淺談如何看懂生產機械電氣控制原理圖

馬洪波

黑龍江林業職業技術學院，黑龍江 牡丹江 157009

電子設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：電力系統電路圖、生產機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機械電氣控制電路圖（如CA6140普通車床電氣控制原理圖）：對電動機及其他用電設備的供電及運行方式控制的電路圖。生產機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機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，然后各個擊破，逐個了解這些條條框框電路的功能和工作原理，再將各個條條框框互相聯系起來，將整個電路圖看懂、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到刀架快速移動電動機部分，輔助電路是控制電源變壓及保護到照明燈。如圖1所示。

圖1 CA6140普通車床電氣控制原理圖

所以，本文主要是通過實例：CA6140普通車床電氣控制原理圖的剖析、學習閱讀和分析電氣控制電路，使讀者掌握看懂生產機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備。用電設備是指消耗電能的用電器具或電氣設備，如電動機、電爐等。如圖1中的用電器就是3臺電動機M1、M2、M3。以此為例，應掌握下列內容：

（1）電動機的類別：圖1中應用的3臺感應籠型電動機;

（2）電動機的用途：圖1中M1主軸電動機，主軸旋轉和刀具進給、M2冷卻泵電動機，共計冷卻液、M3電動機，刀架的快速移動;

（3）電動機的接線：圖1中采用的△啟動運行;

（4）電動機的運行要求：圖1中電動機M1要求正反轉和多速，但是都有機械裝置控制；M2冷卻泵電動機，要求冷卻泵電動機和主軸電動機要實現順序控制；M3刀架快速移動電動機，要求點動控制。

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

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

4）看電源。一般生產機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備，往往采用直流發電機供電或整流裝置供電。在圖1中，電動機M1、M2、M3的電源均是三相380V。主電路構成情況是：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→籠型感應電動機M1；第二條支路U11、V11、W11端→熔斷器FU1→接觸器KM2→熱繼電器FR2→籠型感應電動機M2；第三條支路熔斷器FU1→接觸器KM3→籠型感應電動機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機械設備，它們對電力系統也提出各不相同的要求，表現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，還需根據主電路中各電動機和執行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環節。如果控制電路較復雜，就先排除照明電路、信號電路等與控制電路關系不密切的電路，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，電壓低時電路元件不動作；電壓高時，則會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構的電器，則應了解它們的動作原理，只有這樣，才能了解它們在電路中如何動作以及具有何種用途；

3）根據控制電路來研究主電路的動作情況。對控制電路的分析，必須隨時結合主電路的動作要求來進行，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作原理。不可孤立地看待各部分的動作原理，而應注意各個動作之間是否有互相制約的關系，如電動機正、反轉之間應設有連鎖等。在圖1中，控制電路有兩條支路，即接觸器KM1、KM2和KM3支路，其動作過程如下：

（1） 電源開關是帶有開關鎖SA的低壓斷路器QF，當要合上電源開關時，首先用開關鑰匙將開關鎖SA右旋，再扳動斷路器QF將其合上。同時裝有安全行程開關SQ2，行程開關的觸點SQ2閉合，QF的線圈通電，QF自動跳閘，切除機床的電源，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。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提供。照明燈EL的一端必須保護接地，并由旋轉開關SA2控制。合上電源開關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。當裝好皮帶罩時，SQ1閉合，控制電路才有電，電動機M1、M2、M3才能啟動。當打開機床床頭的皮帶罩時，則反之；

（4）SQ1閉合，FR1動斷點處于常態,按啟動按鈕SB2，KM1線圈通電吸合并自鎖，KM1的主觸點閉合，主軸電動機M1啟動運轉。按SB1，KM1斷電釋放，其主觸點和自鎖觸點都斷開，電動機M1斷電停止運行。如果FR1過載，超出整定值，動斷點動作斷開，SB2即使按下，也沒有電，KM1主觸點不動作，主軸電動機M1不能啟動；

（5）快速移動電動機M3是由KM3進行的點動控制。SQ1閉合，FR1動斷點處于常態,按下SB3，KM3線圈通電，其主觸點閉合，電動機M3啟動，拖動刀架快速移動；松開SB3，M3停止；

（6）當SQ1閉合、FR2動斷點處于常態、KM1的常開觸點閉合，此時若旋轉轉換開關SA1使其閉合，則KM2線圈得電，其主觸點閉合，冷卻泵電動機M2啟動，提供冷卻液。當主軸電動機M1停車時，KM2常開觸頭斷開，冷卻泵電動機M2隨即停止。M1和M2之間存在連鎖關系。這種開關或按鈕→接觸器或繼電器→電動機的控制形式，就是機械自動化的基本形式。

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

3 生產機械電氣控制原理圖的要點

1）分析主電路。從主電路入手，根據每臺電動機和執行電器的控制要求去分析各電動機和執行電器的控制內容，包括電動機啟動、轉向控制、調速和制動等基本控制電路；

2）分析控制電路。根據主電路中各電動機和執行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環節，將控制電路“化整為零”，按功能不同劃分成若干個局部控制電路來進行分析。如果控制電路較復雜，則可先排除照明、顯示燈與控制關系不密切的電路，以便集中精力進行分析；

3）分析信號、顯示電路與照明電路。控制電路中執行元件的工作狀態顯示、電源顯示、參數測定、故障報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行分析；

4）分析連鎖與保護環節。生產機械對于安全性、可考性有很高的要求，實現這些要求，除了合理地選擇拖動、控制方案以外，在控制電路中還設置了一系列電氣保護和必要電氣連鎖。在電氣控制電路圖的分析過程中，電氣連鎖與電氣保護環節是一個重要內容，不能避漏。

4 結論

要想看懂生產機械電氣控制原理圖，除了掌握看生產機械電氣控制原理圖的要點外，還要多看、多讀、多分析、多理解各種電路圖。可以由簡單電路到復雜電路，遇到一時難以弄懂的問題，除自己反復獨立思考外，也可以向內行、專家請教，還可以多閱讀這方面的教材與報刊、雜志，從中吸取營養。只要堅持不懈地追求、努力，讀懂、讀通電路圖并非難事。

[1]楊林建.機床電氣控制技術[M].北京理工大學出版社，2008.

[2]齊占慶，王振臣.機床電氣控制技術[M].機械工業出版社，2008.

[3]趙景波.電工電子技術[M].人民郵電出版社，2008.

[4]電機與變壓器[M].中國勞動社會保障出版社，2008.