<電氣自動控制原理與系統>全冊

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一、電工線路的特點

電工線路包含電力的傳輸、變換和分配線路，以及電氣設備的供電和控制線路，它是將線路的連接和分配以及元器件的連接和控制關係，用文字元號、圖形符號、線路標記等表示出來。線路圖是電氣系統中的各種電氣設備、裝置及元器件的名稱、關係和狀態的工程語言，它是描述一個電氣系統的功能和基本構成的技術文件，是用於指導各種電工線路的安裝、調試、維修必不可少的技術資料。圖1-1所示為一個典型的電工線路。

圖1-1 典型電工線路

圖中，文字元號是電工中常用的一種字元代碼，主要包括字母和數字，一般標註在線路中的電氣設備、裝置和元器件圖形符號的近旁，以表示其名稱、功能、狀態或特徵（具體特點及含義參見1.2.1節中詳細介紹）。

圖形符號主要是指代表電子元器件、功能部件等物理部件的圖形符號，它是由物理部件和元器件對應的圖樣或簡圖進行體現的（具體特點及含義參見1.2.2節中詳細介紹）。

線路標記則是構成線路圖的線、圓點、虛線等。不同的圖形符號之間由線進行連接，用以表示這些圖形符號所代表物理部件和電子元器件之間的連接關係；圓點和虛線等標記則用於輔助線路的連接線，表示確切的連接關係或範圍等。

二、電工線路的基本識圖方法

學習電工線路的識圖是進入電工領域最基本的環節。識圖前，需要首先了解電工線路識圖的一些基本要求和原則，在此基礎上掌握好識圖的基本方法和步驟，可有效提高識圖的技能水平和準確性。

1.電工線路識圖的基本方法

學習識圖，需要首先掌握一定的方式與方法，學習和參照別人的一些經驗，並在此基礎上指導我們找到一些規律，是快速掌握識圖技能的一條「捷徑」。下面我們介紹幾種基本的快速識讀電氣線路圖的方法和技巧。

① 結合電氣文字元號、圖形符號等進行識圖。電工線路主要是利用各種電氣圖形符號來表示其結構和工作原理的。因此，結合電氣圖形符號進行識圖，可快速對線路中包含的物理部件進行了解和確定。

例如，圖1-2所示為某車間的供配電線路圖。

圖1-2 某車間的供配電線路圖

由圖可知，該圖看起來除了線、圓圈外只有簡單的文字標識，而當我們瞭解了

符號表示變壓器，

變壓器

符號表示隔離開關時，

隔離開關

再對該電氣圖進行識讀就容易多了。

【線路分析筆記】

結合圖形符號和文字標識可知，圖1-2中的識圖過程為：

電源進線為35～110 kV，經總降壓變電所輸出6～10kV 高壓。

6～10 kV 高壓再由車間變電所降壓為380/220V 後為各用電設備供電。

圖中隔離開關QS1、QS2、QS3分別啟到接通線路的作用。

若電源進線中左側線路故障，那麼此時可操作QS1使其閉合後，由右側的電源進線為後級的電力變壓器T1等線路供電，保證線路安全運行。

② 結合電工、電子技術的基礎知識識圖。在電工領域中，比如輸變配電、照明、電子線路、儀器儀錶和家電產品等，所有線路等方面的知識都是建立在電工、電子技術基礎之上的，所以要想看懂電氣線路圖，必須具備一定的電工、電子技術方面的基礎知識。

③ 注意總結和掌握各種電工線路，並在此基礎上靈活擴展。電工線路是電氣圖中最基本也是最常見的線路，其特點是既可以單獨應用，又可以應用於其他線路中作為關鍵點擴展後使用。許多電氣圖都是由很多的基礎線路結合而成的。

例如，電動機的啟動、制動、正反轉、過載保護線路等，供配電系統中電氣主接線常用的單母線主接線等均為基礎線路。在讀圖過程中，應抓準基礎線路，注意總結並完全掌握這些基礎線路的機理。

④ 結合電氣或電子元器件的結構和工作原理識圖。各種電工線路圖都是由各種電氣元器件或電子元器件和配線等組成的，只有瞭解了各種元器件的結構、工作原理、性能以及相互之間的控制關係，才能快速讀懂線路圖。

⑤ 對照學習識圖。作為初學者，我們很難直接對一張沒有任何文字解說的線路圖進行識讀，因此可以先參照一些技術資料或書刊、雜誌等找到一些與我們所要識讀線路圖相近或相似的圖紙，先根據這些帶有詳細解說的圖紙，跟隨解說一步步地分析和理解該線路圖的含義和原理，然後再對照我們手頭的圖紙，進行分析、比較，找到不同點和相同點，把相同的地方弄清楚，再有針對性地突破不同點，或再參照其他與該不同點相似的圖紙，把遺留問題一一解決，便完成了對該圖的識讀。

2.電工線路識圖的基本步驟

看電工線路，首先需要區分線路的類型和用途或功能，在對其有一個整體的認識後，通過熟悉的各種元器件的圖形符號建立起對應關係，然後再結合線路特點尋找該線路中的工作條件、控制部件等，結合相應的電工、電子線路，電子元器件、電氣元器件功能和原理知識，理清信號流程，最終掌握線路控制機理或線路功能，完成識圖過程。

簡單來說，識讀電工線路可分為7個步驟，即：區分線路類型→明確用途→建立對應關係，劃分線路→尋找工作條件→尋找控制部件→確立控制關係→理清信號流程，最終掌握控制機理和線路功能。

（1）區分線路的類型

電工線路的類型有很多種，根據其所表達內容、包含信息以及組成元素的不同，一般可分為電工接線圖和電工原理圖。不同類型的線路識讀的原則和重點也不相同，因此當遇到線路圖時，首先要分析它屬於哪種線路。

圖1-3和圖1-4所示為兩張簡單的電工線路圖。

從圖1-3可以看到，該線路圖中用文字元號和圖形符號標識出了系統中所使用的基本物理部件和元器件，用連接線和連接端子標識出了物理部件和元器件之間的實際連接關係和接線位置，該類圖為電工接線圖。

電工接線圖的特點即體現各組成物理部件和元器件的實際位置關係，並通過導線連接體現其安裝和接線關係，可用於安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理等場合。

圖1-3 簡單的電工接線圖

圖1-4 簡單的電工原理圖

從圖1-4可以看到，該線路圖中也用文字元號和圖形符號標識出了系統中所使用的基本物理部件和元器件，並用規則的導線進行連接，且除了標準的符號標識和連接線外，沒有畫出其他不必要物理部件及元器件，該類圖為電工原理圖，其特點即完整地體現該線路的特性和電氣作用原理，但圖中的圖形符號的位置並不代表其實際物理位置。

由此可知，通過識別圖紙所示線路元素的信息，可以準確區分出線路的類型。當區分出線路類型後，便可根據所對應類型線路的特點，對電工線路進行識讀。一般識讀電工接線圖的重點應放在各種物理部件和元器件的位置與接線關係上；識讀電工原理圖時，重點應放在各物理部件和元器件之間的電氣關係上，如控制關係等。

（2）明確用途

明確線路的用途是指導識圖的總綱領，即先從整體上把握線路的用途，明確線路最終實現的結果，以此作為指導識讀的總體思路。例如，在圖1-4中，根據線路中的元素信息可以看到該圖為一種電動機的點動控制線路，由此抓住其中的「點動」、「控制」、「電動機」等關鍵信息，作為識圖時的重要信息。

（3）建立對應關係，劃分線路

根據線路中的文字元號和圖形符號標識，將這些簡單的符號信息與實際物理部件和元器件建立起一一對應的關係，進一步明確線路中所表達的含義，對讀懂線路關係十分重要。圖1-5所示為前述簡單的電工線路中符號與實物的對應關係。

圖1-5 建立電工線路中符號與實物的對應關係

【線路分析筆記】

電源總開關：用字母「QS」標識，在線路中用於接通三相電源。

熔斷器：用字母「FU」標識，在線路中用於過載、短路保護。交流接觸器：用字母「KM」標識，通過線圈的得電，觸點動作，接通電動機的三相電源，啟動電動機工作。啟動按鈕（點動常開按鈕）：用字母「SB」標識，用於電動機的啟動控制。三相交流電動機：用字母「M」標識，在線路中通過控制部件控制，接通電源啟動運轉，為不同的機械設備提供動力。通常，當建立對應關係、瞭解了各符號所代表的物理部件和元器件的含義後，還可根據物理部件與元器件的自身特點和功能對線路進行模塊劃分，如圖1-6所示。特別是對於一些較複雜的電工線路，通過對線路進行模塊劃分，可十分明確地瞭解線路的結構。

圖1-6 對電工線路根據線路功能進行模塊劃分

（4）尋找工作條件

當建立好線路中各種符號與實物的對應關係後，接下來則可通過所瞭解元器件和物理部件的功能尋找線路中的工作條件，工作條件具備時，線路中的物理部件和元器件纔可進入工作狀態，如圖1-7所示。

圖1-7 尋找電工線路中滿足物理部件和元器件工作的基本工作條件

（5）尋找控制部件

控制部件通常也稱為操作部件，電工線路中就是通過操作該類可操作的部件來對線路進行控制的，它是線路中的關鍵部件，也是控制是否將工作條件接入線路中，或控制線路中的被控部件執行所需要動作的核心部件。準確找到控制部件是識讀過程中的關鍵，如圖1-8所示。

圖1-8 尋找電工線路中的控制部件

（6）確立控制關係

找到控制部件後，接下來根據線路連接情況，確立控制部件與被控制部件之間的控制關係，並將該控制關係作為理清該線路信號流程的主線，如圖1-9所示。

圖1-9 確立電工線路中的控制關係

（7）理清供電及控制信號流程

確立控制關係後，接著則可操作控制部件來實現其控制功能，並同時弄清每操作一個控制部件後，被控部件所執行的動作或結果，從而理清整個線路的信號流程，最終掌握其控制機理和線路功能，如圖1-10所示。

圖1-10 理清電工線路的信號流程【線路分析筆記】

【線路分析筆記】

合上電源總開關QS，接通三相電源。按下啟動按鈕SB，SB 內的常開觸點閉合，線路接通，交流接觸器KM線圈得電。交流接觸器KM線圈得電，常開主觸點KM-1閉合。常開主觸點KM-1閉合，三相交流電動機接通三相電源啟動運轉。

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