Структурная схема электрической цепи

Структурная схема электрической цепи

Графическое изображение электрических цепей затруднительно, а зачастую и практически невозможно. В связи с этим реальные электрические цепи изображают в виде электрических схем. Существует несколько видов таких схем: принципиальная; функциональная; структурная; схема замещения.

Принципиальная схема – это схема, в которой электро-технические устройства изображены в виде условных графических обозначений (согласно ГОСТ), как показано на рис.1.2.

Рис. 1.2 – Принципиальная схема переносного светильника: GB – аккумуляторная батарея; S – выключатель; FU – предохранитель; EL1 – лампа накаливания

Функциональная схема – это схема, которая несет информацию об основных функциональных элементах электрической цепи и связях между ними (Рис. 1.3). Обычно функциональные элементы изображают в виде прямоугольников с соответствующими надписями и обозначениями. Допускается изображать отдельные элементы условными графическими обозначениями, используемыми в принципиальных схемах.

Рис 1.3 – Функциональная схема переносного светильника: АБ – аккумуляторная батарея; S – выключатель; FU – предохранитель; ИС – источник света

Структурная схема определяет основные функциональные части электрической цепи или электротехнического изделия, их назначение и взаимосвязи (Рис 1.4). Такие схемы разрабатывают на начальных стадиях проектирования изделий. В дальнейшем ими пользуются для общего ознакомления с изделием.

Рис 1.4 – Структурная схема переносного светильника: АБ – аккумуляторная батарея; УК и З – устройство коммутации и защиты; ИС – источник света

Описанные выше схемы позволяют, в зависимости от потребностей, достаточно полно моделировать электрическую цепь с точки зрения принципа ее действия, назначения элементов или групп элементов и других свойств. Однако эти схемы неудобны для расчетов. Для этого используют схему замещения электрической цепи (ее еще называют расчетной схемой, см. Рис 1.5), в которой каждое устройство представляют с помощью идеализированных элементов. Таких элементов пять — три пассивных и два активных. О них будет идти речь в п. 1.3.

Расчетная схема характеризуется топологическими (геометрическими) параметрами, такими как ветвь, узел и контур. Дадим их определение.

Ветвь – это участок схемы, по которому протекает один и тот же ток. В ветви могут содержаться один или большее количество элементов схемы (Рис 1.5).

Узлом называют место соединения трех и более ветвей. Различают зависимые и независимые узлы. Независимыми являются узлы, отличающиеся от других узлов хотя бы одной ветвью. В схеме, приведенной на рис. 1.5, имеется два узла, из которых один является независимым, а первый или второй будут зависеть от того, какой будет выбран при расчетах.

Контур – любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям (Рис. 1.5). Различают зависимые и независимые контуры. Независимыми считаются контуры, отличающиеся от других контуров хотя бы одной ветвью. В схеме на рис. 1.5 имеется три контура, из которых только два являются независимыми. Контуры в схеме характеризуются направлением обхода, которое выбирается, исходя из удобства расчетов или произвольно.

Электрическая схема — документ, иллюстрирующий условные изображения или обозначения функциональных элементов оборудования, зависящих от электроэнергии и взаимосвязи с другими составляющими. Основные виды схем обеспечивают помощь в подсоединении устройств и поиске неполадок в цепи. Обозначаются изображения шифром, включающим букву «Э» и цифрой, соответствующей классификации типов чертежей.

Классификация

О том, какие бывают схемы, их классификацию, термины и определения устанавливает ГОСТ 2. 701 — 84, согласно действующему стандарту конструктивные изображения электроцепи в зависимости от области применения разделяются на виды и типы.

Читайте также:  Зеленые обои с золотым узором

Основные виды электрических схем по ГОСТ бывают:

  • электрическими;
  • газовыми;
  • гидравлическими;
  • энергетическими;
  • деления;
  • пневматическими;
  • кинематическими;
  • комбинированными;
  • вакуумными;
  • оптическими.

Типы электрических схем составляют следующие группы:

  • Изображения группы 1 (объединенные Э0, структурные Э1, функциональные Э2) дают общие сведения об электрических составляющих объекта, принципе работы и взаимосвязях. Разработка документов проводится на этапе проектирования. Полученные чертежи служат основой для создания иллюстраций дополнительных групп.

  • Технические изображения группы 2 (принципиальные Э3) определяют полный состав и детальное изучение принципа работы объекта. Служат для наладки, регулировки, контроля, эксплуатации и ремонта деталей.
  • Классификация схем группы 3 (монтажные чертежи Э4, подключения Э5, общие изображения Э6) информирует об электрических соединениях структурных элементов объекта или конструкции в целом. Прокладка и крепление, наладка проводников на объекте выполняются с использованием схем третьей группы. Контроль, эксплуатация объектов определяется документами общего назначения.
  • Иллюстрации группы 4 (Э7) помогают узнать относительное расположение объекта, его конструктивных элементов. Группу составляют чертежи электрического оборудования, энергообеспечения и связи, пользуются документами при изготовлении другой конструкторской документации, подготовке и эксплуатации объектов.

Важно! Правила изготовления электросхем для различных объектов регламентирует ГОСТ 2.702-75, условные обозначения сообщает ГОСТ 2.710-81.

Назначение

Схемы являются конструкторскими документами и содержат важные сведения для проектирования, разработки, сборки, регулирования и эксплуатации приборов.

Изображения отдельных электроцепей имеют различные предназначения:

  • при проектировании позволяют определить конструктивные особенности изделия;
  • при производстве — помогают учесть структуру предмета, подобрать технологию изготовления, монтажа и контроля продукта;
  • при эксплуатации — поиск неполадок, ремонта и техобслуживания приборов.

Для более полного понимания работы электросистем нужно изучить основные виды и назначение схем.

Объединенная

Схема объединяет несколько видов и типов чертежей, общее изображение позволяет обозначить значимые особенности цепи. Используется в производственных мощах с применением электрических, гидравлических, пневматических и кинематических элементов. Отдельные устройства, их связи изображают на одном объединенном изображении. Допускается также указывать на чертеже элементы и приборы, не включенные в оборудование, но необходимые для пояснения его принципов работы.

Обратите внимание! Графические обозначения дополнительных устройств отделяют на схеме штрих-пунктиром толщиной, аналогичной линиям связи, указывают местоположение деталей, разъяснения.

Структурная

Структурную схему разрабатывают на старте проектирования с целью определения основных функциональных устройств конструкции, назначения взаимосвязи деталей. Материал отражает принцип действия системы в общих чертах. Функциональные части чертежа представлены прямоугольниками или условными графическими обозначениями. Названия, типы и обозначения вписаны в геометрические фигуры.

Важно! Действительное размещение структурных элементов на схеме не учитывается, способ связи не раскрывается.

Направление процесса, протекающего в системе, обозначено стрелками, соединяющими функциональные детали (прямоугольники с названиями). Структурные элементы простых устройств расположены на схеме в виде цепочки, соответствующей ходу рабочих процессов в направлении слева направо. При наличии нескольких рабочих каналов, их отображают в виде параллельных горизонтальных строк. Порядок чтения со стрелками и поясняющими надписями позволяет разобраться в структурной электрической схеме даже новичку.

Функциональная

Изображение содержит рабочие элементы объекта, функциональные связи деталей, технические характеристики и параметры в характерных точках, письменные пояснения. Для сложных систем требуется несколько функциональных схем с пояснением происходящих процессов в соответствующих режимах работы. Количество функциональных чертежей, уровень детализации и объем информации определяется проектировщиком с учетом особенностей объекта.

Читайте также:  Сканирующий приемник icom ic r6

Регламента по созданию условных графических обозначений нет (допускается использование прямоугольников с надписями), действуют только общие требования к оформлению конструкторских или технологических документов.

Монтажная

Монтажные схемы показывают действительное местоположение компонентов внутри и снаружи объекта. Чертежи создают для создания радиосистем, электрических шкафов, бытовых устройств. Так, электросхема проводки квартиры позволит рассмотреть точки монтажа розеток, светильников, люстры.

Список компонентов монтажного чертежа включает радиодетали, узлы и компоненты, не соединенных между собой дорожками. На выводах устройств указан маршрут (буквенно-цифровые обозначения, указывающие на детали, рекомендуемые для соединения). Разработке монтажного рисунка предшествует принципиальная схема.

Принципиальная

Основное назначение принципиальных электросхем — полное и наглядное отображение взаимной связи отдельных приборов, элементов автоматики и дополнительной аппаратуры, оставляющей функциональные узлы автономных систем, с учетом последовательности работы и принципа действия. Использование чертежей упрощает пуско-наладочные работы и эксплуатацию оборудования. Схематические изображения систем также выступают основой для построения монтажных чертежей, таблиц щитов, пультов, наглядного отображения принципа подсоединения внешних проводок, подключения деталей.

Разработка принципиальных изображений согласована с алгоритмами действия отдельных узлов: контрольных, сигнализационных, регулировочных и управленческих. Также учитываются требования, предъявляемые к объекту. Условный вид схем позволяет рассмотреть приборы, аппараты, линии связи отдельных элементов, блоки, модули устройств.

Отличия между чертежом и схемой

Отсутствие сведений о геометрических свойствах предметов, полноты и метрической определенности, позволяющей воспроизвести деталь — основные признаки того, чем отличаются чертежи от схем. Электросхемы в зависимости от назначения, не полностью отражают геометрические характеристики изделий или вообще не отображают формы и размеры предметов. В электротехнике, радиоэлектронике и связи электросхемы обычно иллюстрируют принцип действия устройства.

Существуют различные типы электрических схем, профессиональные электрики или любители должны понимать назначение и отличия чертежей, различать шифры и читать информацию на изображениях.

Во! Сейчас спрошу!
Позволяет ли российский стандарт размещать электрические схемы, в случае многостраничных документов, в горизонтальном формате А4? Ну, по типу европейских.

Не позволяет. Рамка и штамп располагаются так, чтобы после складывания листа штамп оказывался в строго определенном месте. По сути, при складывании в архивную папку большая схема превращается в лист А4 с штампом внизу. Тогда в подшивке удобно искать нужную схему. Лист А4 с горизонтальной ориентацией так сложить не получится. Точнее, можно, но он может «уехать» вверх, и Вы его пропустите при «навигации» по архиву.

Точнее, вру. Первый лист не разрешает, а последующие — разрешает.
Кажется…
Можно, конечно, и ГОСТ посмотреть. Но Вы ведь и сами можете его посмотреть 🙂

Да. Я смотрел. И не увидел ничего такого.
Но может в практике кто применяет, вот и интересуюсь. Уже некоторое время задаюсь вопросом, как вести многостраничный проект на А4 в рамках ГОСТа. Пока что на уме только одно. Делать вертикальные схемы. Будет не альбом схем, а книга схем.

ГОСТ, в принципе, даёт много возможностей, но зачастую встречаются «особые» заказчики, или тех.надзор, который может потребовать оформлять схемы на А3 или того хуже — на одном листе (и получится например у Вас лист 297мм х 1260), тогда уже им говорим «Вам шашечки или ехать?»

Читайте также:  Кабель для подводной видеокамеры для рыбалки

Предыдущий комментатор абсолютно прав, первый лист должен быть таким, остальные — можно и вертикально

Вот второго варианта не встречал в госте. Там только вертикальные.

ГОСТ Р 21.1101-2013
Приложение И
Рисунок И.2 — Допускаемое расположение основной надписи на листе формата А4

Основной надписи для А4 в горизонтальном виде не бывает.

См. мой комментарий к xztau выше, указан норматив и картинка

Для студентов и интересующихся статья сойдёт. Но нужно учесть, что на любом предприятии Вам про это скажут: «Забудьте, чему Вас учили в институте».
Для начала бы неплохо перечислить этапы жизненного цикла изделия, стадии проектирования и типы конструкторских документов. Т.е. ГОСТы хорошо бы раскрывать в порядке их применения при разработке продукции. Контекст не ясен. Как будто открываешь книгу, а там с первой страницы Отелло душит Дездемону. Зачем, почему — не ясно. Впрочем, сейчас такой сюжет в моде 🙂

А можно ли показать как эти схемы выглядят и отличаются у одного и того же устройства?

Это возможно, но требует времени.

Ну здесь ведь как: по сути на предприятиях используется три с половиной вида схем
1. Электрическая структурная — обычно её выполняет руководитель сектора/лаборатории или ведущий руководитель темы, чтобы вместе с ТЗ на разработку составных частей раздать непосредственным исполнителем схем принципиальных составных частей ну или пояснять на всяких совещаниях чего он собрался наворотить. Смысл её в том, чтобы пояснить из каких составных частей будет состоять готовое изделие и как эти части между собой взаимодействуют. Часто эту схему потом пихают во всякие не конструкторские документы вроде пояснительных записок, расчетов надежности, ЗИПа, спецфакторов и проч.
2. Схема электрическая принципиальная — это схема основная. На ней показывают все составные части и электрические связи между ними до элемента. Она делается на этапе разработки РКД и является «Альфой» практически для всех остальных конструкторских документов. Когда сделана эта схема — начинают работать конструктора, начинают писаться и готовится всякие расчеты, начинают писать код программисты.
3. Схема электрическая подключения/соединений — делается она обычно сразу на этапе ТП и нужна она в основном заказчику. Необходимость разработки этой схемы почти всегда указана в ТЗ. Смысл этих схем в том, что они показывают заказчику, как он будет подключаться к разработанному по ТЗ изделию. А разница между ними проста: схема электрическая подключения делается, если заказчику выдается некий моноблок, к которому надо подключиться, а соединений — если заказчику выдается несколько составных частей, которые нужно будет электрически соединить между собой.

Что касается остальных схем — то ни разу не слышал о том, чтобы их кто-то действительно разрабатывал.

2015 ITnan.ru Design by Styleshout.

Права на текст статей, расположенные на сайте, принадлежат их авторам. Источники статей: Хабрахабр и Гиктаймс.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector