三、基本控制相关知识

（一）电气图识图及绘图标准

1.电工图的种类

电工图的种类有许多，如电气原理图、安装接线图、端子排图和展开图等。其中，电气原理图和安装接线图是最常见的两种形式。

（1）电气原理图。电气原理图简称电原理图，用来说明电气系统的组成和连接的方式，以及表明它们的工作原理和相互之间的作用，不涉及电气设备和电气元件的结构或安装情况。

（2）安装接线图。安装接线图或称安装图，是电气安装施工的主要图纸，是根据电气设备或元件的实际结构和安装要求绘制的图纸。在绘图时，只考虑元件的安装配线而不必表示该元件的动作原理。

2.识图的基本方法

（1）结合电工基础知识识图。在实际生产的各个领域中，所有电路（如输变配电、电力拖动和照明等）都是建立在电工基础理论之上的。因此，要想准确、迅速地看懂电气图，必须具备一定的电工基础知识。例如，三相笼型异步电动机的正转和反转控制，就是利用三相笼型异步电动机的旋转方向是由电动机三相电源的相序来决定的原理，用倒顺开关或两个接触器进行切换，改变输入电动机的电源相序，以改变电动机的旋转方向。

（2）结合电器元件的结构和工作原理识图。电路中有各种电器元件，如配电电路中的负荷开关、自动空气开关、熔断器、互感器、仪表等；电力拖动电路中常用的各种继电器、接触器和各种控制开关等；电子电路中常用的各种二极管、三极管、晶闸管、电容器、电感器以及各种集成电路等。因此，在识读电气图时，首先应了解这些元器件的性能、结构、工作原理、相互控制关系以及在整个电路中的地位和作用。

（3）结合典型电路识图。典型电路就是常见的基本电路，如电动机的起动、制动、正反转控制、过载保护电路，时间控制、顺序控制、行程控制电路等。不管多么复杂的电路，几乎都是由若干基本电路组成的。因此，熟悉各种典型电路，在识图时就能迅速分清主次环节，抓住主要矛盾，从而看懂较复杂的电路图。

（4）结合有关图纸说明识图。凭借所学知识阅读图纸说明，有助于了解电路的大体情况，便于抓住看图的重点，达到顺利识图的目的。

（5）结合电气图的制图要求识图。电气图的绘制有一些基本规则和要求，这些规则和要求是为了加强图纸的规范性、通用性和示意性而提出的，可以利用这些制图的知识准确识图。

3.识图要点和步骤

（1）看图纸说明。图纸说明包括图纸目录、技术说明、元器件明细表和施工说明等。识图时，首先要看图纸说明。弄清设计的内容和施工要求，就能了解图纸的大体情况，抓住识图的重点。

（2）看主标题栏。在看图纸说明的基础上，接着看主标题栏，了解电气图的名称及标题栏中的有关内容。凭借有关的电路基础知识，明确认识该电气图的类型、性质、作用等，同时大致了解电气图的内容。

（3）看电路图。看电路图时，先要分清主电路和控制电路、交流电路和直流电路；其次按照先看主电路，再看控制电路的顺序读图。看主电路时，通常从下往上看，即从用电设备开始，经控制元件，顺次往电源看。看控制电路时，应自上而下，从左向右看，即先看电源，再顺次看各条回路，分析各回路元器件的工作情况及其对主电路的控制。

看主电路，要弄清用电设备是怎样从电源取电的，电源经过哪些元件到达负载等。看控制电路，要清楚回路构成、各元件间的联系（如顺序、互锁等）、控制关系和在什么条件下回路构成通路或断路，以理解工作情况等。

（4）看接线图。接线图是以电路图为依据绘制的，因此要对照电路图来看接线图。看的时候，也要先看主电路，再看控制电路。看主电路时，从电源输入端开始，顺次经控制元件和线路到用电设备，与看电路图有所不同。看控制电路时，要从电源的一端到电源的另一端，按元件的顺序分析每个回路。

接线图中的线号是电器元件间导线连接的标记，线号相同的导线原则上都可以接在一起。因为接线图多采用单线表示，所以对导线的走向应加以辨别，还要明确端子板内外电路的连接。

4.常见元件的图形符号和文字符号

常见元件的图形符号和文字符号如表1-1所示。

5.电气原理图举例

电气原理图举例如图1-18所示。

（二）三相异步电动机单相起停控制

1.电动机点动控制

点动控制是指按下按钮，电动机就得电运转；松开按钮，电动机就失电停转。电气设备工作时常常需要调整点动，如调整车刀与工件的位置、试车，等等。因此需要用点动控制电路来完成。点动正转控制线路是由按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路，点动控制电气原理如图1-19所示。

在图1-19所示的点动控制线路中，闸刀开关“QS”作为电源隔离开关；熔断器FU1、FU2分别作为主电路、控制电路的短路保护。由于电动机只有点动控制，运行时间较短，主电路不需要接热继电器，起动按钮“SB”控制接触器KM的线圈得电、失电，用接触器KM的主触点控制电动机M的起动与停止。

电路工作原理：先合上电源开关“QS”，再按下面的提示完成。

　　　　起动：按下起动按钮“SB”→接触器KM线圈得电→KM主触点闭合→电动机M起动运行。

　　　　　停止：松开按钮“SB”→接触器KM线圈失电→KM主触点断开→电动机M失电停转。

值得注意的是，停止使用时，应断开电源开关“QS”。

2.电动机单向连续控制电路

在要求电动机起动后能连续运转时，采用点动正转控制线路显然是不行的。为实现连续运转，可采用如图1-20所示的接触器控制的电动机单向控制电路。它与点动控制线路相比较，由于主电路电机连续运行，所以要添加热继电器进行过载保护，而在控制电路中又多串联了一个停止按钮“SB1”，并在起动按钮“SB2”的两端并联了接触器KM的一对常开辅助触点。

电路工作原理：先合上电源开关“QS”，再按下面的提示完成。

当松开“SB2”按钮时，由于KM的常开辅助触点闭合，控制电路仍然保持接通，所以KM线圈继续得电，电动机M实现连续运转。这种利用接触器KM本身常开辅助触点而使线圈保持得电的控制方式叫作自锁。与起动“SB2”按钮并联起自锁作用的常开辅助触点称为自锁触点。

当松开“SB1”按钮时，其常闭触点恢复闭合，因接触器KM的自锁触点在切断控制电路时已断开，解除了自锁，“SB2”按钮也是断开的，所以接触器 KM 不能得电，电动机 M也不会工作。

电路具有的保护环节如下。

① 短路保护。主电路和控制电路分别由熔断器FU1和FU2实现短路保护。当控制回路和主回路出现短路故障时，能迅速有效地断开电源，实现对电器和电动机的保护。

② 过载保护。由热继电器FR实现对电动机的过载保护。当电动机出现过载且超过规定时间时，热继电器双金属片过热变形，推动导板，经过传动机构，使动断辅助触点断开，从而使接触器线圈失电，电机停转，实现过载保护。

③ 欠压保护。当电源电压由于某种原因而下降时，电动机的转矩将显著下降，电动机无法正常运转，甚至引起电动机堵转而烧毁。采用具有自锁的控制线路可避免出现这种事故。因为当电源电压低于接触器线圈额定电压的75%左右时，接触器就会释放，自锁触点断开，同时动合主触点也断开，使电动机断电，起到保护作用。

④ 失压保护。电动机正常运转时，电源可能停电，当恢复供电时，如果电动机自行起动，就很容易造成设备和人身事故。采用带自锁的控制线路后，断电时由于自锁触点已经打开，因此恢复供电时电动机不能自行起动，从而避免了事故发生。

欠压和失压保护作用是按钮、接触器控制连续运行的控制线路的一个重要特点。

3.三相异步电动机点动、连续控制线路

要求电动机既能连续运转，又能点动控制时，需要两个控制按钮，如图1-21所示。当连续运转时，要采用接触器自锁控制线路；实现点动控制时，又需要解除自锁电路，要采用复合按钮，它工作时常开和常闭触点是联动的，当按钮被按下时，常闭触点先动作，常开触点随后动作；而松开按钮时，常开触点先动作，常闭触点再动作。

电路工作原理：先合上电源开关“QS”，再按下面的提示完成。

（三）三相异步电动机正反转控制线路

1.不带联锁的三相异步电动机的正反转

三相异步电动机的正反转运行需要改变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即把三相电源中的任意两相对调接线，电动机即可反转，如图1-22所示。

在图1-22中，KM1为正转接触器，KM2为反转接触器，它们分别由“SB2”和“SB3”控制。从主电路中可以看出，这两个接触器的主触点所接通电源的相序不同，KM1按U—V—W相序接线，KM2则按W—V—U相序接线。相应的控制线路有两条，分别控制两个接触器的线圈。

电路工作过程：先合上电源开关“QS”，再按下面的提示完成。

（1）正转控制。

（2）反转控制。

接触器控制正反转电路操作不便，必须保证在切换电动机运行方向之前先按下停止按钮，然后按下相应的起动按钮，否则将会发生主电源侧电源短路的故障，为克服这一不足，提高电路的安全性，需采用联锁控制。

2.具有联锁控制的电动机正反转电路

联锁控制就是在同一时间里，两个接触器只允许一个工作的控制方式，也称为互锁控制。实现联锁控制的常用方法有接触器联锁、按钮联锁和复合联锁控制等。图1-23所示即为具有正反联锁控制的电动机正反转控制电气原理图，主电路同图1-22。可见联锁控制的特点是将本身控制支路元件的常闭触点串联到对方控制电路的支路中。

电路的工作原理：首先合上开关“QS”，再按下面的提示完成。

（1）正转控制。

（2）反转控制。

由此可见，通过“SB1”“SB2”控制 KM1、KM2动作，改变接入电动机的交流电的三相顺序，就改变了电动机的旋转方向。