电工电路进行模块划分
4.寻找工作条件
当建立好电路中各种符号与实物的对应关系后,接下来则可通过所了解器件的功能寻找电路中的工作条件,工作条件具备时,电路中的物理部件才可以进入工作状态,如图2-10所示。
图2-10 寻找电工电路中使物理部件工作的基本工作条件
5.寻找控制部件
控制部件通常称为操作部件,电工电路中就是通过操作该类可操作的部件来对电路进行控制的,它是电路中的关键部件,也是控制电路中是否将工作条件接入电路中,或控制电路中的被控部件执行所需要动作的核心部件。识图时准确找到控制部件是识读过程中的关键,如图2-11所示。
图2-11 寻找电工电路中的控制部件
6.确立控制关系
找到控制部件后,接下来根据线路连接情况确立控制部件与被控制部件之间的控制关系,并将该控制关系作为理清该电路信号流程的主线,如图2-12所示。
图2-12 确立电工电路中的控制关系
7.理清供电及控制信号流程
确立控制关系后,接着则可操作控制部件来实现其控制功能,并同时弄清每操作一个控制部件后,被控部件所执行的动作或结果,从而理清整个电路的信号流程,最终掌握其控制机理和电路功能,如图2-13所示。
图2-13 理清电工电路的控制信号流程