Виды электрических схем, упрощенный электропроект квартиры своими руками. Схемы электрические принципиальные Как читать эл схемы

Принципиальная схема — это схема, в которой каждая деталь отображается условно-графическим обозначением (УГО). Принципиальные схемы позволяют понять как работает устройство, как его детали соединены друг с другом. Кроме того, схема электрическая принципиальная является исходным заданием для конструктора. По принципиальной схеме и перечню элементов он разрабатывает конструкцию печатной платы и изделия в целом.

Дело в том, что устройство современной радиотехнической аппаратуры очень сложно, и разобраться в нем, просто рассматривая его конструкцию невозможно. Именно поэтому в начале XX века придумали упрощенное изображение деталей — УГО, а соединения стали отображать не рисунками реальных проводов, а линиями, которые могут проходить только вертикально и горизонтально и пересекаться между собой только под прямым углом.

Это правило позволяет не закрывать одну деталь другой, и один провод другим, как это может произойти в реальной конструкции изделия, а видеть их одновременно. При этом если в месте пересечения провода соединяются, то на этом пересечении линий ставится точка, а если провода не соединяются, точка не ставится. Пример простой принципиальной схемы устройства приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 Принципиальная схема включения светодиода

На этой схеме последовательно соединены между собой гальванический элемент GB1, резистор R1 и светодиод VD1.

До середины XX века для того, чтобы показать, что провода не соединяются, в месте пересечения линий проводили дугу. Затем для дальнейшего упрощения принципиальных схем дуги рисовать перестали. При этом в англоязычных странах, где очень сильны традиции, дугу на пересечении проводов продолжают рисовать до сих пор.

Рисунок 2 Принципиальная схема предварительного усилителя

В схеме предварительного усилителя звука, приведенной на рисунке 2, на пересечении линий возле эмиттера транзистора VT1, проводники соединять не нужно. Поэтому в этом месте точка не поставлена.

Детали в схемах электрических принципиальных обычно располагаются так, чтобы сигнал распространялся слева направо. Это позволяет легко читать схемы. Однако иногда это неудобно и может затруднить чтение схемы. Тогда сигнал может подводиться с других направлений. В этом случае в схеме на линии, обозначающей проводник, показывается стрелочка направления передачи сигнала.

Рисунок 3 Обозначение направления передачи сигнала по проводнику

Следует различать принципиальные схемы, которые приводятся на рисунках в книгах или в пояснительных записках документации на изделие, и схемы электрические принципиальные, которые являются по своей сути чертежами (отдельными документами). На рисунках обычно рядом с обозначением элементов проставляются значения их номиналов, типов транзисторов и названия микросхем. Пример принципиальной схемы, приводимой на рисунке, показан ниже:

Рисунок 4 Пример принципиальной схемы

На этой схеме рядом с элементом стоит не только его порядковый номер, но и его номинал. Например, возле диодного моста VD1 указан его тип КД906А, возле резистора R1 указано его значение 100 килоОм. Следует отметить, что для сокращения места для обозначения номинала на принципиальной схеме применяются сокращения. Например если возле резистора стоит число без букв, то это в омах, если после цифры стоит буква "к", то номинал резистора указан в килоомах, а если после цифр следует буква "М", то значение резистора указано в мегаомах. В качестве дополнительной информации может быть указана мощность резистора. Она показывается при помощи черточек на его условно-графическом обозначении.

Точно так же указывается значение емкости конденсатора. Если после цифр следуют буквы "мк", или цифры заканчиваются запятой с нулем, например, 10,0 то емкость указана в микрофарадах. Если после цифр присутствует буква "н", то емкость приведена в нанофарадах. Если емкость указана только цифрами, то это пикофарады.

Схемы электрические принципиальные, как и остальные чертежи, выполняются на листах стандартных размеров с обязательным применением чертежной рамки. Они могут быть размещены на нескольких листах. На первом листе схемы выполняется основная надпись по форме 1. На остальных листах применяется форма 2а.

Рисунок 5 Рамка формата А3 с основной надписью по форме 1

Формат основной надписи на чертежах с размерами в соответствии с ГОСТ 2.104-2006 приведен на рисунке 6.

Рисунок 6 Основная надпись чертежа для первого листа схемы электрической принципиальной

Формат надписи на втором и последующих листах чертежей с размерами:

Рисунок 7 Надпись на остальных страницах схемы

Следует учесть, что схема электрическая принципиальная является основным документом, по которому конструктор разрабатывает печатные платы изделия и его конструкцию. Для этого мало знать номиналы и мощность элементов схемы. Более того, номинальные значения конденсаторов и резисторов коструктора вообще не интересуют.

Перечень элементов

При разработке принципиальных схем приходится учитывать большое количество параметров радиоэлектронных элементов, таких как сопротивление, рассеиваемая мощность, габариты, посадочные места, возможность автоматизированной сборки, минимальное и максимальное рабочее давление, устойчивость к воздействию влаги, вибрации, ускорения и т.д. Все эти параметры описываются в ГОСТах, ТУ или DATASHEET для иностранных микросхем. Их невозможно все привести на принципиальной схеме, поэтому список примененных в ней радиоэлектронных элементов сводится в отдельный документ — перечень элементов.

Перечень элементов схемы электрической принципиальной оформляется по правилам текстового документа. Размеры ячеек таблицы перечня элементов и надписи в ее шапке приведены на рисунке 6.

Рисунок 7 Внешний вид перечня элементов

Поз. обозн.	Наименование	Кол.	Примечание

А1	Субблок 21-С. ХХХХ.ХХХХХХ.051	1
А2…А4	Субблок АТС. ХХХХ.ХХХХХХ.012	3

С1...С3
	ОЖ0.460.10 ТТУ	3

	Резисторы С2-33Н ОЖ0.467.093 ТУ
	Резисторы С2-29В ОЖ0.467.099 ТУ
R1…R4	С2-33Н-0,5-3,3 кОм±5%-А-В-В	4
R5	С2-33Н-0,5-10 кОм±5%-А-В-В	1
R6	С2-29В-0,5-8,98 Ом±5%-1,0-Б	1
R1…R3	Резистор С2-33Н-0,5-3,3 кОм±5%-А-В-В
	ОЖ0.467.093 ТУ	3

Р1	1.1 Сумматор

С1, С2	Конденсатор К10-17а-Н90-0,22мкФ
	ОЖ0.460.10 ТТУ	2
V1…V4
	Диод 2Д510А ТТ3.362.096 ТУ	4

Условно-графическое обозначение резисторов различных типов приведено на рисунке 6

Рисунок 6 Условно-графическое обозначение резисторов на принципиальной схеме

Дата последнего обновления файла 03.02.2018

При разработке силовых, осветительных сетей и автоматических систем управления применяют различные виды и типы электрооборудования, проводок, приборов и средств автоматизации, соединяемые с объектом управления и между собой по определённым схемам. В зависимости от используемого оборудования. приборов и средств автоматизации (электрических, пневматических, гидравлических и т.п.) разрабатываются различные схемы их соединений..

В соответствии с ГОСТ 2.701-76 схемы разделяются на следующие виды и типы:

Виды схем:

Электрические – Э;

Гидравлические – Г;

Пневматические – П;

Кинематические – К;

Комбинированные – С.

Типы схем:

Структурные – 1;

Функциональные – 2;

Принципиальные – 3;

Соединений – 4;

Подключений – 5;

Общие – 6;

Расположения – 7.

Электрической схемой называют упрощённое наглядное изображение связей между отдельными элементами электрической цепи, выполненное с помощью условных графических обозначений и позволяющие понять принцип действия электрической установки.

Структурные – отражают укрупнённую структуру системы управления и взаимосвязи между пунктами контроля и управления объектов. Основные элементы изображаются в виде прямоугольников, связи между элементами показывают стрелками, направленными от воздействующего элемента на воздействуемый.

Функциональная схема – отражает функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, сигнализации, управления и регулирования технологического процесса и определяющие оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации.

Принципиальные схемы – отражают с достаточной полнотой состав элементов, вспомогательной аппаратуры и связей между ними, входящих в отдельный узел автоматизации и дающих детальное представление о принципе его работы. На основание принципиальных схем разрабатывают схемы внешних и внутренних соединений.

Схемы соединений – показывает сведения о внутренних соединениях изделия.

Схема подключения – содержит сведения о соединениях между отдельными элементами электроустановок и рабочих механизмов.

Схемы общие – содержат общие и специальные сведения по проекту.

Схема расположения – поясняет расположение аппаратов в пространстве, содержит сведения о путях и способах прокладки электропроводки.

Из 7 типов электрических схем основными являются принципиальные схемы , отражающие с достаточной полнотой и наглядностью взаимные связи между отдельными элементами, входящими в состав установки и дающие исчерпывающие сведения о принципе ее работы.

Принципиальные схемы служат основанием для разработки схем соединений и подключений, составления спецификации и заявок на оборудование, приборы и аппараты на стадии подготовки к монтажу. На стадии монтажа, наладки и эксплуатации установки принципиальная схема является основным руководящим техническим документом.

По назначению принципиальные схемы разделяют на схемы силовых цепей (цепи главного тока), схемы вспомогательных цепей (цепи управления, контроля, сигнализации), совмещенные схемы. При совмещенном начертании схем цепи главного тока выделяют более жирными линиями.

Принципиальные схемы могут выполняться совмещенным и разнесенным способами. Совмещенные изображения (рис.2.3,а) применяют в схемах, при этом все части каждого прибора располагают в непосредственной близости и заключают обычно в прямоугольный и круглый контур, выполненный тонкой линией. Чаще всего принципиальные схемы выполняют разнесенным способом (рис.2.3,б), при котором условные графические обозначения составных частей приборов располагают в различных местах, но таким образом, чтобы отдельные цепи были изображены наиболее наглядно. Принадлежность различных частей к одному и тому же аппарату устанавливается позиционным обозначением. Отдельные элементы оборудования (рубильники, предохранители, электромагнитные пускатели, реле, резисторы, конденсаторы и т.п.) соединяют между собой проводами и кабелями, пользуясь схемами соединений , представляющими собой документ, прилагаемый заводом изготовителем электроустановки или аппарата, содержащий сведения о внутренних соединениях изделия. На схемах соединений приборы и аппараты изображают упрощенно в виде прямоугольников, над которыми изображена окружность, разделенная горизонтальной чертой. Цифры в числителе указывают порядковый номер изделия, в знаменателе проставляется буквенно-цифровое обозначение элемента по ГОСТ 2.710-81 (см.рис.2.4).

Рисунок 2.3. Принципиальные электрические схемы управления электропроводами: а) совмещенные; б) разнесенные.

Рисунок2.4. Электрическая схема соединений.

Электрическое, как и технологическое оборудование, устанавливают на опорные основания (например, в цехах), пользуясь схемами, изображенными на планах зданий и сооружений и чертежами,- называемыми в этом случае схемами расположения . Схема расположения поясняют расположение аппаратов в пространстве и содержат сведения о путях и способах прокладки проводов (рис.2.5)

Рисунок 2.5. Схема расположения.

Сведения о соединениях между собой отдельных устройств (шкафов, пультов, панелей управления, клемм элементов электроустановки) и особенностях выполнения таких соединений содержат схемы подключения (рис.2.6).

Рисунок 2.6. Схема подключений.

Коммутирующие аппараты на схемах изображают в отключенном состоянии (т.е. при отсутствии тока в обмотках реле, контакторов, электромагнитных пускателей и т.п. и внешних принудительных сил, воздействующих на отдельные аппараты).

Для опознавания участков цепи и составления схем соединений, цепи в принципиальных схемах маркируют. Силовые цепи переменного тока маркируются буквами, обозначающими фазы, и последовательными числами. Так, цепи трехфазного переменного тока маркируют буквами А, В, С, N, цепи двухфазного тока - А, В; В, С; С, А - и однофазного тока - А,N; В,N; С,N.

В схемах постоянного тока участкам цепей с положительной полярностью присваивают нечетные числа, а с отрицательной - четные. Входные и выходные участки цепи маркируют с указанием полярности: плюс (+) и минус (-), а средний проводник - буквой Nили М. Цепи постоянного тока могут маркироваться последовательными числами.

Цепи управления, защиты, сигнализации, автоматики, измерения маркируются последовательными числами в пределах изделия.

На схемах маркировку проставляют у концов или в середине участка цепи, слева от изображения вертикальной цепи и над изображением горизонтальной цепи.

Схемы соединения могут иметь либо графический метод начертания, когда провода, жгуты и кабели, соединяющие зажимы аппаратов показывают на схеме отдельными линиями (аналогично тому, как выполняется принципиальная схема совмещенным способом (см.рис.2.3,а), линии одного направления допускается изображать одной утолщенной, которая у мест присоединения ответвляется на отдельные линии, либо, в случае затруднения их чтения, адресный метод , при котором линии, изображающие провода, жгуты и кабели, обрывают вблизи мест присоединения (рис.2.4). У зажимов аппаратов при этом показывают лишь отрезки проводов, на полках которых записывают в виде дроби, в которой в числителе - порядковый номер изделия или его буквенно-цифровое обозначение; в знаменателе - номер контакта, например 1/3 или ИМ/3.

В местах присоединения жил проводов и кабелей к аппаратам на схемах соединений изображают выводные зажимы в виде окружностей, внутри которых проставляют их маркировку (заводскую или специально присвоенную).

При высоком уровне автоматизации и большом количестве аппаратуры в схеме, монтаж электрических проводок выполняют по схемам соединений, которые составляют в виде таблиц, где записывают сведения о проводах и адреса присоединения, таблица 2.3.

1) условные обозначения, определяемые ГОСТ 2.751-73, ГОСТ 2.755-74, ГОСТ 2.756-76;

2) принцип действия отдельных аппаратов, входящих в состав установки;

3) свойства последовательного и параллельного соединения контактов и других элементов схем.

При чтении схем следует соблюдать определенную последовательность:

Определить источник электропитания и основные пути энергии от источника к потребителю;

Расчленить схему на простейшие цепи;

Уяснить роль каждого элемента, входящего в отдельные простейшие цепи;

Рассмотреть условия взаимодействия аппаратов, входящих в состав электроустановки.

Таблица 2.3Соединения проводок.

Проводник	Откуда идет	Куда поступает	Данные проводов	Примечание
Передняя стенка
60 К 4/8 К 5/17 ПВ 1х1
58 К 4/17 К 5/8
59 К 4/ ХТ/ 3
21 И/5 ХТ/ 7

Начинать надо с рассмотрения цепи основного аппарата, управляющего работой потребителя. Потом определить, контакты каких аппаратов входят в эту цепь и как они влияют на работу основного аппарата. Затем следует рассмотреть цепи аппаратов, управляющих этими контактами и т.д.

Рассмотрим в качестве примера работу схемы, изображенной на рис.2.3. Наибольшей наглядностью в чтении (лучше прослеживаются отдельные цепи) обладает схема, выполненная разнесенным способом (рис.2.3,б). Из схемы видно, что электродвигатель (М) питается от сети 380/220 В с частотой 50 Гц. Защите электрической цепи от короткого замыкания осуществляется автоматическим выключателемQF. Дистанционный пуск и остановка- электромагнитным пускателем (КМ), снабженным электротепловым реле (КК) для защиты его от перегрузок. Управление электродвигателем осуществляется кнопками "пуск" и "стоп" (SВ).

При нажатии SВ (кнопка "пуск" с замыкающим контактом) и включенном автоматическом выключателеQFобразуется замкнутая электрическая цепь: зажим С1-размыкающий контакт с самовозвратомSВ (кнопка "стоп"), замыкающий контактSВ, катушка электромагнитного пускателя КМ, размыкающий контакт электротеплового реле КК, нулевой провод сетиN. В электромагните КМ создается магнитное поле. Якорь, притягиваясь к сердечнику, увлекает траверсу, на которой закреплены подвижные главные и блокировочные контакты. Силовые контакты КМ замыкают цепь главного тока (электродвигатель включается), а блокировочный замыкающий контакт КМ шунтирует кнопку "пуск", так как она с пружинным самовозвратом и замкнута лишь на нажатии (поэтому блокировочный контакт КМ часто называют контактом самопитания).

Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку SВ с размыкающими контактами ("стоп"). При этом обесточивается катушка КМ, главные контакты электромагнитного пускателя разомкнутся и отключат электродвигатель. Защита электродвигателя от перегрузок осуществляется тепловым реле КК, работающим следующим образом. При превышении заданного значения электрического тока в цепи питания электродвигателя сработает тепловое реле КК и своим размыкающим контактом разомкнет цепь питания катушки электромагнитного пускателя, что в свою очередь приведет к размыканию его главных контактов и электродвигатель отключится.

Схемой предусмотрена также световая сигнализация работы электродвигателя. При неработающем электродвигателе горит сигнальная лампа НL2, при работающем- НLI.

Последовательность чтения структурных схем:

На рассматриваемом чертеже читаем все надписи;

Выясняем значение всех незнакомых условных обозначений и изображений;

Последовательно рассматривают агрегатные щиты контроля и производств, диспетчерские щиты и пульты;

Определяют виды и направления оперативной связи между пунктами контроля и управления.

Выясняют наличие связей рассматриваемой структуры управления с другими уровнями управления.

Условные буквенные и графические обозначения на электрических принципиальных схемах

При выполнении схем применяют следующие графические обозначения:

1) условные графические обозначения, установленные в стандартах Единой системы конструкторской документации, а также построенные на их основе;

2) прямоугольники;

3) упрощенные внешние очертания (в том числе аксонометрические).

При необходимости применяют нестандартизованные условные графические обозначения.

При применении нестандартизованных условных графических обозначений и упрощенных внешних очертаний на схеме приводят соответствующие пояснения.

Условные графические обозначения, для которых установлено несколько допустимых (альтернативных) вариантов выполнения, различающихся геометрической формой или степенью детализации, следует применять, исходя из вида и типа разрабатываемой схемы в зависимости от информации, которую необходимо передать на схеме графическими средствами. При этом на всех схемах одного типа, входящих в комплект документации, должен быть применен один выбранный вариант обозначения.

Применение на схемах тех или иных графических обозначений определяют правилами выполнения схем определенного вида и типа.

Условные графические обозначения элементов изображают в размерах, установленных в стандартах на условные графические обозначения.

Размеры условных графических обозначений, а также толщины их линий должны быть одинаковыми на всех схемах для данного изделия (установки).

Примечания :

1. Все размеры графических обозначений допускается пропорционально изменять.

2. Условные графические обозначения элементов, используемых как составные части обозначений других элементов (устройств), допускается изображать уменьшенными по сравнению с остальными элементами (например, резистор в ромбической антенне, клапаны в разделительной панели).

Графические обозначения на схемах следует выполнять линиями той же толщины, что и линии связи.

Условные графические обозначения элементов изображают на схеме в положении, в котором они приведены в соответствующих стандартах, или повернутыми на угол, кратный 90°, если в соответствующих стандартах отсутствуют специальные указания. Допускается условные графические обозначения поворачивать на угол, кратный 45, или изображать зеркально повернутыми.

Если при повороте или зеркальном изображении условных графических обозначений может нарушиться смысл или удобочитаемость обозначения, то такие обозначения должны быть изображены в положении, в котором они приведены в соответствующих стандартах.

Линии связи выполняют толщиной от 0,2 до 1,0 мм в зависимости от форматов схемы и размеров графических обозначений. Рекомендуемая толщина линий от 0,3 до 0,4 мм.

Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений.

В отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линии связи, длину которых следует по возможности ограничивать.

3. Линии связи, переходящие с одного листа или одного документа на другой, следует обрывать за пределами изображения схемы без стрелок.

Рядом с обрывом линии связи должно быть указано, обозначение или наименование, присвоенное этой линии (например, номер провода, номер трубопровода, наименование сигнала или его сокращенное обозначение и т.п.), и в круглых скобках номер листа схемы и зоны при ее наличии при выполнении схемы на нескольких листах, например, лист 5 зона А6 (5, А6), или обозначение документа, при выполнении схем самостоятельными документами, на который переходит линия связи.

Линии связи должны быть показаны, как правило, полностью. Линии связи в пределах одного листа, если они затрудняют чтение схемы, допускается обрывать. Обрывы линий связи заканчивают стрелками. Около стрелок указывают места обозначений прерванных линий, например, подключения, и (или) необходимые характеристики цепей, например, полярность, потенциал, давление, расход жидкости и т.п.

Элементы (устройства, функциональные группы), входящие в изделие и изображенные на схеме, должны иметь обозначения в соответствии со стандартами на правила выполнения конкретных видов схем.

Обозначения могут быть буквенные, буквенно-цифровые и цифровые. Обозначения элементов (устройств, функциональных групп), специфических для определенных отраслей техники, должны быть установлены отраслевыми стандартами.

Оборудование и установки на планах силовой и осветительной сети представляются в соответствии с ГОСТ 21.614-84 «Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах». Основные условные графические изображения на планах силовой и осветительной сети представлены в таблице 2.4, а условные обозначения электрических аппаратов в таблице 2.4.

Размеры изображений приводятся на чертежах в масштабе 1:100. При выполнении изображений в других масштабах, размеры изображений следует изменять пропорционально размеру чертежа, при этом размер (диаметр или сторона) условного изображения электрооборудования должна быть не менее 1,5 мм. Размеры изображений щитов, шкафов, пультов, ящиков, электротехнических устройств и электрооборудования открытых распределительных устройств следует принимать по их фактическим размерам в масштабе чертежа. Допускается увеличивать их размер для возможности изображения всех труб с проводкой, подходящих к ним.

Таблица 2.4. Условные графические изображения на планах силовой и осветительной сети.

	Наименование	Изображение
I. Электропроводки.
1. Обозначение линий электропроводки.
	Общее изображение
	Трёхпроводная линия
	Линия напряжением 36 В
	Линия заземления, зануления
2. Открытая прокладка электропроводки.
	Открытая прокладка кабеля
	Тросовая электропроводка
	Прокладка проводки в лотке
	Прокладка проводки в коробе
	Прокладка проводки под плинтусом
3. Проводка в трубах.
	Общее обозначение
	Открытая прокладка
	Скрытая прокладка
	Проводка уходит на более высокую отметку или приходит с высокой
	Проводка уходит на более низкую отметку или приходит с низкой
II. Оборудование.
	Коробка ответвительная
	Коробка вводная
	Коробка, ящик протяжной
	Коробка, ящик с зажимами
	Щиток магистральный рабочего освещения
	Щиток групповой рабочего освещения
	Шкаф, панель с односторонним обслуживанием
	Шкаф, панель с двухсторонним обслуживанием
	Выключатель, общее обозначение
	Выключатель для открытой установки с IP 20, IP23: Однополюсный Двухполюсный Трёхполюсный
	Выключатель для скрытой проводки: Однополюсный Двухполюсный Трёхполюсный
	Выключатель для открытой установки с IP 44, IP55: Однополюсный Двухполюсный Трёхполюсный
	Переключатели с IP 20, IP23
	Штепсельная розетка открытая двухполюсная с IP 20, IP23
	Штепсельная розетка открытая двухполюсная сдвоенная с IP 20, IP23
	Штепсельная розетка скрытая двухполюсная
	Штепсельная розетка открытая двухполюсная сдвоенная
	Штепсельная розетка открытая двухполюсная с IP 44, IP55
	Штепсельная розетка с защитным контактом с IP 44, IP55
	Светильник с лампой накаливания
	Светильник с лампой накаливания на тросе
	Светильник с лампой накаливания на кронштейне
	Светильник с ГЛНД
	Светильник с ГЛВД

	Прожектор
	Патрон стеновой
	Патрон подвесной
	Магнитный пускатель

Назначение электрических принципиальных схем

Принципиальная схема - это схема электрических соединений, выполненная в развернутом виде. Она является основной схемой проекта электрооборудования производственного механизма и дает общее представление об электрооборудовании данного механизма, отражает работу системы автоматического управления механизмом, служит источником для составления схем соединений и подключений, разработки конструктивных узлов и оформления перечня элементов.

По принципиальной схеме осуществляется проверка правильности электрических соединений при монтаже и наладке электрооборудования. От качества разработки принципиальной схемы зависит четкость работы производственного механизма, его производительность и надежность в эксплуатации.

Десять правил составления электрических принципиальных схем

1. Составление принципиальной электросхемы производственного механизма проводится на основании требований технического задания . В процессе составления принципиальной схемы уточняются также типы, исполнения и технические данные электродвигателей, электромагнитов, конечных выключателей, контакторов, реле и т. п.

Напомним, что на принципиальной схеме все элементы каждого электрического устройства, аппарата или прибора показываются отдельно и размещаются для удобства чтения схемы в различных местах ее в зависимости от выполняемых функций. Все элементы одного и того же устройства, машины, аппарата и т. п. снабжаются одинаковым буквенно-цифровым обозначением, на пример: KM1 - контактор линейный первый, KT - реле времени и т. п.

2. На электрической принципиальной схеме показываются все электрические связи между входящими в нее элементами электрооборудования производственного механизма. На принципиальных схемах силовые цепи обычно размещают слева и изображают их толстыми линиями, а цепи управления помещают справа и чертят тонкими линиями.

Принципиальная схема проектируется с использованием существующих типовых узлов и схем автоматического управления электропроводами(например, схем магнитных контроллеров и защитных панелей - для кранов, схем узлов перехода от наладочного режима к автоматическому при помощи раздельных кнопок управления или переключателя режимов - для металлорежущих станков и т. д.).

3. Релейно-контактные схемы необходимо составлять с учетом минимальной загрузки контактов реле, контакторов, путевых выключателей и т. д., применяя для снижения коммутируемой ими мощности усилительные устройства: электромагнитные, полупроводниковые усилители и др.

4. Для повышения надежности работы схемы нужно выбрать наиболее простой вариант, имеющий наименьшее количество органов управления, аппаратов и контактов. Для этой цели следует, например, применять общие аппараты защиты для электродвигателей, не работающих одновременно, а также осуществлять управление вспомогательными приводами от аппаратов главного привода, если они работают одновременно.

5. Цепи управления в сложных схемах следует присоединять к сети через трансформатор, понижающий напряжение до 110 В. Это исключает электрическую связь силовых цепей с цепями управления и устраняет возможность ложных срабатываний релейно-контактных аппаратов при замыканиях, на землю в цепях их катушек. Относительно простые схемы электрического управления допускается присоединять непосредственно к питающей сети.

6. Подача напряжения на силовые цепи и цепи управления должна производиться посредством вводного пакетного выключателя или автоматического выключателя. При применении на металлорежущих станках или других машинах только двигателей постоянного тока в схеме управления следует использовать также аппаратуру постоянного тока.

7. Различные контакты одного и того же электромагнитного аппарата (контактора, реле, командоконтроллера, путевого выключателя и др. рекомендуется по возможности подключать к одному полюсу или фазе сети. Это позволяет осуществить более надежную работу аппаратов (отсутствует вероятность пробоя и замыкания по поверхности изоляции между контактами). Из этого правила следует, что один вывод катушки всех электрических аппаратов по возможности нужно подключать к одному полюсу цепи управления.

8. Для обеспечения надежной работы электрооборудования должны быть предусмотрены средства электрической защиты и блокировки. и аппараты защищаются от возможных коротких замыканий. и недопустимых перегрузок. В схемах управления электроприводами станков, молотов, прессов, мостовых кранов обязательна нулевая защита для устранения возможности самозапуска электродвигателей при снятии и последующей подаче напряжения питания.

Электрическая схема должна быть построена так, чтобы при перегорании предохранителей, обрыве цепей катушек, приваривании контактов не возникало аварийных режимов работы электропривода. Кроме того, схемы управления должны иметь блокировочные связи для предотвращения аварийных режимов при ошибочных действиях оператора, а также для обеспечения заданной последовательности операций.

9. В сложных схемах управления необходимо предусмотреть сигнализацию и электроизмерительные приборы, позволяющие оператору (станочнику, крановщику) наблюдать за режимом работы электроприводов. Сигнальные лампы обычно включаются на пониженное напряжение: 6, 12, 24 или 48 В.

10. Для удобства эксплуатации и правильного монтажа электрооборудования зажимы всех элементов электроаппаратов, электрических машин (главные контакты, вспомогательные контакты, катушки, обмотки и др.) и провода на схемах маркируются.

Участки (зажимы элементов схемы и соединяющие их провода) цепей постоянного тока положительной полярности маркируются нечетными числами, а отрицательной полярности - четными числами. Цепи управления переменного тока маркируются аналогично, т. е. все зажимы и провода, присоединяемые к одной фазе, маркируются нечетными числами, а к другой фазе - четными.

Общие точки соединений нескольких элементов на схеме имеют один и тот же номер. После прохождения цепи через катушку, контакт, сигнальную лампу, резистор и т. п. номер изменяется. Для выделения отдельных видов цепей индексация производится так, чтобы цепи управления имели номера от 1 до 99, цепи сигнализации - от 101 до 191 и т. д.

Здравствуйте, друзья! Сегодня мы рассмотрим один из этапов проектирования электрических устройств – составление электрических схем . Однако рассматривать их мы будем очень поверхностно, поскольку многое из того, что необходимо для проектирования, нам еще неизвестно, а минимальные знания уже необходимы. Тем не менее, эти начальные знания помогут нам в дальнейшем при чтении и составлении электрических схем. Тема довольно скучная, но правила есть правила и их необходимо соблюдать. Итак…

Что же такое электрическая схема? Какие они бывают? Зачем нужны? Как их составлять и как их читать? Начнем с того, какие же вообще схемы существуют. Для того, чтобы унифицировать составление технической документации (а схемы есть ни что иное, как часть этой документации) в нашей стране, Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29 августа 1984 г. № 3038 был введен Государственный Стандарт (ГОСТ) «Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению», иначе именуемый ГОСТ 2.701-84, которому должны подчиняться любые схемы, выполненные вручную или автоматизированным способом, изделий всех отраслей промышленности, а также электрические схемы энергетических сооружений (электрических станций, электрооборудования промышленных предприятий и т. п.). Этим документом определены следующие виды схем:

электрические;
гидравлические;
пневматические;
газовые (кроме пневматических);
кинематические;
вакуумные;
оптические;
энергетические;
деления;
комбинированные.

Нас в первую очередь будет интересовать самый первый пункт – электрические схемы, которые составляются для электрических устройств. Однако ГОСТ определено так же несколько типов схем в зависимости от основного назначения:

структурные;
функциональные;
принципиальные (полные);
соединений (монтажные);
подключения;
общие;
расположения;
объединенные.

Сегодня мы рассмотрим электрические принципиальные схемы и основные правила их составления. Остальные виды схем имеет смысл рассматривать после того, как будут изучены электрические компоненты, и обучение подойдет к этапу проектирования сложных устройств и систем, тогда другие виды схем будут иметь смысл. Что же такое электрическая принципиальная схема и зачем она нужна? Согласно ГОСТ 2.701-84 схема принципиальная – схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними и, как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия (установки). Такие схемы, например, поставлялись в документации к старым советским телевизорам. Это были огромные листы бумаги формата А2 или даже А1, на которых указывались абсолютно все составляющие телевизора. Наличие такой схемы существенно облегчало процесс ремонта. Сейчас такие схемы практически не поставляются с электронными приборами, потому как продавец надеется, что пользователю проще будет выкинуть прибор, чем его ремонтировать. Такой вот маркетинговый ход! Но это уже тема для отдельного разговора. Итак, принципиальная схема устройства необходима, во-первых, для того, чтобы иметь представление о том, какие элементы входят в состав устройства, во-вторых, как эти элементы соединены между собой и, в-третьих, какие характеристики имеют эти элементы. Так же, согласно ГОСТ 2.701-84 принципиальная схема должна давать понимание принципов работы устройства. Приведем пример такой схемы:

Рисунок 7.1 – Усилительный каскад на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с термостабилизацией рабочей точки. Схема электрическая принципиальная

Однако перед нами встаёт небольшая проблема: а никаких, собственно, электронных элементов мы и не знаем… Что, например, за прямоугольники или параллельные черточки нарисованы на рисунке 7.1? Что обозначают надписи C2, R4, +Eпит? Рассмотрение электронных компонентов мы начнём через урок и постепенно узнаем основные характеристики каждого из них. И обязательно изучим принцип работы этого устройства с таким страшным названием по его принципиальной схеме. Сейчас же мы изучим основные правила рисования принципиальных электрических схем. Вообще правил много, но в основном они направлены на увеличение наглядности и понятности схемы, поэтому со временем запомнятся. Знакомиться с ними будем по мере необходимости, чтобы сразу не забивать голову лишней, пока не нужной информацией. Начнём с того, что каждый электрический компонент на электрической схеме обозначается соответствующим условным графическим обозначением (УГО). УГО элементов мы будем рассматривать параллельно с самими элементами, либо вы можете сразу посмотреть их в ГОСТ 2.721 – 2.768.

Правило 1. Порядковые номера элементам (устройствам) следует присваивать, начиная с единицы, в пределах группы элементов (устройств), которым на схеме присвоено одинаковое буквенное позиционное обозначение, например, R1, R2, R3 и т.д., C1, C2, С3 и т.д. Не допускается пропуск одного или нескольких порядковых номеров на схеме.

Правило 2. Порядковые номера должны быть присвоены в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо. При необходимости допускается изменять последовательность присвоения порядковых номеров в зависимости от размещения элементов в изделии, направления прохождения сигналов или функциональной последовательности процесса.

Правило 3. Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с условными графическими обозначениями элементов и (или) устройств с правой стороны или над ними. Кроме того, не допускается пересечение позиционного обозначения линиями связи, УГО элемента или любыми другими надписями и линиями.

Рисунок 7.2 – К правилу 3

Правило 4. Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений. В отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линий связи, длину которых следует по возможности ограничивать. Пересечение линий связи, которого не удаётся избежать, выполняется под углом 90°.

Правило 5. Толщина линий связи зависит от формата схемы и размеров графических обозначений и выбирается из диапазона 0.2 – 1.0мм. Рекомендуемая толщина линий связи – 0.3 – 0.4мм. В пределах схемы все линии связи должны быть изображены одинаковой толщины. Допускается использование нескольких (не более трех) различных по толщине линий связи для выделения функциональных групп в пределах изделия.

Правило 6. Условные графические обозначения элементов изображают на схеме в положении, в котором они приведены в соответствующих стандартах, или повернутыми на угол, кратный 90°, если в соответствующих стандартах отсутствуют специальные указания. Допускается условные графические обозначения поворачивать на угол, кратный 45°, или изображать зеркально повернутыми.

Правило 7. При указании около условных графических обозначений номиналов элементов (резисторов, конденсаторов) допускается применять упрощенный способ обозначения единиц измерения:

Рисунок 7.3 – К правилу 7

Правило 8. Расстояние между линиями связи, между линей связи и УГО элемента, а так же краем листа должно быть не менее 5мм.

Для начала этих восьми правил вполне достаточно, чтобы научиться правильно составлять простые электрические принципиальные схемы. В мы рассматривали источники питания электрических схем, в частности, «сухие» элементы и аккумуляторные батареи, а в уроке 6 была рассмотрена лампа накаливания в качестве потребителя электрической энергии. Давайте исходя из описанных выше правил попробуем составить простейшую принципиальную схему, состоящую из трех элементов: источника (аккумуляторная батарея), приемника (лампа накаливания) и выключателя. Но сначала приведем УГО этих элементов:

А теперь последовательно включим эти элементы, собрав электрическую цепь:

Рисунок 7.4 – Первая принципиальная электрическая схема

Контакт SA1 называется нормально разомкнутым контактом, потому что в изначальном положении он разомкнут и ток через него не течет. При замыкании SA1 (например, это может быть выключатель, которым мы все зажигаем дома свет) лампа HL1 загорится, подпитываясь энергией батареи GB1, и гореть она будет до тех пор, пока не разомкнется ключ SA1, либо не кончится заряд аккумулятора.
Данная схема абсолютно точно и наглядно показывает последовательность соединения элементов и тип этих элементов, что исключает ошибки при сборке устройства на практике.
На сегодня пожалуй всё, еще один ужасно скучный урок на этом закончен. До скорых встреч!

Типы электрических схем, их назначение и правила выполнения в РФ регламентированы ЕСКД, а именно ГОСТ 2.701, 2.702, 2.709, 2.710, 2.721, 2.755. Далее в статье рассмотрены типы электрических схем, их назначение и правила выполнения.

Типы электрических схем

Схема - это документ, на котором показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними . Электрические схемы в зависимости от их основного назначения подразделяются на типы :

Схема структурная;
Схема функциональная;
Схема принципиальная (полная);
Схема соединений (монтажная);
Схема подключения;
Схема расположения;
Схема объединённая.

Примечание - в скобках указаны названия для электрических схем энергетических сооружений.

Назначение типов электрических схем

Электрические схемы разрабатываются для целей проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделия. Для упрощения и ускорения работы над изделием для него разрабатывается несколько типов электрических схем, каждая из которых имеет своё назначение.

Схема структурная

Документ, определяющий основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи . Основная цель составления структурной схемы - ознакомительная. Глядя на неё можно не углубляясь в подробности технических решений быстро определить основные функциональные части изделия, понять их логику работы и назначение изделия в целом.

Рисунок 1 - Схема структурная цифрового силового контроллера Si8250

Схема функциональная

Документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия или изделия в целом . Зачастую в составлении функциональной схемы нет необходимости - достаточно структурной схемы. Функциональная схема, а точнее схемы составляются тогда, когда изделие состоит из набора более простых изделий для каждого из которых и составляется структурная схема. Можно сказать что функциональная схема это структурная схема для отдельной части изделия.

Схема принципиальная (полная)

Документ, определяющий полный состав элементов и взаимосвязи между ними и, как правило, дающий полное (детальное) представления о принципах работы изделия . Принципиальная схема, кроме того что даёт полное представление о принципах работы изделия, служит ещё одной цели - позволяет произвести расчёт режимов работы изделия.

Рисунок 2 - Схема принципиальная усилителя «Ланзар»

Схема соединений (монтажная)

Документ, показывающий соединения составных частей изделия и определяющий провода, жгуты, кабели или трубопроводы, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода (разъёмы, платы, зажимы и т.п.) . Монтажные схемы отражают фактическое положение всех составных частей изделия и их соединения, поэтому наиболее актуальными при сборке/монтаже изделия. Кроме того монтажная схема важна для оценки влияния составных частей изделия друг на друга, температурного режима изделия и оценки стабильности его работы в целом.

Рисунок 3 - Схема монтажная STP-30

Схема подключения

Документ, показывающий внешние подключения изделия . Используется при подключении изделия.

Рисунок 4 - Схема подключения АЦП ADC0804

Документ, определяющий составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации . Общая схема актуальна для сложных изделий, включающих в себя большое количество других изделий.

Рисунок 5 - Схема общая

Схема расположения

Документ, определяющий относительное расположение составных частей изделия (установки), а при необходимости, также жгутов (проводов, кабелей), трубопроводов, световодов и т.п. . Так же как и общая, схема расположения актуальна для сложных изделий, включающих в себя большое количество других изделий. В ней помимо самого изделия и его функциональных частей может быть отражена конструкция, помещение или местность, на которых это изделие или его функциональные части будут расположены

Рисунок 6 - Схема расположения оборудования силового шкафа

Схема объединённая

Примечание:

При разработке изделия следует помнить, что количество типов схем на изделие должно быть минимальным, но в совокупности они должны содержать сведения в объёме, достаточном для проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделия . Иначе говоря, не требуется выполнение всего приведённого выше набора схем.

При разработке изделия вместо нескольких схем разных типов допускается выполнить для них объединённую схему. Например на монтажной схеме изделия показать его внешние подключения .

Если из-за особенностей изделия недостаточно перечисленных выше типов схем, то допускается разрабатывать схемы иных типов .

Схема может быть выполнена однолинейной и многолинейной. При многолинейном исполнении каждую цепь и включенные в неё элементы изображают отдельно, а при однолинейном исполнении - одной цепью. Однолинейное исполнение уместно, когда изображаемые цепи выполняют одну и ту же функцию и достаточно рассмотреть одну из них .

Рисунки 1-6 приведенные выше не являются эталоном выполнения соответствующих типов схем, они показывают лишь принцип построения этих схем.

Правила выполнения электрических схем

Правила выполнения электрических схем регламентированы в - , ниже приведены лишь основные моменты.

Общие требования к электрическим схемам

Номенклатура (текст основной надписи) схем на изделие определяется в зависимости от самого изделия. Следует стремится к минимальному количеству типов схем .

Схемы выполняются на форматах установленных в и .

Электрические схемы выполняются без соблюдения масштаба и без учёта действительного расположения составных частей. Исключение - схема соединений (монтажная) .

Для обозначения элементов электрических схем (резисторов, конденсаторов, транзисторов и т.п.) применяют условные графические обозначения (далее УГО) установленные в - . Если перечня УГО приведенного в - недостаточно, допускается применять нестандартизированные УГО. При этом на схеме нужно привести пояснения .

Линии взаимосвязи следует выполнять толщиной от 0,2 до 1,0 мм. Рекомендуется толщина линий 0.3 ÷ 0,4 мм .

Допускается помещать на схемы технические данные изделия в виде диаграмм, таблиц или текста. При этом содержание текста и таблиц должно быть кратким и точным, а диаграмм, кроме того, понятным. Тестовые данные как правило указывают внутри УГО либо сверху/справа от него, а таблицы и диаграммы располагают на свободном поле схемы .

Требования к структурным и функциональным схемам

На структурной (функциональной) схеме изображают все основные функциональные группы изделия и связи между ними. Основное требование - схема должна обеспечивать наилучшее представление о последовательности взаимодействия её функциональных групп .

Требования к принципиальным схемам

В принципиальной схеме необходимо отразить все электрические элементы изделия и взаимосвязи между ними. Такие схемы выполняются для отключенного положения изделия. Всем элементам принципиальной схемы должно быть присвоено своё обозначение (например: R, L и т.п.) и порядковый номер (например: L1, L2, L3 и т.п.). Кроме того, рекомендуется указывать параметры входных и выходных цепей .

Требования к схемам соединений (монтажным)

На схемах соединений изображают все устройства и элементы изделия, их входные и выходные элементы и соединения между ними. Устройства и элементы на схеме лучше изображать в виде упрощенных внешних очертаний, а их положение должно примерно соответствовать действительному положению в изделии. Также на схеме соединений указываются обозначения, присвоенные элементам на принципиальной схеме. Кроме этого, указываются номера проводов жил и кабелей .

Требования к схемам подключения

На схеме подключения отражают изделие (в виде упрощенных внешних очертаний или прямоугольника) и его входные и выходные контакты с подводимыми к ним концами проводов и кабелей других изделий. Для всех элементов схемы следует указывать его буквенно-цифровое обозначение .

Требования к общим схемам

На общей схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также провода и кабели их соединяющие. Общая схема по своей сути похожа на схему подключения .

Требования к схемам расположения

На схеме расположения изображают составные части изделия, а при необходимости конструкцию, помещение или местность, на которых эти составные части будут расположены. Составные части изделия изображают в виде упрощенных внешних очертаний, а их расположение должно примерно соответствовать действительному размещению .

Требования к объединённым схемам

Для схем этого типа нет отдельных требований, поскольку они складываются из требований к отдельному типу схемы, входящей в состав объединённой.

Список использованных источников

ГОСТ 2.701-2008 Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению. - Взамен ГОСТ 2.701-84 ; введ. 01.07.2009. - Москва: Стандартинформ, 2009. - 13 с.
ГОСТ 2.702-2011 Правила выполнения электрических схем. - Взамен ГОСТ 2.702-75 ; введ. 01.01.2012. - Москва: Стандартинформ, 2011. - 23 с.
ГОСТ 2.709-89 Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах. - Введ. 01.01.90. - Москва: Издательство стандартов, 1989. - 11 с.
ГОСТ 2.710-81 Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах. - Взамен ГОСТ 2.710-75 ; введ. 01.07.81. - Москва: Издательство стандартов, 1985. - 17 с.
ГОСТ 2.721-74 Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения. - Введ. 01.07.75. - Москва: Издательство стандартов, 1998. - 35 с.
ГОСТ 2.755-87 Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения. - Взамен ГОСТ 2.738-68 и ГОСТ 2.755-74; введ. 01.01.88. - Москва: Издательство стандартов, 1988. - 21 с.
ГОСТ 2.004-88 Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ - Введ. 01.01.90. - Москва: Издательство стандартов, 1989. - 23 с.
ГОСТ 2.301-68 Форматы - Взамен ГОСТ 3450 - 60; введ. 01.01.71. - Москва: Издательство стандартов, 2007. - 23 с.
Новые интегральные компоненты для импульсных силовых преобразователей: рис.5 [электронный ресурс] - Режим доступа: