2022年昆明市電工技能培訓(xùn)：電氣控制電路圖的識(shí)圖思路
電氣控制電路圖能充分表達(dá)電氣設(shè)備的用途、作用和工作原理，是電氣線路安裝、調(diào)試和維修的理論依據(jù)。在生產(chǎn)實(shí)踐中，安裝電工與維修電工等人員都要接觸到各種各樣的電路圖。這些電路圖有的比較簡(jiǎn)單，有的很復(fù)雜。筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐中積累了一些識(shí)圖經(jīng)驗(yàn)。
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先識(shí)機(jī)，后識(shí)電先識(shí)機(jī)，就是應(yīng)該先了解生產(chǎn)機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)行情況、工藝要求和操作方法，以便對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行情況有總體了解。
后識(shí)電，就是在識(shí)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)而明確對(duì)電力拖動(dòng)的控制要求，為分析電路做好前期準(zhǔn)備。例如，在給學(xué)生講解識(shí)讀國(guó)產(chǎn)CA6140型普通臥式車(chē)床電路圖時(shí)，筆者先組織帶領(lǐng)學(xué)生到工廠或?qū)嵙?xí)車(chē)間參觀各種型號(hào)的普通臥式車(chē)床，讓學(xué)生了解車(chē)床是由床身、主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、絲杠、光杠、尾架等部分組成的。對(duì)車(chē)床的結(jié)構(gòu)了解后，再讓學(xué)生知道車(chē)床的運(yùn)動(dòng)形式，使學(xué)生明確主軸帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，車(chē)刀的直線運(yùn)動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也是由主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)主軸箱傳給進(jìn)給箱，再通過(guò)光杠或絲杠將運(yùn)動(dòng)傳入溜板箱，溜板箱帶動(dòng)刀架作縱橫兩個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
這時(shí)，教師可以將拖板用手移動(dòng)到床身的最右邊，并提出問(wèn)題：這樣操作效率是否太低了？學(xué)生回答之后，教師再告知學(xué)生：為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少輔助時(shí)間，設(shè)置了刀架快速電動(dòng)機(jī)。
教師可以給學(xué)生演示刀架的快速移動(dòng)是由快速電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制的，刀架運(yùn)動(dòng)的方向由操作手柄控制。通過(guò)這種方式可使學(xué)生產(chǎn)生好奇心，從而激發(fā)求知欲望。
在車(chē)削加工時(shí)，由于刀具及工件溫度過(guò)高，有時(shí)需要冷卻，因而應(yīng)該配有冷卻泵電動(dòng)機(jī)。教師應(yīng)該在全面演示車(chē)床的操縱過(guò)程后，再指導(dǎo)部分學(xué)生進(jìn)行車(chē)床操縱練習(xí)。學(xué)生對(duì)CA6140型車(chē)床的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行情況了解后，對(duì)電力拖動(dòng)的控制要求就明確了。
教師可以先讓學(xué)生回答電力拖動(dòng)的特點(diǎn)和控制要求，然后再給出答案。在講解Z37型搖臂鉆床、M1432A型萬(wàn)能外圓磨床及X62W型萬(wàn)能銑床等各種機(jī)床電路圖時(shí)，應(yīng)先組織帶領(lǐng)學(xué)生到工廠和實(shí)習(xí)車(chē)間去參觀、了解各種機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成，讓學(xué)生知道各種機(jī)床的運(yùn)動(dòng)形式。
必要時(shí)還可以讓學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的操縱練習(xí)。這樣，學(xué)生就能夠明確各種機(jī)床電力拖動(dòng)的控制要求了。然后，教師在課堂上講解各種機(jī)床電路的工作原理。這種教學(xué)模式可以使學(xué)生明確識(shí)圖思路，很容易讀懂電氣控制電路圖，從而提高識(shí)圖能力。
先識(shí)主，后識(shí)輔先識(shí)主，就是從主回路開(kāi)始識(shí)圖。首先，要看清楚設(shè)備由幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的作用，結(jié)合加工工藝分析電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法，有無(wú)正反轉(zhuǎn)控制，采用何種制動(dòng)方式。
其次，要弄清楚用電設(shè)備是由什么電氣元件控制的。有的用刀開(kāi)關(guān)控制，有的用接觸器或繼電器控制。再次，了解主電路中其他元器件的作用，通常主電路中除了用電器和控制用的接觸器與繼電器外，還有電源開(kāi)關(guān)、熔斷器及保護(hù)電器。最后，看電源。
看主電路電源是380V，還是220V。主電路電源是由母線匯流環(huán)供電或配電屏供電的。后識(shí)輔，就是識(shí)讀輔助電路時(shí)應(yīng)從主電路入手，根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內(nèi)容。
控制內(nèi)容包括啟動(dòng)、方向控制、調(diào)速控制和制動(dòng)控制等。由于有各種不同類(lèi)型的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，其電路圖中的輔助電路也各不相同。輔助電路包含控制電路、信號(hào)電路和照明電路。
例如，筆者在給學(xué)生講解國(guó)產(chǎn)X62W型萬(wàn)能銑床電路圖時(shí)，也是先組織學(xué)生到工廠或?qū)嵙?xí)車(chē)間了解銑床的結(jié)構(gòu)組成、運(yùn)動(dòng)形式，讓學(xué)生明確了電力拖動(dòng)控制要求�；氐秸n堂后，再給學(xué)生講解電路工作原理。教師應(yīng)具備在黑板上繪圖的能力。例如，根據(jù)銑床的控制要求，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主電路的識(shí)讀。
主電路共有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)：
（1）M1是主軸電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工，由KM1接觸器控制啟動(dòng)和停止，由倒順開(kāi)關(guān)SA3作為M1的換向開(kāi)關(guān)。筆者引導(dǎo)學(xué)生分析的同時(shí)把控制主軸電動(dòng)機(jī)的主電路畫(huà)在黑板上。
�。�2）M2是進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)用來(lái)拖動(dòng)工作臺(tái)前后、左右、上下6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3和KM4控制。同時(shí)將控制進(jìn)給電路機(jī)的主回路在黑板上畫(huà)出來(lái)。
�。�3）M3是冷卻泵電動(dòng)機(jī)，用來(lái)供應(yīng)冷卻液，當(dāng)M1啟動(dòng)后，M3才能啟動(dòng)，用手動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ2來(lái)控制，將控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)的主電路畫(huà)出來(lái)。三臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別用FR1、FR2、FR3作過(guò)載保護(hù)，將保護(hù)元件補(bǔ)畫(huà)齊全。
教師邊講解邊畫(huà)圖的方式引導(dǎo)學(xué)生識(shí)圖，使學(xué)生容易接受和理解。在識(shí)讀完主電路后，再引導(dǎo)學(xué)生識(shí)讀控制電路。識(shí)讀控制電路時(shí)應(yīng)從主回路入手，因?yàn)橹鬏S電動(dòng)機(jī)M1采用兩地控制方式，所以?xún)傻氐膯?dòng)按鈕并接在一起，兩地的停止按鈕串接在一起。
筆者從控制變壓器二次側(cè)開(kāi)始畫(huà)出主軸電動(dòng)機(jī)的控制回路。邊講解邊將進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的控制回路依次畫(huà)出，最后再把照明電路和信號(hào)顯示電路畫(huà)出來(lái)。筆者用這種教學(xué)方式給學(xué)生講解識(shí)讀各種機(jī)床電路，使學(xué)生讀懂電路圖。
化整為零，識(shí)讀各局部電路任何復(fù)雜電路都是由一些基本環(huán)節(jié)電路組成的。因此，掌握基本環(huán)節(jié)電路的工作原理是掌握機(jī)床電氣運(yùn)行、安裝和檢修的基礎(chǔ)。
分析控制電路可根據(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)，將控制回路化整為零地進(jìn)行分析。如果控制電路較復(fù)雜，則可先排除照明或顯示等與控制關(guān)系不密切的電路，以便集中精力進(jìn)行分析。
分析控制電路的過(guò)程是：首先，看控制電源是交流還是直流，從何處接入及其電壓等級(jí)�？刂齐娫匆话闶菑闹麟娐返膬蓷l相線接入，其電壓為380V;也有從主回路的一條相線和零線上接入，其電壓為220V;此外也有從專(zhuān)用隔離電源變壓器接入，常用的電壓有110V、36V、24V、12V和6V等。其次，看輔助電路是如何控制主電路的。
在復(fù)雜的輔助電路圖中，整個(gè)輔助電路構(gòu)成一條大回路。在大回路中又分成幾條獨(dú)立的小回路，每條小回路控制一個(gè)用電器或一個(gè)動(dòng)作。當(dāng)某條小回路形成閉合回路有電流流過(guò)時(shí)，在回路中的接觸器或繼電器動(dòng)作，把電動(dòng)機(jī)接入電源或切除電源。
再次，研究其他電器設(shè)備和電器元件，如整流設(shè)備、照明燈等，要了解它們的線路走向和作用。例如，筆者給學(xué)生講解識(shí)讀M1432A型萬(wàn)能外圓磨床電路時(shí)，首先，指導(dǎo)學(xué)生分析控制回路電源，使學(xué)生知道控制電源是由控制變壓器TC將380V交流電壓降為110V、24V和6V，110V電壓供給控制回路，24V供給照明電路，6V作為信號(hào)電路的電源。
其次，根據(jù)M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的控制要求引導(dǎo)學(xué)生分析識(shí)讀控制回路是如何控制主回路的。因?yàn)橹骰芈分杏形迮_(tái)電動(dòng)機(jī)，所以整個(gè)控制回路中有五條獨(dú)立的小回路。
如果將整個(gè)控制回路分成五個(gè)局部控制電路來(lái)分析識(shí)讀，那么就使識(shí)圖簡(jiǎn)單化了。教師先指導(dǎo)學(xué)生分析識(shí)讀每條小回路形成閉合回路時(shí)，各接觸器或繼電器是如何把電動(dòng)機(jī)接入電源或從電源切除。教師應(yīng)將每個(gè)局部控制電路都給學(xué)生講解清楚。最后，再指導(dǎo)學(xué)生識(shí)讀與控制電路關(guān)系不密切的磨床照明燈和指示燈電路。
集零為整，統(tǒng)觀全局，總結(jié)特點(diǎn)經(jīng)過(guò)化整為零初步分析了每個(gè)局部電路的工作原理以及部分之間的控制關(guān)系之后，必須用“集零為整”的方法，檢查整個(gè)控制電路，看是否有遺漏。特別要從整體角度進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個(gè)電氣元件的作用。
在識(shí)圖過(guò)程中還應(yīng)統(tǒng)觀全部電路，觀察局部電路之間的關(guān)系，電路中設(shè)有哪些保護(hù)環(huán)節(jié)，以便對(duì)整個(gè)電路有清晰的了解。對(duì)電路中的每一個(gè)回路、電器中的每一個(gè)觸點(diǎn)的作用都應(yīng)了解清楚，為總結(jié)特點(diǎn)做準(zhǔn)備。電路中一切電氣元件都不是孤立的，而是互相聯(lián)系、互相制約的。在電路中有用電氣元件A控制電氣元件B，甚至有用電氣元件B去控制電氣元件C。這種互相制約的關(guān)系有時(shí)表現(xiàn)在同一個(gè)回路，有時(shí)表現(xiàn)在不同的幾個(gè)回路中。
例如，在指導(dǎo)學(xué)生分析識(shí)讀CA6140型車(chē)床電路時(shí)，當(dāng)控制主軸電動(dòng)機(jī)的接觸器KM1通電吸合后，KM1輔助觸頭閉合，這時(shí)控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)的接觸器KM2才能得電，實(shí)現(xiàn)由電氣元件KM1控制電氣元件KM2。
又如，分析識(shí)讀X62W型萬(wàn)能銑床電路時(shí)，當(dāng)控制主軸電動(dòng)機(jī)的接觸器KM1得電吸合后，KM1常開(kāi)觸頭閉合，控制工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的接觸器KM3和KM4才能獲得電源。上述兩個(gè)實(shí)例就是順序聯(lián)鎖控制的典型。還有X62W型萬(wàn)能銑床，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)需要正反轉(zhuǎn)控制。因此，控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)接觸器KM3和KM4的常閉觸點(diǎn)要互串線圈電路相互制約，保證兩個(gè)接觸器不能同時(shí)工作。
M1432A型萬(wàn)能外圓磨床，控制頭架電動(dòng)機(jī)高低速的兩個(gè)接觸器和控制內(nèi)、外圓砂輪電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)接觸器都需要相互制約，保證兩個(gè)接觸器不能同時(shí)工作。這種互相制約的控制關(guān)系就是電氣互鎖，又叫電氣閉鎖。在集零為整、統(tǒng)觀全局識(shí)讀完各種機(jī)床電氣控制電路圖后，應(yīng)該將電路中是否存在順序聯(lián)鎖控制及電氣互鎖控制等給學(xué)生總結(jié)出來(lái)。
以上所介紹的電氣控制電路圖的識(shí)圖思路是筆者在多年教學(xué)中經(jīng)常應(yīng)用的教學(xué)方法。在教學(xué)中應(yīng)針對(duì)實(shí)際情況靈活運(yùn)用，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力及識(shí)圖、畫(huà)圖能力。
