第1课 1课时 设计师职业知识——原理图设计基础

电气原理图是用来表明电气设备的工作原理及各电器元件的作用，相互之间的关系的一种表示方式。运用电气原理图的方法和技巧，对于分析电气线路，排除机床电路故障是十分有益的。电气原理图一般由主电路、控制电路、保护、配电电路等几个部分组成，如图2-1所示。

1.组成结构编辑

电气布置安装图主要用来表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置。为机械电气在控制设备的制造、安装、维护、维修提供必要的资料。

电气安装接线图是为了进行装置、设备或成套装置的布线提供各个安装接线图项目之间电气连接的详细信息，包括连接关系、线缆种类和敷设线路。

2.电气原理图标注

常见的标注有：QS刀开关、FU熔断器、KM接触器、KA中间继电器、KT时间继电器、KS速度继电器、FR热继电器、SB按钮和SQ行程开关。

3.元件技术数据

（1）电气元件明细表：元器件名称、符号、功能、型号、数量等。

（2）用小号字体注在其电气原理图中的图形符号旁边。

4.常用术语

失电压、欠电压保护：由接触器本身的电磁机构来实现，当电源电压严重过低或失压时，接触器的衔铁自行释放，电动机失电而停机。

点动与长动：点动按钮两端没有并接接触器的常开触点；长动按钮两端并接接触器的常开触点。

连锁控制：在控制线路中一条支路通电时保证另一条支路断电。

双重互锁：双重互锁从一个运行状态到另一个运行状态可以直接切换，即“正-反-停”。直接启动：把电源电压直接加到电动机的接线端，这种控制线路结构简单，成本低，仅适合于实践电动机不频繁启动，不可实现远距离的自动控制。

欠压启动：指利用启动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行起动，待电动机启动运转后，再使其电压恢复到额定值正常运行。

5.主要种类

电气电路图有原理图、方框图、元件装配及符号标记图等，如图2-2所示是一种电路的原理图。

1）原理图

电气原理图是用来表明设备的工作原理及各电气元件间的作用，一般由主电路、控制执行电路、检测与保护电路、配电电路等几大部分组成。这种图，由于它直接体现了电子电路与电气结构以及其相互间的逻辑关系，所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时，通过识别图纸上所画各种电路元件符号，以及它们之间的连接方式，就可以了解电路实际工作时的情况。

电气原理图又可分为整机原理图和单元部分电路原理图。整机原理图是指所有电路集合在一起的分部电路图。

2）方框图（框图）

方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。从某种程度上说，它也是一种原理图，不过在这种图纸中，除了方框和连线，几乎就没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上具体地绘制了电路的全部元器件和它们的连接方式，而方框图只是简单地将电路按照功能划分为几个部分，将每一个部分描绘成一个方框，在方框中加上简洁的文字说明，在方框间用连线（有时用带箭头的连线）说明各个方框之间的关系。所以方框图只能用来体现电路的大致工作原理，而原理图除了具体地表明电路的工作原理之外，还可以用来作为采集元件、制作电路的依据。

3）元件装配及符号标记图

它是为了进行电路装配而采用的一种图纸，图上的符号往往是电路元件的实物的形状图。这种电路图一般是供原理和实物对照时使用的。印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔，再将电路不需要的金属箔腐蚀掉，剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线，然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上，利用板上剩余的导电金属箔作为元器件之间导电的连线，完成电路的连接。元器件装配图和原理图中大不一样。它主要考虑所有元件的分布和连接是否合理，要考虑元件体积、散热、抗干扰、抗耦合等诸多因素，综合这些因素设计出来的印刷电路板，从外观看很难和原理图完全一致。

6.电气安装接线图

一般情况下，电气安装图和原理图需要配合起来使用。

绘制电气安装图应遵循的主要原则如下。

（1）必须遵循相关国家标准绘制电气安装接线图。

（2）各电气元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一致，同一个电气元件的各部件（如同一个接触器的触点、线圈等）必须画在一起，各电气元件的位置应与实际安装位置一致。

（3）不在同一安装板或电气柜上的电气元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接，并按照电气原理图中的接线编号连接。

（4）走向相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示。画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。

7.电气元件布置图

电气元器件布置图的设计应遵循以下原则。

（1）必须遵循相关国家标准设计和绘制电气元件布置图。

（2）相同类型的电气元件布置时，应把体积较大和较重的安装在控制柜或工具栏的下方。

（3）发热的元器件应该安装在控制柜或工具栏的上方或后方，但热继电器一般安装在接触器的下面，以方便与电机和接触器的连接。

（4）需要经常维护、整定和检修的电气元件、操作开关、监视仪器仪表，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操作。

（5）强电、弱电应该分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入。

电气元器件的布置应考虑安装间隙，并尽可能做到整齐、美观。

8.电气控制系统图

为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统中各电气元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这就是电气控制系统图。用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起来，并实现某种特定控制要求的电路。