馬洪波

黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 牡丹江 157009

電子設(shè)備中有各種各樣的圖，能夠說明它們工作原理的圖叫電氣原理圖，簡稱電路圖。按照電路圖所描述的對象及其所表示的工作原理，電路圖可分為：電力系統(tǒng)電路圖、生產(chǎn)機(jī)械電氣控制電路圖及電子電路圖。在本文中主要介紹如何看懂生產(chǎn)機(jī)械電氣控制電路圖（如CA6140普通車床電氣控制原理圖）：對電動(dòng)機(jī)及其他用電設(shè)備的供電及運(yùn)行方式控制的電路圖。生產(chǎn)機(jī)械電氣控制電路圖一般可分為主電路和輔助電路兩部分。主電路是指從電源到電動(dòng)機(jī)或其他用電裝置大電流所通過的電路。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路和保護(hù)電路等。一般看電路圖的方法是先看主電路，再看輔助電路，并用輔助電路的各支路去研究主電路的控制程序。不斷嘗試將電路圖分割成若干條條框框，然后各個(gè)擊破，逐個(gè)了解這些條條框框電路的功能和工作原理，再將各個(gè)條條框框互相聯(lián)系起來，將整個(gè)電路圖看懂、讀通。例如：CA6140普通車床電氣控制原理圖主電路部分是電源保護(hù)到刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)部分，輔助電路是控制電源變壓及保護(hù)到照明燈。如圖1所示。

圖1 CA6140普通車床電氣控制原理圖

所以，本文主要是通過實(shí)例：CA6140普通車床電氣控制原理圖的剖析、學(xué)習(xí)閱讀和分析電氣控制電路，使讀者掌握看懂生產(chǎn)機(jī)械電氣控制電路圖的方法與步驟。

1 掌握看主電路的方法與步驟

1）看清主電路中的用電設(shè)備。用電設(shè)備是指消耗電能的用電器具或電氣設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)、電爐等。如圖1中的用電器就是3臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3。以此為例，應(yīng)掌握下列內(nèi)容：

（1）電動(dòng)機(jī)的類別：圖1中應(yīng)用的3臺(tái)感應(yīng)籠型電動(dòng)機(jī);

（2）電動(dòng)機(jī)的用途：圖1中M1主軸電動(dòng)機(jī)，主軸旋轉(zhuǎn)和刀具進(jìn)給、M2冷卻泵電動(dòng)機(jī)，共計(jì)冷卻液、M3電動(dòng)機(jī)，刀架的快速移動(dòng);

（3）電動(dòng)機(jī)的接線：圖1中采用的△啟動(dòng)運(yùn)行;

（4）電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行要求：圖1中電動(dòng)機(jī)M1要求正反轉(zhuǎn)和多速，但是都有機(jī)械裝置控制；M2冷卻泵電動(dòng)機(jī)，要求冷卻泵電動(dòng)機(jī)和主軸電動(dòng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)順序控制；M3刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，要求點(diǎn)動(dòng)控制。

2）要明白用電設(shè)備是用什么電器元件控制，有的直接用開關(guān)控制，有的用各種啟動(dòng)器控制，有的用接觸器或繼電器控制。圖1中是用接觸器控制的。當(dāng)KM1得電吸合，M1啟動(dòng)；KM3得電吸合，M3啟動(dòng)；KM1、KM2同時(shí)得電吸合，M2才能啟動(dòng);

3）了解主電路中所用的控制電器及保護(hù)電器，圖1中主電路電源接帶有開關(guān)鎖低壓斷路器QF、熔斷器FU和熱繼電器FR。分別對電動(dòng)機(jī)起到過載保護(hù)和短路保護(hù)作用;

4）看電源。一般生產(chǎn)機(jī)械所用的電源均是三相、380V、50Hz的交流電源，對需采用直流電源的設(shè)備，往往采用直流發(fā)電機(jī)供電或整流裝置供電。在圖1中，電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3的電源均是三相380V。主電路構(gòu)成情況是：三相電源L1、L2、L3→熔斷器FU→斷路器QF→U11、V11、W11端上。第一條支路U11、V11、W11端→接觸器KM1→熱繼電器FR1→籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)M1；第二條支路U11、V11、W11端→熔斷器FU1→接觸器KM2→熱繼電器FR2→籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)M2；第三條支路熔斷器FU1→接觸器KM3→籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)M3。以上就是主電路的分析，下面用同樣的方法分析輔助電路。

2 掌握看輔助電路的方法與步驟

由于存在著各種不同類型的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，它們對電力系統(tǒng)也提出各不相同的要求，表現(xiàn)在電路圖上也就是各種不同的輔助電路。因此，要說明如何分析輔助電路，還需根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)。如果控制電路較復(fù)雜，就先排除照明電路、信號電路等與控制電路關(guān)系不密切的電路，以便集中精力分析控制電路，分析控制電路的方法如下：

1）看控制電路電源。輔助電路的電源一般從主電路的兩條相線上接出，也有的由變壓器提供。輔助電路中的一切電器元件的線圈額定電壓必須與輔助電路電源電壓一致。否則，電壓低時(shí)電路元件不動(dòng)作；電壓高時(shí)，則會(huì)把電器元件線圈燒壞。在圖1中輔助電路的電能是變壓器提供；

2）了解控制電路中所采用的各種繼電器、接觸器的用途。如果電路中采用了一些特殊結(jié)構(gòu)的電器，則應(yīng)了解它們的動(dòng)作原理，只有這樣，才能了解它們在電路中如何動(dòng)作以及具有何種用途；

3）根據(jù)控制電路來研究主電路的動(dòng)作情況。對控制電路的分析，必須隨時(shí)結(jié)合主電路的動(dòng)作要求來進(jìn)行，只有全面了解主電路對控制電路的要求以后，才能真正掌握控制電路的動(dòng)作原理。不可孤立地看待各部分的動(dòng)作原理，而應(yīng)注意各個(gè)動(dòng)作之間是否有互相制約的關(guān)系，如電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)之間應(yīng)設(shè)有連鎖等。在圖1中，控制電路有兩條支路，即接觸器KM1、KM2和KM3支路，其動(dòng)作過程如下：

（1） 電源開關(guān)是帶有開關(guān)鎖SA的低壓斷路器QF，當(dāng)要合上電源開關(guān)時(shí)，首先用開關(guān)鑰匙將開關(guān)鎖SA右旋，再扳動(dòng)斷路器QF將其合上。同時(shí)裝有安全行程開關(guān)SQ2，行程開關(guān)的觸點(diǎn)SQ2閉合，QF的線圈通電，QF自動(dòng)跳閘，切除機(jī)床的電源，以確保人身安全。正確操作以后，主電路和輔助電路均有電壓；

（2）控制電路的供電電壓通過控制變壓器TC將主電路380V的電壓降為127V得到。FU1、FU2、FU3、FU4分別作短路保護(hù)。如圖1所示。照明電路采用36V安全交流電壓，信號回路采用6V的交流電壓，均由控制變壓器二次側(cè)提供。照明燈EL的一端必須保護(hù)接地，并由旋轉(zhuǎn)開關(guān)SA2控制。合上電源開關(guān)QF，指示燈HL亮，表明控制電路有電；

（3）SQ1是皮帶罩的安全開關(guān)。當(dāng)裝好皮帶罩時(shí)，SQ1閉合，控制電路才有電，電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3才能啟動(dòng)。當(dāng)打開機(jī)床床頭的皮帶罩時(shí)，則反之；

（4）SQ1閉合，F(xiàn)R1動(dòng)斷點(diǎn)處于常態(tài),按啟動(dòng)按鈕SB2，KM1線圈通電吸合并自鎖，KM1的主觸點(diǎn)閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。按SB1，KM1斷電釋放，其主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)都斷開，電動(dòng)機(jī)M1斷電停止運(yùn)行。如果FR1過載，超出整定值，動(dòng)斷點(diǎn)動(dòng)作斷開，SB2即使按下，也沒有電，KM1主觸點(diǎn)不動(dòng)作，主軸電動(dòng)機(jī)M1不能啟動(dòng)；

（5）快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3是由KM3進(jìn)行的點(diǎn)動(dòng)控制。SQ1閉合，F(xiàn)R1動(dòng)斷點(diǎn)處于常態(tài),按下SB3，KM3線圈通電，其主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)，拖動(dòng)刀架快速移動(dòng)；松開SB3，M3停止；

（6）當(dāng)SQ1閉合、FR2動(dòng)斷點(diǎn)處于常態(tài)、KM1的常開觸點(diǎn)閉合，此時(shí)若旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1使其閉合，則KM2線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，提供冷卻液。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)M1停車時(shí)，KM2常開觸頭斷開，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2隨即停止。M1和M2之間存在連鎖關(guān)系。這種開關(guān)或按鈕→接觸器或繼電器→電動(dòng)機(jī)的控制形式，就是機(jī)械自動(dòng)化的基本形式。

4）研究電路元件之間的相互關(guān)系。電路中的一切電器元件都不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系、相互制約的。這種互相控制的關(guān)系有時(shí)表現(xiàn)在一條支路中，有時(shí)表現(xiàn)在幾條支路中。圖1中就有相互控制的電器元件，KM1與KM2之間存在連鎖。

3 生產(chǎn)機(jī)械電氣控制原理圖的要點(diǎn)

1）分析主電路。從主電路入手，根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求去分析各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制內(nèi)容，包括電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、轉(zhuǎn)向控制、調(diào)速和制動(dòng)等基本控制電路；

2）分析控制電路。根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，將控制電路“化整為零”，按功能不同劃分成若干個(gè)局部控制電路來進(jìn)行分析。如果控制電路較復(fù)雜，則可先排除照明、顯示燈與控制關(guān)系不密切的電路，以便集中精力進(jìn)行分析；

3）分析信號、顯示電路與照明電路?？刂齐娐分袌?zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、電源顯示、參數(shù)測定、故障報(bào)警和照明電路等部分，多是由控制電路中的元件來控制的，因此還要問過頭來對照明控制電路對這部分電路進(jìn)行分析；

4）分析連鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)。生產(chǎn)機(jī)械對于安全性、可考性有很高的要求，實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動(dòng)、控制方案以外，在控制電路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要電氣連鎖。在電氣控制電路圖的分析過程中，電氣連鎖與電氣保護(hù)環(huán)節(jié)是一個(gè)重要內(nèi)容，不能避漏。

4 結(jié)論

要想看懂生產(chǎn)機(jī)械電氣控制原理圖，除了掌握看生產(chǎn)機(jī)械電氣控制原理圖的要點(diǎn)外，還要多看、多讀、多分析、多理解各種電路圖?？梢杂珊唵坞娐返綇?fù)雜電路，遇到一時(shí)難以弄懂的問題，除自己反復(fù)獨(dú)立思考外，也可以向內(nèi)行、專家請教，還可以多閱讀這方面的教材與報(bào)刊、雜志，從中吸取營養(yǎng)。只要堅(jiān)持不懈地追求、努力，讀懂、讀通電路圖并非難事。

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[2]齊占慶，王振臣.機(jī)床電氣控制技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3]趙景波.電工電子技術(shù)[M].人民郵電出版社，2008.

[4]電機(jī)與變壓器[M].中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008.