电路原理图是电路结构的基本构造图,它详细描绘了电路的大致工作原理、元件和信号的走向,可以说是简化了的电路连线结构图。
在电气系统图中,电路原理图应用最多,通常把电路原理图简称为电路图。为便于阅读与分析控制线路,根据简单、清晰的原则,电路原理图采用电气元件展开的形式绘制而成。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点,但并不按照电气元件的实际位置来画,也不反映电气元件的形状、大小和安装方式。
由于电路原理图具有结构简单、层次分明,适合研究、分析电路的工作原理等优点,所以无论在设计部门还是在生产现场,都得到了广泛应用。
电路原理图一般应包括以下主要内容:
(1) 表示电路中元件或功能件的图形符号;
(2) 元件或功能件之间的连接线,单线或多线、连续线或中断线;
(3) 项目代号,如高层代号、种类代号和必要的位置代号、端子代号;
(4) 用于信号的电平约定;
(5) 了解功能件必需的补充信息。
电路原理图是采用图形符号和文字符号并按照工作顺序排列构成的一种简图。
电路原理图可单独绘制,也可与接线图、功能图(表)等组合绘制。
(1) 设备和元件的表示方法。在电路原理图中,设备和元件采用符号表示,也可采用简化外形表示,并应以适当形式标注其代号、名称、型号、规格、数量等。
(2) 设备和元件的工作状态。设备和元件的可动部分通常应表示在非激励或不工作的状态或位置。
(3) 符号的布置。对于驱动部分和被驱动部分之间采用机械连接的设备和元件(如继电器的线圈和触点),以及同一设备的多个元件(如转换开关的各对触点),在图上可采用集中布置、半集中布置和分开布置。
中转站——绘制电路原理图的原则
(1) 电路原理图中的符号和电路应按功能关系布局。电路垂直布置时,类似项目宜横向对齐;水平布置时,类似项目宜纵向对齐。功能上相关的项目应靠近绘制,同等重要的并联通路应依主电路对称布置。
(2) 信号流的主要方向应由左至右或由上至下。在不能明确表示某个信号流动方向时,可在连接线上加箭头表示。
(3) 电路原理图中回路的连接点可用小圆点表示,也可不用小圆点表示。但在同一张图样中宜采用一种表示形式。
(4) 图中由多个元器件组成的功能单元或功能组件,必要时可用点画线框出。
(5) 图中不属于该图公用高层代号范围内的设备,可用点画线或双点画线框出,并加以说明。
(6) 图中设备的未使用部分,可绘出或注明。
电路原理图的基本形式有集中式和展开式两种。
1) 集中式电路原理图
集中式电路原理图中各元器件等均以整体形式集中画出,以说明元件的结构原理和工作原理,能使读图者对整个电路装置的构成有一个整体的概念,并可清楚地了解各设备间的电气联系和动作原理。但是,由于仪表和继电器等都是以整体形式的设备图形符号表示的,不画出其内部的电路原理图,只画出触点的连接,因此对接线的某些细节表示不全面,没有元件的内部接线。端子排号码和回路编号、导线的表示不全面,并且只标出了直流电源的极性等。
识读时,需清楚了解图中继电器相关线圈触点属于什么回路、在什么情况下动作、动作后各相关部分触点发生什么样的变化。识读集中式展开式电路原理图的原则是:先看一次电路,再看二次电路;先交流,后直流;由上而下,由左至右,逐步顺序渐进。看各个回路,并对各回路设备元件的状况及对主要电路的控制,进行全面分析,从而了解整个电气系统的工作原理。
如图1-19所示,断路器、继电器等设备采用集中布置。当10kV电路因故障而电流增加到一定值时,连接于电流互感器TA的过电流继电器KA动作,其动合触点闭合,时间继电器KT接通电源;经过一定延时后,其触点闭合,从而使信号继电器KS、中间继电器KM接通;KS动作后将发出掉牌及其他信号(未表示);KM动作后,其触点闭合,断路器跳闸线圈接通电源,断路器QF跳闸,切除故障。
2) 展开式电路原理图
展开式电路原理图在表明各元件继电器动作原理动作顺序方面,比集中式电路原理图具有直观性好的优点。展开式电路原理图按元件的线圈触点划分为各自独立的交流电流、交流电压、直流信号等回路,凡属于同一元件或继电器的电流、电压线圈及触点均采用相同的文字符号表示;同类设备较多时,采用数字序号。在展开式电路原理图中,对于每个独立回路,交流按相序、直流按继电器动作顺序依次排列。展开图的右侧用文字说明回路的用途,识读时,可对照每一回路右侧的文字说明,先交流后直流,由上而下、由左至右,逐行识读。
如图1-20所示为与图1-19对应的分开式电路原理图,该图将集中式电路原理图中各设备采用展开的方式布置,并标注了回路符号。
图1-19 集中式电路原理图举例
图1-20 展开式电路原理图
指点迷津
集中式电路原理图和展开式电路原理图是同一接线的两种表达方式,二者互相补充,互相对照来识读更易理解。
如前所述,电路原理图是用图形符号并按工作顺序排列,详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系,而不考虑其实际位置的简图。下面以如图1-21所示的两设备互相联锁电路为例,介绍电路原理图的特点。
图1-21 两设备互相联锁电路原理图
这个电路原理图主要用于说明电动机M1和M2供电、控制及互相联锁的电路构成和工作原理。这个图具有以下一些特点。
(1) 按供电电源和功能划分为主电路和辅助电路两部分。主电路按能量流(即电流)流向绘制,表示了电能经熔断器F1和F2、接触器KM1和KM2至电动机M1和M2的供电关系;辅助电路按动作顺序即功能关系绘制。
(2) 主电路采用垂直布置,辅助电路采用水平布置。这种布局方法主要是为了阐述装置的工作原理,而与元器件的实际位置无关。各元器件均用图形符号表示,与它们的外形结构无关。因而这种图是一种简图。
(3) 图中详细表示了各元件及有关的技术参数(图中附表给出),还表示了各元件的连接关系,但是它不能代替接线图。