看电气控制图的方法和步骤1

电气控制电路的主电路和控制电路为其主要部分。主电路一般为执行元件及其附加元件所在的电路。控制电路为控制元件和信号元件所组成的电路，主要用来控制主电路工作。
看电路图的一般方法是先看主电路，再看辅助电路，并用辅助电路的各分支路去研究主电路的控制程序。
阅读和分析电气控制电路图的方法主要有两种:查线看图法(直接看图法或跟踪追击法)和逻辑代数法(间接读图法)。这里重点介绍查线看图法，通过对某个具体电气控制电路的剖析，学习阅读和分析电气控制电路的方法。
电路图的查线看图法
看主电路的步骤
(1) 看清主电路中的用电设备
用电设备指消耗电能的用电器具或电气设备，如电动机、电弧炉等。看图首先要看清楚有几个用电设备，它们的类别、用途、接线方式及一些不同要求等。
图2.1.5中的用电设备就是两台电动机M₁、M₂，以电动机为例，应了解下列内容。
①类别:有交流电动机(异步电动机、同步电动机)、直流电动机等。一般生产机械中所用的电动机以交流笼型异步电动机为主。
②用途:有的电动机是带动油泵或水泵的，有的是带动塔轮再传到机械上，如传动脱谷机、碾米机、铡草机等。
③接线:有的电动机是Y(星) 形接线或YY (双星)形接线，有的电动机是 (△三角)形接线，有的电动机是 Y-△ (星-三角)形即Y形启动、△形运行接线。
④运行要求:有的电动机要求始终一个速度，有的电动机则要求具有两种速度(低速和高速)，还有的电动机是多速运转的，也有的电动机有几种顺向转速和一种反向转速，顺向做功，反向走空车等。
对启动方式、正反转、调速及制动的要求，各台电动机之间是否相互有制约的关系 (还可通过控制电路来分析)。
图2.1.5中有两台电动机M₁和M₂。M₁是油泵电动机，通过它带动高压油泵，再经液压传动使主轴做功;M₂是工作台快速电动机。两台电动机接线方法均为Y形。
(2)要弄清楚用电设备是用什么电气元件控制的
控制电气设备的方法很多，有的直接用开关控制，有的用各种启动器控制，有的用接触器或继电器控制。图2.1.5中的电动机是用接触器控制的。当接触器KM₁得电吸合时，M₁启动;当KM₂得电吸合时，M₂启动。
(3)了解主电路中所用的控制电器及保护电器
前者是指除常规接触器以外的其他电气元件，如电源开关(转换开关及断路器)、万能转换开关等。后者是指短路保护器件及过载保护器件，如断路器中电磁脱扣器及热过载脱扣器的规格;熔断器、热继电器及过电流继电器等元件的用途及规格。一般来说，对主电路作如上内容的分析以后，即可分析辅助电路。
如图2.1.5中，两条主电路中接有电源开关QS、热继电器FR和熔断器FU₁，分别对电动机M₁起过载保护和短路保护作用。FU₂对电动机M₂和控制电路起短路保护作用。
(4)看电源
要了解电源电压等级，是380V还是220V，是从母线汇流排供电还是配电屏供电，还是从发电机组接出来的。
一般生产机械所用电源通常均是三相、380V、50Hz 的交流电源，对需采用直流电源的设备，往往都是采用直流发电机供电或采用整流装置供电。随着电子技术的发展，特别是大功率整流管及晶闸管的出现，一般情况下都由整流装置来获得直流电。
图2.1.5中，电动机M₁、M₂的电源均为三相380V。主电路的构成情况是:三相电源L₁、L₂、L₃;电源开关QS→熔断器FU₁→接触器KM₁→热继电器FR→笼型异步电动机M₁。另一条支路，熔断器FU₂接在熔断器FU₁端头U₂₁、V₂₁、W₂₁上→接触器KM₂→笼型异步电动机M₂。
看辅助电路的步骤
由于存在着各种不同类型的生产机械设备，它们对电力拖动也提出了各不相同的要求，表现在电路图上有各种不相同的辅助电路。因此要说明如何分析辅助电路，就只能介绍方法和步骤。辅助电路包含控制电路、信号电路和照明电路。
分析控制电路时可根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的控制环节，用第3章中将要介绍的基本控制电路的知识，将控制电路“化整为零”，按功能不同划分成若干个局部控制电路来进行分析。如果控制电路较复杂，则可先排除照明、显示等与控制关系不密切的电路，以便集中精力分析控制电路。控制电路一定要分析透彻。分析控制电路的最基本的方法是“查线看图”法。
(1)看电源
首先看清电源的种类，是交流的还是直流的。其次，要看清辅助电路的电源是从什么地方接来的，及其电压等级。一般是从主电路的两条相线上接来，其电压为单相380V;也有从主电路的一条相线和零线上接来，电压为单相220V;此外，也可以从专用隔离电源变压器接来，电压有127V、110V、36V、6.3V等。变压器的一端应接地，各二次绕组的一端也应接在一起并接地。辅助电路为直流时，直流电源可从整流器、发电机组或放大器上接来，其电压一般为24V、12V、6V、4.5V、3V等。辅助电路中的一切电气元件的线圈额定电压必须与辅助电路电源电压一致，否则，电压低时电气元件不动作;电压高时，则会把电气元件线圈烧坏。图2.1.5中，辅助电路的电源是从主电路的两条相线上接来，电压为单相380V。
(2)了解控制电路中所采用的各种继电器、接触器的用途如采用了一些特殊结构的继电器，还应了解它们的动作原理。只有这样，才能理解它们在电路中如何动作和具有何种用途。
(3)根据控制电路来研究主电路的动作情况
分析了上面这些内容再结合主电路中的要求，就可以分析控制电路的动作过程。
控制电路总是按动作顺序画在两条水平线或两条垂直线之间的。因此，也就可从左到右或从上到下来进行分析。对复杂的辅助电路，在电路中整个辅助电路构成一条大支路,这条大支路又分成几条独立的小支路，每条小支路控制一个用电器或一个动作。当某条小支路形成闭合回路有电流流过时，在支路中的电气元件(接触器或继电器)则动作，把用电设备接入或切除电源。在控制电路中一般是靠按钮或转换开关把电路接通的。对于控制电路的分析必须随时结合主电路的动作要求来进行，只有全面了解主电路对控制电路的要求以后，才能真正掌握控制电路的动作原理，不可孤立地看待各部分的动作原理，而应注意各个动作之间是否有互相制约的关系，如电动机正、反转之间应设有连锁等。在图2.1.5中，控制电路有两条支路，即接触器 KM₁和KM₂支路，其动作过程如下。
①合上电源开关QS，主电路和辅助电路均有电压，辅助电路由线段U₂₂、V₂₂和W₂₂、V₂₂引出。
②当按下启动按钮 SB₂时，即形成一条支路，电流经线段U₂₂一停止按SB₁一启按钮SB₂一接触器KM₁线圈一热继电器FR一线段V₂₂形成回路，使接触器KM₁得电吸合。KM₁得电吸合，其在主电路中的主触点闭合，使电动机M₁得电，开始运转。同理，按下启动按钮SB₃，电动机M₂开始运转。
在启动按钮SB₂两端并接了一个接触器KM₁的辅助动合触点KM₁(1-3)。其作用是在松开启动按钮SB₂时，SB₂触点断开，由于此时KM₁已启动，其辅助动合触点KM₁(1-3)已闭合，电流经辅助触点KM₁(1-3)流过，电路不会因启动按钮SB₂的松开而失电，辅助触点KM₁(1-3)起到自保持作用。对于接触器KM₂，由于工作的要求，不需自保持，当SB₃松开，电动机M₂即停转。
停车只要按下停止按钮SB₁。SB₁串联在KM₁和KM₂电路中，按下停止按SB₁时，电路开路，接触器KM₁、KM₂失电释放，使主电路中的接触器主触点KM₁、KM₂断开，使电动机失电。当再启动时，必须重新按下启动按钮SB₂、SB₃。
综上所述，电动机的启动由接触器或继电器控制，而接触器或继电器的吸合或释放则由开关或按钮控制。这种开关或按钮→接触器或继电器→电动机的控制形式，就是机械自动化的基本形式。
(4)研究电气元件之间的相互关系
电路中的一切电气元件都不是孤立存在的，而是相互联系、相互制约的。这种互相控制的关系有时表现在一条支路中，有时表现在几条支路中。图2.1.5的电路比较简单，没有相互控制的电气元件，看图时可省略这一步。
(5)研究其他电气设备和电气元件
如整流设备、照明灯等。对于这些电气设备和电气元件，只要知道它们的线路走向、电路的来龙去脉就行了。图2.1.5中EL是局部照明灯，TC是提供36V安全电压的380/36V照明变压器。照明灯开关S闭合时，照明灯EL就亮。
上面所介绍的看图方法和步骤，只是一般的通用方法，需通过具体线路的分析逐步掌握，不断总结，才能提高看图能力。
3.查线看图法的要点
综上所述，电路图的查线看图法的要点如下。
分析主电路。从主电路入手，根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析各电动机和执行电器的控制内容，包括第3章中将要介绍的电动机启动、转向控制、调速、制动等基本控制电路。
分析控制电路。根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的控制环节，将控制电路“化整为零”，按功能不同划分成若干个局部控制电路来进行分析。如果控制电路较复杂，则可先排除照明、显示等与控制关系不密切的电路，以便集中精力进行分析。
分析信号、显示电路与照明电路。控制电路中执行元件的工作状态显示、电源显示、参数测定、故障报警以及照明电路等部分，很多是由控制电路中的元件来控制的，因此还要回过头来对照控制电路对这部分电路进行分析。
分析连锁与保护环节。生产机械对于安全性、可靠性有很高的要求，实现这些要求除了合理地选择拖动、控制方案以外，在控制电路中还设置了一系列电气保护和必要的电气连锁。在电气控制电路图的分析过程中，电气连锁与电气保护环节是一个重要内容，不能遗漏。
分析特殊控制环节。在某些控制电路中，还设置了一些与主电路、控制电路关系不密切、相对独立的某些特殊环节。如产品计数装置、自动检测系统、晶闸管触发电路、自动调温装置等。这些环节往往自成一个小系统，其看图分析的方法可参照上述分析过程，并灵活运用所学过的电子技术、变流技术、自控系统、检测与转换等知识逐一分析。
总体检查。经过“化整为零”，逐步分析每一局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系后，还必须用“集零为整”的方法，检查整个控制电路，看是否有遗漏。特别要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，以达到清楚地理解电路图中每一个电气元件的作用、工作过程及主要参数。