全彩速学电工识图(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者:蔡杏山,蔡玉山

出版社:电子工业出版社

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全彩速学电工识图

全彩速学电工识图试读:

前言

电工技术和电子技术的区别在于,电工技术是强电技术,处理的电压高、电流大;而电子技术属于弱电技术,主要处理电压低、电流小的电信号。电工技术和电子技术在以前的区分还比较明显,但在现代社会,两种技术融合越来越紧密,大量的电气设备操作既需要有电工技术,又需要有电子技术。当今社会既需要电工技术人才和电子技术人才,更需要同时掌握电子、电工技术的复合型人才。

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电气图是一种用图形符号、线框或简化外形来表示电气系统或设备各组成部分相互关系及其连接关系的一种简图,主要用来阐述电气工作原理,描述电气产品的构造和功能,并提供产品安装和使用方法。1.1电气图的分类

电气图的分类方法很多,如根据应用场合不同,可分为电力系统电气图、船舶电气图、邮电通信电气图、工矿企业电气图等。按最新国家标准规定,电气信息文件可分为功能性文件(如系统图、电路图等)、位置文件(如电气平面图)、接线文件(如接线图)、项目表、说明文件和其他文件。1.1.1 系统图

系统图又称概略图或框图,是用符号和带注释的框来概略表示系统或分系统的基本组成、相互关系及其主要特征的一种简图。图1-1为某变电所的供电系统图,该图表示变电所用变压器将10kV电压变换成380V的电压,再分成三条供电支路,图(a)是用图形符号表示的系统图,图(b)是用带文字的框表示的系统图。1.1.2 电路图

电路图是按工作顺序将图形符号从上到下、从左到右排列并连接起来,用来详细表示电路、设备或成套装置的全部组成和连接关系,而不考虑其实际位置的一种简图。通过识读电路图可以详细理解设备的工作原理、分析和计算电路特性及参数,所以这种图又称为电气原理图、电气线路图。

图1-2为三相异步电动机的点动控制电路,该电路由主电路和控制电路两部分构成,其中主电路由电源开关QS、熔断器FU1和交流接触器KM的3个主触点和电动机组成,控制电路由熔断器FU2、按钮开关SB和接触器KM线圈组成。供电系统图图1-1 某变电所的供电系统图控制电路图1-2 三相异步电动机的点动控制电路点动控制过程当合上电源开关QS时,由于接触器KM的3个主触点处于断开状态,电源无法给电动机供电,电动机不工作。若按下按钮开关SB, L1、L2两相电压加到接触器KM线圈两端,有电流流过KM线圈,线圈产生磁场吸合接触器KM的3个主触点,使3个主触点闭合,三相交流电源L1、L2、L3通过QS、FU1和接触器KM的3个主触点给电动机供电,电动机运转。此时,若松开按钮开关SB,无电流通过接触器线圈,线圈无法吸合主触点,3个主触点断开,电动机停止运转。1.1.3 接线图

接线图是用来表示成套装置、设备或装置的连接关系,用以进行安装、接线、检查、实验和维修等的一种简图。图1-3是三相异步电动机的点动控制电路(见图1-2)的接线图,从图中可以看出,接线图中的各元件连接关系除了要与电路图一致外,还要考虑实际的元件,如KM接触器由线圈和触点组成,在画电路图时,接触器的线圈和触点可以画在不同位置,而在画接线图时,则要考虑到接触器是一个元件,其线圈和触点是在一起的。控制电路接线图图1-3 三相异步电动机点动控制电路的接线图1.1.4 电气平面图

电气平面图是用来表示电气工程项目的电气设备、装置和线路的平面布置图,它一般是在建筑平面图的基础上制作出来的。常见的电气平面图有电力平面图、变配电所平面图、供电线路平面图、照明平面图、弱电系统平面图、防雷和接地平面图等。

图1-4是某工厂车间的动力电气平面图。图中的BLV-500(3×35-1×16)SC40-FC表示外部接到配电箱的主电源线规格及布线方式,其含义为:BLV-布线用的塑料铝导线;500-导线绝缘耐压为22500V;3×35-1×16-3根截面积为35mm和1根截面积为16mm的导线;SC40-穿直径为40mm的钢管;FC-沿地暗敷(导线穿入电线管后埋入地下)。图中的1、2/5.5+0.16意为1、2号机床的电动机功率均为5.5kW,机床安装离地16cm。1.1.5 设备元件和材料表

设备元件和材料表是将设备、装置、成套装置的组成元件和材料列出,并注明各元件和材料的名称、型号、规格和数量等,便于设备的安装和维修,也能让读图者更好地了解各元器件和材料在装置中的作用和功能。设备元件和材料表是电气图的重要组成部分,可将它放置在图中的某一位置,如果数量较多也可单独放置在一页。(表1-1是三相异步电动机点动控制电路(见图1-3)的设备元件和材料表。)动力电气平面图图1-4 某工厂车间的动力电气平面图表1-1 三相异步电动机点动控制电路的设备元件和材料表

电气图种类很多,前面介绍了一些常见的电气图,对于一台电气设备,不同的人接触到的电气图可能不同,一般来说,生产厂家具有较齐全的设备电气图(如系统图、电路图、印制板图、设备元件和材料列表等),为了技术保密或其他一些原因,厂家提供给用户的往往只有设备的系统图、接线图等形式的电气图。1.2电气图的制图与识图规则

电气图是电气工程通用的技术语言和技术交流工具,它除了要遵守国家制定的与电气图有关的标准外,还要遵守机械制图、建筑制图等方面的有关规定,因此制图和识图人员有必要了解这些规定与标准,限于篇幅,这里主要介绍一些常用的规定与标准。1.2.1 图纸格式、幅面尺寸和图幅分区1.图纸格式

电气图图纸的格式与建筑图纸、机械图纸的格式基本相同,一般由边界线、图框线、标题栏、会签栏组成。电气图纸的格式如图1-5所示。

电气图应绘制在图框线内,图框线与图纸边界之间要有一定的留空。标题栏相当于图纸的铭牌,用来记录图样的名称、图号、张次、更改和有关人员签署等内容的栏目,位于图纸的下方或右下方,目前我国尚未规定统一的标题栏格式,图1-6是典型的标题栏格式。会签栏通常用作水、暖、建筑和工艺等相关专业设计人员会审图纸时签名,如无必要,也可取消会签栏。图纸格式图1-5 电气图图纸格式图1-6 典型的标题栏格式2.图纸幅面尺寸

电气图图纸的幅面一般分为五种:0号图纸(A0)、1号图纸(A1)、2号图纸(A2)、3号图纸(A3)、4号图纸(A4)。电气图图纸的幅面尺寸规格见表1-2,从表中可以看出,如果图纸需要装订时,其装订边宽(a)留空要多一些。表1-2 电气图图纸的幅面尺寸规格(单位:mm)3.幅面分区

对于一些大幅面、内容复杂的电气图,为了便于确定图纸内容的位置,可对图纸进行分区。分区的方法是将图纸按长、宽方向各加以等分,分区数为偶数,每一分区的长度为25~75mm,每个分区内竖边方向用大写字母编号,横边方向用阿拉伯数字编号,编号顺序从图纸左上角(标题栏在右下角)开始。

图纸分区的作用相当于在图纸上建立了一个坐标,图纸中的任何元件位置都可以用分区号来确定,如图1-7所示,接触器KM线圈位置分区代号为B4,接触器KM触点的分区代号为C2。分区代号用该区域的字母和数字表示,字母在前,数字在后。给图纸分区后,不管图纸多复杂,只要给出某元件所在的分区代号,就能在图纸上很快找到该元件。图纸分区示例图1-7 图纸分区示例1.2.2 图线和字体等规定1.图线

图线是指图中用到的各种线条。国家标准规定了8种基本图线,分别是粗实线、细实线、中实线、双折线、虚线、粗点画线、细点画线和双点画线。8种基本图线形式及应用见表1-3。图线的宽度一般为0.25mm、0.35mm、0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.4mm。在电气图中绘制图线时,以粗实线的宽度为b为基准,其他图线宽度应按规定,以b为标准按比例(1/2、1/3)选用。表1-3 8种基本图线形式及应用2.字体

文字包括汉字、字母和数字,是电气图的重要组成部分。根据国家标准规定,文字必须做到字体端正、笔画清楚、排列整齐、间隔均匀。其中汉字采用国家正式公布的长仿宋体,字母可采用大写、小写、正体和斜体,数字通常采用正体。

字号(字体高度,单位:mm)可分为20号、14号、10号、7号、5号、3.5号、2.5号和1.8号8种,字宽约为字高的2/3。3.箭头

电气图中主要使用开口箭头和实心箭头,如图1-8所示,开口箭头常用于表示电气连接上电气能量或电气信号的流向,实心箭头表示力、运动方向、可变性方向或指引线方向。图1-8 两种常用箭头4.指引线

指引线用于指示注释的对象。指引线一端指向注释对象,另一端放置注释文字。电气图中使用的指引线主要有三种形式,如图1-9所示,若指引线末端需指在轮廓线内,可在指引线末端使用黑圆点,如图(a)所示,若指引线末端需指在轮廓线上,可在指引线末端使用箭头,如图(b )所示,若指引线末端需指在电气线路上,可在指引线末端使用斜线,如图(c)所示。指引线图1-9 指引线的三种形式5.围框

如果电气图中有一部分是功能单元、结构单元或项目组(如电器组、接触器装置),可用围框(点画线)将这一部分围起来,围框的形状可以是不规则的。在电气图中采用围框时,围框线不应与元件符号相交(插头、插座和端子符号除外)。

在图1-10(a)的细点画线围框中为两个接触器,每个接触器都有三个触点和一个线圈,用一个围框可以使两个接触器的作用关系看起来更加清楚。如果电气图很复杂,一页图纸无法放置时,可用围框来表示电气图中的某个单元,该单元的详图可画在其他页图纸上,并在图框内进行说明,如图1-10(b)所示,表示该含义的围框应用双点画线。使用举例图1-10 围框使用举例6. 比例

电气图上画的图形大小与物体实际大小的比值称为比例。电气原理图一般不按比例绘制,而电气位置平面图等常按比例绘制或部分按比例绘制。对于采用比例绘制的电气平面图,只要在图上测出两点距离就可按比例值计算出现场两点间的实际距离。

电气图采用的比例一般为1∶10、1∶20、1∶50、1∶100、1∶200和1∶500。7.尺寸

尺寸是制造、施工、加工和装配的主要依据。尺寸由尺寸线、尺寸界线、尺寸起止点(实心箭头和45°斜短画线)和尺寸数字四个要素组成。尺寸标注如图1-11所示。

电气图纸上的尺寸通常以mm(毫米)为单位,除特殊情况外,图纸上一般不标注单位。标注形式图1-11 尺寸标注的两种方式8.注释

注释的作用是对图纸上的对象进行说明。注释可采用两种方式:①将注释内容直接放在所要说明的对象附近,如有必要,可使用指引线;②给注释对象和内容加相同标记,再将注释内容放在图纸的别处或其他图纸上。

若图中有多个注释时,应将这些注释进行编号,并按顺序放在图纸边框附近。如果是多张图,一般性注释通常放在第一张图上,其他注释则放在与其内容相关的图上。在注释时,可采用文字、图形、表格等形式,以便更好地将对象表达清楚。1.2.3 电气图的布局

图纸上的电气图布局是否合理,对正确快速识图有很大影响。电气图布局的原则是:便于绘制、易于识读、突出重点、均匀对称、清晰美观。速学在电气图布局时,可按以下步骤进行:①明确电气图的绘制内容。在电气图布局时,要明确整个图纸的绘制内容(如需绘制的图形、图形的位置、图形之间的关系、图形的文字符号、图形的标注内容、设备元件明细表和技术说明等)。②确定电气图布局方向。电气图布局方向有水平布局和垂直布局,如图1-12所示。在水平布局时,将元件和设备在水平方向布置;在垂直布局时,应将元件和设备在垂直方向布置。③确定各对象在图纸上的位置。在确定各对象在图纸的位置时,需要了解各对象形状大小,以安排合理的空间范围,在安排元件的位置时,一般按因果关系和动作顺序从左到右、从上到下布置。

如图1-13(a)所示,当SB1闭合时,时间继电器KT线圈得电,一段时间后,得电延时闭合KT触点闭合,接触器KM线圈得电,KM常开自锁触点闭合,锁定KM线圈得电,同时KM常闭连锁触点断开,KT线圈失电,KT触点断开,如图1-13(a)采用图1-13(b)一样的元件布局,虽然电气原理与图1-13(a)相同,但识图时不符合习惯。布局图1-12 电气图的两种布局方向图1-13 元件的布局示例1.3电气图的表示方法1.3.1 电气连接线的表示方法

电气连接线简称导线,用于连接电气元件和设备,其功能是传输电能或传递电信号。1.导线的一般表示方法(1)导线的符号

导线的符号如图1-14所示,一般符号可表示任何形式的导线,母线是指在供配电系统中使用的粗导线。导线符号图1-14 导线的符号(2)多根导线的表示

在表示多根导线时,可用多根单导线符号组合在一起表示,也可用单线来表示多根导线,如图1-15所示,如果导线数量少,可直接在单线上画多根45°短画线,若导线根数很多,通常在单线上画一根短画线,并在旁边标注导线根数。多根导线图1-15 多根导线的表示举例(3)导线特征的表示

导线的特征主要有导线材料、截面积、电压、频率等,导线的特征一般直接标在导线旁边,也可在导线上画45°短画线来指定该导线特征,如图1-16所示。在图1-16(a)中,3N-50Hz380V表示有3根相线、1根中性线、导线电源频率和电压分别为50Hz和380V, 3×10+1×422表示3根相线的截面积为10mm、中性线的截面积为4mm。在图1-16(b)中,BLV-3×6-PC25-FC表示有3根铝芯塑料绝缘导线、导线2的截面积为6mm,用管径为25mm塑料电线管(PC)埋地暗敷(FC)。导线特征图1-16 导线特征表示举例(4)导线换位的表示

在某些情况下需要导线相序变换、极性反向和导线的交换,可采用如图1-17所示的方法来表示,图中表示L1和L3相线互换。导线换位图1-17 导线换位表示举例2. 导线连接点的表示方法

导线连接点有T形和十形,对于T形连接点,可加黑圆点,也可不加,如图1-18(a)所示,对于十形连接点,如果交叉导线电气上不连接,交叉处不加黑圆点,如图1-18(b)所示,如果交叉导线电气上有连接关系,交叉处应加黑圆点,如图1-18(c)所示,导线应避免在交叉点改变方向,应跨过交叉点再改变方向,如图1-18(d)所示。导线连接点图1-18 导线连接点表示举例3.导线连接关系表示

导线的连接关系有连续表示法和中断表示法。(1)导线连接的连续表示

表示多根导线连接时,既可采用多线形式,也可以采用单线形式,如图1-19所示,采用单线形式表示导线连接可使电气图看起来简单清晰。常见的导线单线连接形式如图1-20所示。导线连续图1-19 导线连接的多线与单线形式图1-20 常见的导线单线连接表示形式(2)导线连接的中断表示

如果导线需要穿越众多的图形符号,或者一张图纸上的导线要连接到另一张图纸上,这些情况下可采用中断方式来表示导线连接。导线连接的中断表示如图1-21所示,图(a)采用在导线中断处加相同的标记来表示导线连接关系,图(b)采用在导线中断处加连接目标的标记来表示导线连接关系。1.3.2 电气元件的表示方法1.复合型电气元件的表示方法

有些电气元件只有一个完整的图形符号(如电阻器),有些电气元件由多个部分组成(如接触器由线圈和触点组成),这类电气元件称为复合型电气元件,其不同部分使用不同图形符号表示。对于复合型电气元件,在电气图中可采用集中方式表示、半集中方式表示或分开方式表示。导线中断图1-21 导线连接的中断表示示例(1)电气元件的集中方式表示

集中方式表示是指将电气元件的全部图形符号集中绘制在一起,用直虚线(机械连接符号)将全部图形符号连接起来。电气元件的集中方式表示如图1-22(a)所示,简单电路图中的电气元件适合用集中方式表示。(2)电气元件的半集中方式表示

半集中方式表示是指将电气元件的全部图形符号分散绘制,用虚线将全部图形符号连接起来。电气元件的半集中方式表示如图1-22(b)所示。(3)电气元件的分开方式表示

分开方式表示是指将电气元件的全部图形符号分散绘制,各图形符号都用相同的项目代号表示。与半集中表示相比,电气元件采用分开方式绘制可以减少电气图上的图线(虚线),且更灵活,但由于未用虚线连接,识图时容易遗漏电气元件的某个部分。电气元件的分开表示如图1-22(c)所示。电气元件的表示方法图1-22 复合型电气元件的表示方法图1-22 复合型电气元件的表示方法(续)2.电气元件状态的表示速学在绘制电气元件图形符号时,其状态均按“正常状态”表示,即元件未受外力作用、未通电时的状态。例如:①继电器、接触器应处于非通电状态,其触点状态也应处于线圈未通电时对应的状态。②断路器、隔离开关和负荷开关应处于断开状态。③带零位的手动控制开关应处于零位置,不带零位的手动控制开关应在图中规定位置。④机械操作开关(如行程开关)的状态由机械部件的位置决定,可在开关附近或别处标注开关状态与机械部件位置之间的关系。⑤压力继电器、温度继电器应处于常温和常压时的状态。⑥事故、报警、备用等开关或继电器的触点应处于设备正常使用的位置,如有特定位置,应在图中加以说明。⑦复合型开闭器件(如组合开关)的各组成部分必须表示在相互一致的位置上,而不管电路处于何种工作状态。3.电气元件触点的绘制规律

对于电类继电器、接触器、开关、按钮等电气元件的触点,在同一电路中,在加电或受力后各触点符号的动作方向应绘成一致,其绘制规律为“左开右闭,下开上闭”。当触点符号垂直放置时,动触点在静触点左侧为常开触点(也称动合触点),动触点在右侧为常闭触点(又称动断触点),如图1-23(a)所示。当触点符号水平放置时,动触点在静触点下方为常开触点,动触点在静触点上方为常闭触点,如图1-23(b)所示。电气元件触点图1-23 电气元件触点的绘制规律4. 电气元件标注的表示

电气元件的标注包括项目代号、技术数据和注释说明等。(1)项目代号的表示

项目代号是区分不同项目的标记,如电阻项目代号用R表示,多个不同电阻分别用R1, R2, …表示。项目代号一般表示规律如下:

①项目代号的标注位置尽量靠近图形符号。

②当元件水平布局时,项目代号一般应标在元件图形符号上方,如图1-24(a)中的VD、R;当元件垂直布局时,项目代号一般标在图形符号左方,如图1- 24(a)中的C1、C2。

③对围框的项目代号应标注在其上方或右方。图1-24 电气元件的项目代号和技术数据表示例图(2)技术数据的表示

元件的技术数据主要包括元件型号、规格、工作条件、额定值等。技术数据一般表示规律如下:

①技术数据的标注位置尽量靠近图形符号。

②当元件水平布局时,技术数据一般应标在元件图形符号下方,如图1-24(a)中的2AP9、1kΩ;当元件垂直布局时,技术数据一般标在项目代号的下方或右方,如图1-24(a)中的0.01μF、10μF。

③对于集成电路、仪表等方框符号或简化外形符号,技术数据可标在符号内,如图1-24(b)中的AT89S51。(3)注释说明的表示

元件的注释说明可采用两种方式:①将注释内容直接放在所要说明的元件附近,如图1-25所示,如有必要,注释时可使用指引线;②给注释对象和内容加相同标记,再将注释内容放在图纸的别处或其他图纸上。

若图中有多个注释时,应将这些注释进行编号,并按顺序放在图纸边框附近。如果是多张图,一般性注释通常放在第一张图上,其他注释则放在与其内容相关的图上。注释时可采用文字、图形、表格等形式,以便更好地将对象表达清楚。元件注释

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