零基础学电工 · 如何看懂电路图

ESim电工课堂ESim电工仿真·官方教程M3~如何看懂电路图从电气符号到完整图纸八大章节由浅入深零基础也能真正看懂电路图先主后控、从左到右·化整为零·触点画常态结合ESim电工仿真动手验证看得越多，符号越熟，速度越快1目录本文导读·八大章节由浅入深ESim电工课堂壹电路图是什么—电气的"通用语言"——类比引入与三大分类贰看图前必知：电气符号—图形符号+文字符号·触点画常态叁看图第一原则：先主后控—主电路负责做功，控制电路负责指挥肆读主电路：五步法—电源→开关→保护→控制→保护→负载伍读控制电路：化整为零—一个线圈+一串触点·串联与、并联或陆四大基本控制单元—点动·自锁·互锁·联锁——识图的金钥匙柒综合实战：星三角启动—五步法+化整为零+四大单元全部用上捌总结回顾：识图口诀与自测—口诀背熟，五题自测，看图能力练出来2壹·电路图是什么电气的"通用语言"——用三个类比认识电路图ESim电工课堂1.1类比引入：电气的"通用语言"乐谱之于音乐家看五线谱就知道乐曲怎么演奏地图之于旅行者看地图就知道路怎么走电路图之于电工知道设备有哪些元件、怎么连接、按下按钮会发生什么可以说，电路图是全世界电工之间约定俗成的"通用语言"——在中国画的电路图，拿到国外电工手里照样能看懂，因为大家用的都是同一套国际标准符号。1.2定义：什么是电路图电路图是用国家标准规定的图形符号和文字符号，表示电气设备之间连接关系的图样。它把真实的电气设备"翻译"成符号：一个按钮画成一条小斜线加一个小柄，一台电机画成一个圆圈加一个"M"。关键：真实设备的尺寸、颜色、安装位置统统不重要，重要的是谁和谁连、怎么工作。3壹·电路图是什么ESim电工课堂1.3电路图的三大分类——各司其职图类表示内容用途识图难度电气原理图电路的工作原理：元件怎么连、怎么动作分析电路、排查故障（识图重点）较抽象，但最核心电气接线图实际接线位置与线号：端子几号、线往哪接安装接线、配线施工直观，但信息琐碎电器布置图元件安装位置：装在柜内哪个位置设备安装、布局规划最简单一句话总结原理图是"设计图纸"（告诉你电路怎么工作），接线图是"施工图纸"（告诉工人怎么接）。本教程重点讲原理图——先看懂原理图，接线图自然迎刃而解。4贰·看图前必知：电气符号认识两套符号标准，牢记"触点画常态"这一识图第一约定ESim电工课堂2.1两套符号标准：图形符号+文字符号图形符号——画在图纸上的"图形语言"按国家标准GB/T4728绘制（与国际电工委员会IEC60617一一对应）。例：触点画成两个圆点加一条斜线；按钮画成小斜线加小柄；电机画成圆圈加"M"。文字符号——图纸上的"元件姓名"按国家标准GB/T7159标注，由一个或几个拉丁字母表示，如KM（接触器）、FR（热继电器）。规则："类别字母+功能/序号"——KM1、KM2区分同类中的不同元件。两者配合使用图形符号告诉你"是什么元件"，文字符号告诉你"是哪个元件"。ESim电工仿真的元件面板提供图形控件（GB标准符号）和实物控件双模式，画出的图与国标完全一致。5贰·常用元件符号表本教程最重要的一张表（表2-1）——后面所有电路图都用得上ESim电工课堂文字符号名称电气符号主要作用QF断路器总开关，带短路、过载自动脱扣功能FU熔断器短路保护：电流异常增大时熔体熔断KM接触器线圈得电吸合，带动所有KM触点动作KM接触器主触点接在主电路，通断大电流，给电机送电KM辅助常开触点接在控制电路，用于自锁、联锁等KM辅助常闭触点常闭=常态闭合、得电断开，用于互锁FR热继电器热元件串入主电路，过载时双金属片弯曲文字符号名称电气符号主要作用FR热继电器常闭触点串入控制回路，过载时断开、保护停机SB按钮常开（动合）按下闭合，用于启动SB按钮常闭（动断）按下断开，用于停止KT时间继电器线圈得电后开始延时计时KT延时闭合常开触点延时T后闭合，如星三角的切换M三相异步电机把电能变成机械能，驱动设备HL指示灯显示电路运行状态（运行/停止）小提示·注意区分熔断器（矩形+斜杠）和热继电器热元件（矩形套在导线上）画法不同、功能也不同——前者管短路，后者管过载，后面第四章还会专门强调。注：以上元器件取自ESim电工仿真-制图版（ESim电工制图1.003版）6贰·常开与常闭触点看懂电路图最关键的一对概念——NO/NCESim电工课堂2.4常开触点（NO）vs常闭触点（NC）常开触点（动合NO）常态：断开得电后：闭合▼例：启动按钮SB、接触器的辅助常开触点常闭触点（动断NC）常态：闭合得电后：断开▼例：停止按钮SB、热继电器的常闭触点识图第一约定（最重要！）原理图中所有触点都画成"未通电、未受外力"的常态！常开触点画成断开的斜线，常闭触点画成连通的斜线。看电路时，先看常态，再看动作后——不要一看到接触器KM就以为它已经在吸合状态。这是初学者最容易栽的跟头。7叁·看图第一原则：先主后控、从左到右一张图纸两大区块：主电路负责做功，控制电路负责指挥ESim电工课堂3.1什么是主电路、什么是控制电路主电路——强电回路·负责"做功"•电流路径：电源→开关→保护→接触器主触点→热继电器→电机•流过大电流（几安到几百安），三相380V（L1、L2、L3）•回答的问题："这台设备吃什么电、怎么转"控制电路——弱电回路·负责"指挥"•主要由按钮、接触器线圈、辅助触点等组成•电流很小（几十毫安到几安），一般取220V（一相火线+零线）•回答的问题："怎么让设备启动、停止、换向"为什么先主后控？主电路告诉我们"这台设备干什么"（有多大功率、怎么接的），控制电路告诉我们"怎么控制它"。先看主电路建立整体印象，再看控制电路理解动作逻辑——顺序反了，很容易一头扎进细节里出不来。8叁·先主后控ESim电工课堂3.2主电路vs控制电路对比项主电路控制电路电流大小大电流（几安到几百安）小电流（几十毫安到几安）电压三相380V（L1、L2、L3）一般单相220V（L+N）功能做功：给电机、设备送电指挥：控制接触器线圈得电/失电主要元件QS、FU、KM主触点、FR、MSB按钮、KM线圈、KM辅助触点、KT、HL画法位置画在左侧（或上方）画在右侧（或下方）看图总顺序：先看主电路（从电源到负载·从左到右）·后看控制电路（从上到下）分区示意主电路常用粗线绘制（青绿色粗线），控制电路用细线绘制（墨绿色细线）——先凭线宽分区域，再按顺序细读。9肆·读主电路：五步法五步走完主电路，电流走向一目了然ESim电工课堂4.1五步法——看任何一台设备的原理图都适用1找电源——三相380V：L1、L2、L3（两条火线就是380V，三条火线就是三相380V）2找总开关——隔离开关QS或断路器QF，负责给整台设备送电/断电3找短路保护——熔断器FU，防止短路烧毁设备4找控制元件——接触器KM主触点，由控制电路控制主电路的通断5找过载保护——热继电器FR热元件，防止电机长时间过载烧毁口诀：电源→开关→保护→控制→保护→负载记住五步走完，最后一个元件就是负载——在电机控制电路里通常是三相异步电机M。10肆·每个元件在干什么ESim电工课堂4.2主电路四个关键元件QS隔离开关合闸送电、分闸断电。断开后形成明显的断口，检修时确认断电全看它。FU熔断器电流异常增大（如短路）时熔体熔断，切断短路电流，保护导线和电机。KM接触器主触点由KM线圈指挥——线圈得电主触点闭合电机通电，线圈失电主触点断开电机停转。FR热继电器热元件电流过大时双金属片弯曲，推动常闭触点断开，让控制回路失电、电机停车。千万注意：两种保护分工不同！热继电器FR只能做过载保护，不能做短路保护——短路时电流来得太快，热元件还来不及弯曲，导线已经烧了；熔断器FU只能做短路保护，不能做过载保护——过载电流较小，熔体可能长时间不熔断。两者一前一后配合，各管一摊，谁也不能替代谁。11图4-1·典型电机全压启动主电路五步法标注：电源→总开关→短路保护→控制元件→过载保护→负载ESim电工课堂123456①电源②总开关③短路保护④控制元件⑤过载保护⑥负载口诀：电源→开关→保护→控制→保护→负载12伍·读控制电路：化整为零把看似复杂的控制电路，拆成一条条"线圈回路"来看ESim电工课堂5.1核心思想：按线圈分解核心思想控制电路看起来很乱：横的竖的线缠在一起。但记住——控制电路就是"一个线圈+一串触点"的组合。线圈是"终点"，触点决定线圈能不能得电。方法分四步：第1步·数线圈控制电路里有几个线圈（KM、KT、KA……），就有几条"主线"第2步·找回路每个线圈找一条"得电回路"：从电源L出发→经过各触点→到达线圈→回到N第3步·辨逻辑回路上的串联触点=与逻辑（全部闭合才得电）；并联触点=或逻辑（任一路通就得电）第4步·看联动同一文字符号的元件一起动作——KM线圈得电，所有KM触点（主触点+辅助触点）同时动作串联=与（AND）：全部满足，才得电并联=或（OR）：任一满足，就得电13图5-1·自锁控制回路分解一个线圈、一条回路、串并联分明——最常见的入门电路ESim电工课堂LNSB1常闭SB2常开KM线圈KM自锁①②KM自锁触点并联在SB2两端→松开按钮也能保持得电看控制电路的正确姿势："跟着电流走"想象电流从L出发，一路穿过一个个触点，看它能不能到达线圈——能到，线圈就吸合；被某个断开触点挡住，线圈就失电。读完一条回路再读下一条，再复杂的控制电路也能拆明白。ESim结合在ESim电工仿真中运行仿真时，线圈是否得电会通过状态变色实时显示。你读完图先判断"线圈得不得电"，再看仿真颜色对不对——正好验证你的读图能力。14陆·四大基本控制单元点动、自锁、互锁、联锁——识图的金钥匙，几乎所有电机控制电路都由它们组合而成ESim电工课堂点动结构：只有启动按钮+线圈，无自锁功能：按下转、松开停应用：电动葫芦、对刀、调试自锁（重点）结构：启动按钮两端并联KM辅助常开触点功能：保持运行+失压保护应用：通风机、水泵、传送带互锁结构：对方常闭触点串联在本方线圈回路功能：防止两接触器同时吸合应用：正反转、星三角切换联锁结构：前级常开触点串联在后级回路功能：按顺序启动/停止应用：多台设备顺序起停自锁找"并联"，互锁找"串联"识图的金钥匙拿到任何一张电机控制图，先找它由哪几个基本单元组合而成——单元认全了，电路就懂了大半。15陆·单元一：点动控制按下转、松开停——最简单的控制电路ESim电工课堂LNSB常开KM线圈工作过程按下SB→KM线圈得电→电机转动松开SB→KM线圈失电→电机停止特点与应用场景特点：没有自锁，电机不能保持运行。应用场景：电动葫芦点动升降、车床对刀、设备调试等"点一下就动一下"的场合。16陆·单元二：自锁控制（重点）自锁控制=点动控制+启动按钮两端并联KM自身辅助常开触点ESim电工课堂LNSB1常闭SB2常开KM线圈KM自锁①②工作过程第1步·按下SB2KM线圈得电→KM辅助常开触点闭合第2步·松开SB2电流改走KM自锁触点→继续给线圈供电→电机保持运行第3步·按下SB1常闭停止按钮→回路断开→线圈失电→电机停止隐藏功能：失压保护电源突然停电时，KM失电复位、自锁触点断开；恢复供电后电路不会自己启动，必须重新按SB2——防止"来电自启动"造成事故。17陆·单元三：互锁控制防止两个接触器同时吸合——正反转的安全保障ESim电工课堂LNKM2常闭KM1线圈KM1常闭KM2线圈①②①正转回路②反转回路为什么必须互锁？电机正反转需要两个接触器KM1（正转）、KM2（反转）。危险在于：如果两个接触器同时吸合，主电路会相间短路！互锁就是防止这一点：在KM1线圈回路串联KM2的常闭辅助触点，在KM2线圈回路串联KM1的常闭辅助触点——KM1吸合时其常闭触点断开，KM2回路被切断，两接触器永远不可能同时吸合。18陆·单元四：联锁（顺序控制）用前一级的常开触点，去"卡"后一级的回路ESim电工课堂LNKM1线圈KM1常开KM2线圈①②①M1启动回路②M2启动回路联锁思路顺序控制要求设备按顺序启动，例如M1先启动、M2才能启动：把KM1的辅助常开触点串联在M2的启动回路里。KM1不吸合，KM2回路就不同，M2根本启动不了——这就是"联锁"。应用：多台设备顺序起停。想一想如果要求"M1、M2只能同时启动"，该怎么改？——把KM1辅助常开触点串联到M1、M2两个回路里即可。19陆·四大单元对比ESim电工课堂6.5四大单元对比与实战验证单元结构特征功能典型应用点动只有启动按钮+线圈，无自锁按下转、松开停电动葫芦、对刀、调试自锁启动按钮两端并联KM辅助常开保持运行+失压保护通风机、水泵、传送带互锁对方常闭触点串联在本方线圈回路防止两接触器同时吸合正反转、星三角切换联锁前级常开触点串联在后级回路按顺序启动/停止多台设备顺序起停位置错了，电路就不工作！自锁触点必须并联在启动按钮两端；互锁触点必须串联在对方线圈回路。接反位置，轻则失去自锁/互锁功能，重则短路烧机。看图时特别注意：自锁找"并联"，互锁找"串联"。ESim动手验证在ESim电工仿真中分别搭建点动电路和自锁电路，运行仿真，观察同一个按钮在两种电路中的差别：点动电路松开按钮电机就停，自锁电路松开按钮电机继续转。再把KM1、KM2加上互锁触点，试试正反转切换。20柒·综合实战：星三角启动五步法+化整为零+四大单元，全部用上ESim电工课堂7.1启动瞬间的难题直接启动的麻烦电机直接启动时，启动电流高达额定电流的4~7倍：冲击电网造成电压骤降、冲击设备造成机械冲击，还会加速电机老化。星三角启动的妙处启动时先把电机接成星形（Y）降压启动，转速上来后再切换成三角形（Δ）全压运行——启动电流只有直接启动的约1/3。4~7倍直接启动时，启动电流高达额定电流的4~7倍约1/3星三角启动，启动电流降为直接启动的约1/3轻载/空载适合轻载、空载启动；重载请改用软启动器、变频器适用与限制星三角启动只适合空载或轻载启动的设备（风机、水泵、传送带等）。重载或频繁启动的场合，需要改用软启动器或变频器。设备铭牌上会标注"△/Y380V/660V"，表示这台电机支持星三角启动。口诀：直接启动电流4~7倍·星三角启动降到约1/321图7-1·星三角启动电路六端子电机U1V1W1/U2V2W2：尾部短接=Y接，尾部经跨接母线接回首端=Δ接ESim电工课堂工作过程·Y→Δ①启动·Y接KM、KM-Y吸合，电机按Y接法降压启动，启动电流约为直接启动的1/3②延时·KT计时KT时间继电器得电开始计时（如5s），电机转速逐渐上升③切换·Δ接运行KT延时到→KM-Y断开、KM-Δ吸合，电机转入Δ接全压运行必须互锁：KM-Y、KM-Δ不同时吸合KM-Y、KM-Δ同时吸合=短路！互锁：KM-Y线圈串KM-Δ常闭触点，KM-Δ线圈串KM-Y常闭触点。22柒·星三角启动的四个主角三个接触器+一个时间继电器，各司其职ESim电工课堂7.3四个元件的分工KM主接触器接在主电路上。吸合→电机得电；断开→电机失电。负责电机电源的通断。KM-Y星形接触器吸合时把电机三个尾端U2、V2、W2短接在一起→电机接成星形（Y），降压启动。KM-Δ三角形接触器吸合时把三个尾端依次接回首端（U2→V1、V2→W1、W2→U1）→电机接成三角形（Δ），全压运行。KT时间继电器得电开始延时。延时一到，自动让KM-Y断开、KM-Δ吸合，完成Y→Δ切换。三个接触器的配合KM负责"送电"，KM-Y负责"Y接降压"，KM-Δ负责"Δ接全压"。KM-Y与KM-Δ必须互锁，绝不允许同时吸合；KT是"指挥官"，按整定时间下达切换命令。ESim观察技巧在ESim电工仿真中，接触器线圈得电时会变色显示——启动瞬间你能亲眼看到KM、KM-Y先吸合，几秒后KM-Y熄灭、KM-Δ亮起。23柒·星三角启动元件表表7-1·各元件作用一目了然ESim电工课堂元件作用说明QS隔离开关总开关：合闸送电、分闸断电形成明显断口，检修时确认断电FU熔断器短路保护电流异常增大时熔体熔断KM主接触器控制电机得电/失电吸合后电机得电KM-Y星形接触器星形接法降压启动三个尾部短接成中性点KM-Δ三角形接触器三角形接法全压运行尾部依次接回首端FR热继电器过载保护双金属片弯曲，断开常闭触点KT时间继电器延时控制Y→Δ切换延时到自动切换SB1/SB2停止/启动按钮SB1常闭停止·SB2常开启动注：以上元件文字符号按GB/T7159标注；图形符号取自ESim电工仿真-制图版（ESim电工制图1.003版）24柒·工作过程：一按启动，自动切换Y接降压启动→KT延时→Δ接全压运行ESim电工课堂7.4三个阶段的完整动作①Y接启动KM、KM-Y吸合→②延时切换KT计时（如5s）→③Δ接运行KM-Δ吸合Y接降压启动KM、KM-Y同时吸合，电机三个尾端短接成中性点，按Y接法启动，启动电流约为直接启动的1/3。KT延时计时KT时间继电器得电开始计时，电机转速逐步上升；延时到达设定时间后，KT触点动作，发出切换指令。Δ接全压运行KM-Y断电断开、KM-Δ吸合，电机三个尾端接回首端，按Δ接法全压运行，进入正常工作状态。为什么能自动切换？全靠KT时间继电器：KM、KM-Y先吸合（Y接启动），同时KT得电计时；KT延时到，其延时触点动作——切断KM-Y、接通KM-Δ，整个过程不需要人再操作。切换时间一般整定在3~10s，根据负载轻重调整：负载轻可取短时间，负载重或转速要求高可适当延长。Y接降压启动→KT延时→Δ接全压运行ESim动手验证在ESim电工仿真中搭建星三角启动电路，把KT整定时间设为5s，运行仿真，观察电机从Y接启动、延时、到Δ接运行的完整切换过程。25捌·识图口诀总复习八章内容浓缩成六句口诀，背熟它们，看图能力立竿见影ESim电工课堂8.1六句口诀，背熟它