电路原理图设计要点范文第1篇

关键词 10kV继电器-接触器;控制线路;设计

中图分类号TM58 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)30-0036-02

1 电气控制线路设计的主要内容

电气控制线路设计的基本任务是根据控制要求,设计和编制设备制造和使用编修过程中所必需的图纸、资料、包括电气原理线路图、电器元件布置图、电气安装接线图、电气箱图及控制面板等,编制外购件目录、单台消耗清单、设备说明书等资料。

1.1 原理设计内容

1)拟定电气设计任务书(技术条件);2)确定电力拖动方案(电气传动形式)及控制方案;3)选择电动机,包括电动机的类型、电压等级、容量及转速,并选择具体型号;4)设计电气控制的原理框图,包括主要电路、控制电路和辅助控制电路,确定各部分间的关系,拟定各部分的技术要求;5)设计并绘制电气原理图,计算主要技术参数;6)选择电器元件,制定电机和电器元件明细表,以及装置易损件及备用件的清单;7)编写设计说明书。

1.2 工艺设计内容

工艺设计的主要目的是便于组织电气控制制造,实现电气大批量设计所标示的技术指标,为今后的设备使用、维修提供必要的图纸资料。工艺设计的主要内容包括:

1)根据已设计完成的电气原理图及选定的电器元件,设计电气设备的总体配置,绘制电气控制系统的总装配图及决接线图。总图应反映出电动机、执行电器、电气箱各组件、操作台布置、电源及检测元件的分布状况和各部分之间的接线关系与连接方式,这一部分的设计资料供总体装配调试及日常维护使用;

2)按照电气大批量框图或划分的组件,对总原理图进行编号,绘制各组件原理电路图,列出各组件的元件 ,并根据总图编号标出各组件的进出线号;

3)根据各组件的原理d主选定的元件 ,设计各组件的装配图(包括电器元件的布置图和安装图)、接线图,图中主要反映各电器元件的安装方式和接线方式,这部分资料是各组件电路的装配和生产管理的依据;

4)根据组件的安装要求,绘制零件图纸,并标明技术要求,这部分资料是机械加工和对外协作加工所必需的技术资料;

5)设计电气箱,根据组件的尺寸及安装要求,确定电气箱结构与外形尺寸,设置安装支架,标明安装尺寸,安装方式,各组件的连接方式,通风花招及开门方式,在这一部分的设计中,应注意操作维护的方便与造型的美观;

6)根据总原理图、总装配图及各组件原理图等资料,进行汇总,分别列出外购件清单、标准件清单、以及主要材料消耗定额,这部分是生产管理和成本核算所必须具备的技术资料;

7)编写使用说明书。

2电气控制线路设计的原则

一般来说,当生产机械电力拖动方案和控制方案已经确定后,即可着手进行电气控制线路的具体设计。对于不同的设计人员,由于其自身知识的广度、深度不同,导致所设计的电气控制线路的形式灵活多变。因此,若要设计出满足生产工艺要求的H合理的方案,就要求电气设计人员必需不断扩展自己的知识面,开阔思路,总结经验。电气控制系统的设计一般应遵循以下原则。

2.1 最大限度满足生产机械和工艺对电气控制系统的要求

电气控制系统是为整个生产机械设备及其工艺过程服务的。因此,在设计之前,首先要弄清楚生产机械设备需满足的生产工艺要求,对生产机械设备的整个工作情况作全面、细致的了解。同时,深入现场调查研究,收集资料,并结合技术人员及操作人员的经验,以此作为设计电气控制线路的基础。

2.2 在满足生产工艺要求的前提下,力求使控制线路简单、经济

1)尽量选用标准电器元件,昼减少电器元件的数量,尽量选用相同型号的电器元件以减少备用品的数量;2)尽量选用标准的、常用的或经过实践考验的典型环节或基本电气控制线路;3)尽量减少不必要的触点,以简化电气控制线路。在满足生产工艺要求的前提下使用元器件越少,电气控制线路中所涉及的触点的数量也越少,因而控制线路就越简单。同时,还可以提高控制线路的工作可靠性,降低故障率;4)尽量缩短连接导线的数量的长度。在设计电气控制线路时,应根据实际环境情况,合理考虑并安排各种电气设备和电器元件的位置及实际连线,以保证各种电气设备和电器元件之间连接导线的数量减少,导线的长度最短;5)控制线路在工作时,除必要的电器元件必须通电外其余的电器元件尽量不通电以节约电能,节约了电能,延长了该电器元件的寿命。

2.3 保证电气控制线路工作的可靠性

保证电气控制线路工作的可靠性,最主要的是选择可靠的电器元件。同时,在具体电气控制线路设计上要注意以下几点:

1)正确连接电器元件的触点;2)正确连接电器的线圈;3)避免出现寄生电路。在电气控制线路的动作过程中,发生意外接通的电路称为寄生电路。寄生电路将破坏电器元件和控制线路的工作顺序或造成误动作;4)在电气控制线路中,应尽量避免许多电器元件依次动作才能接通另一具电器元件的现象;5)在频繁操作的可逆线路中,正反向接触器之间要有电气联锁和机械联锁;6)设计的电气控制线路应能适应所在电网的情况,并据此来决定时机的启动方式是直接启动还是间接启动;7)在设计电气控制线路时,应育雏考虑继电器触点的接通和分断能力。若要增加接通能力,可用多触点并联;若要增加分断能力,可用多触点串联。

2.4 保证电气控制线路工作的安全性

电气控制线路应具有完善的保护环节,来保证整个生产机械的安全运行,消除在其工作不正常或误操作时所带来的不利影响,避免事故的发生,电气控制线路中常设的保护环节有短路、过流、过载、失压、弱磁、超速、极限保护等。

2.5 应力求使操作、维护、检修方便

电气控制线路对电气控制设备而言应力求维修方便,使用简单,为此,在具体进行电气控制线路的安装于配线时,电器元器件应具备用触电,必要时留有备用元件;为检修方便,应设置电气隔离;为调试方便,控制方式应操作简单,能迅速实现一种控制方式到另一种控制方式的转换,如从自动控制转换到手动控制等;设置多点控制,便于在生产机械旁进行调试;操作回路较多时,如要求正反向运转并调速,应采用主令控制器,不要采用许多按钮。

3 电气控制线路设计的程序

电路原理图设计要点范文第2篇

【关键词】Altium Designer，使用方法，电路设计

对电子专业学生而言，在学习电子技术相关知识的同时，还必须学会利用电路设计软件绘制电路原理网和印制电路板PCB图。Altium Designer是Altium公司开发的高端设计软件，它拥有强大的电子设计功能，深受电子类各专业设计人员和广大电子爱好者的青睐。如何在有限的教学时间内，让学生熟练地掌握Altium Designer制图软件，将绘制的原理图转换为印刷电路板的方法，完成印刷电路板的布局和布线，并应用到具体的电子电路设计中去，是老师要重点探讨的问题。根据我多年来的教学经验，总结快速掌握Altium Designer软件的学习方法和技巧。

1、创建PCB项目工程文件。启动Altium Designer软件，执行菜单命令[File]/[New]/[Project]/[PCB Project]，完成新建项目工程，同时保存项目文件。

2、创建原理图文件

（1）在新建的项目工程文件（*.PrjPCB）中添加SCH文件（*.SchDoc），执行菜单命令[File]/[New]/[Schematic]，此时项目面板中“ PrjPCB”项目下面出现“Sheet1.SchDoc”文件名，这是系统以默认名称创建的原理图文件，执行菜单命令文件[File]/[Save]，在弹出的保存文件对话框中输入文件名，单击保存按钮。

（2）放置元器件并修改元件属性。打开元器件所在元件库，然后根据原理图要求，找到并放置元器件。同时双击放置图纸上的元器件，打开元件的属性对话框，对元件属性进行修改，主要包括Designator、Value和Footprint。

Altium Designer中提供很多库文件，其中系统默认打开两个常用的集合元件库，即常用的分立元器件库Miscellaneous Devices.IntLib和常用的接插件库Miscellaneous Connectors.IntLib 。

对于某些特殊元器件， Altium Designer提供的库文件里没有此元件，需要自己绘制。执行菜单命令[File]/[New]/[Library]/[Schematic Library]，在Schematic Library界面，进行绘制原理图元件，绘制完成后，将文件保存在项目工程中，再放置该元件。

（3）原理图连线。执行菜单命令中[Place]/[Wire]或单击布线工具栏的放置导线按钮，光标变为大十字光标。光标移到元件的引脚端时，光标中心的“×”号变为一个红“米”字形符号，表示导线的端点与元件引脚的电气点可以正确连接，单击左键，导线的起点与元件的引脚相连接，同时确定了导线的起点，移动光标时在光标和导线之间会有一条线出现这就是所要放置的导线。

3、编译原理图。编译项目是Altium Designer进行设计过程中的重要步骤，主要包括项目检查、各种数据生成等内容。执行菜单命令[Project]/[Compile PCBProject Document.PrjPcb]，对所建项目进行编译，同时弹出信息面板（Messages），在信息面板中就会显示原理图的错误所在，如信息面板是空白，则说明原理图没有错误，符合你设置的检查规则。

4、PCB文件的创建。在新建的项目工程文件中添加PCB文件，执行菜单命令[File]/[New]/[Pcb]，此时项目面板中“ .PrjPCB” 项目下面出现“Pcb1.PcbDoc”文件名，单击保存按钮，保存PCB文件。执行菜单命令[Design]/[“Import Changes From * .PrjPCB]，把项目工程中的SCH导入PCB文件中。在导人SCH过程中，出现错误较多的就是，元件封装没有发现，出现这种错误的一般原因有：

（1）元件封装库没有导人新建的PCB文件中，要求在导人SCH前把对应的元件封装库导入PCB文件中。

（2）自己绘制的封装库，新建的元件封装名字和原理图里元件属性里的封装名字不对应导致错误。自己绘制的封装，其封装命名，要和原理图里元件属性里的封装名相同，否则要进行修改。

5、规划电路板。在软件界面下层的选择中，选中禁止布线层Keep Out Layer，用画线命令画矩形框，来确定电路板的电气边界。

6、元件布局。SCH正确导人后，对于元器件布局要合理放置，既要注意美观性，同时也要符合电路设计的要求。

7、电路板布线。在PCB设计中，布线操作之前，一般要进行布线规则设置。

（1）布线规则设置。执行菜单命令Design/Rule，根据对电路板的实际的要求设置布线规则。首先设置布线层数，是单面板还是双面板，是底层、顶层或双面走线；再指定印刷导线的线宽，通常接地线和电源线要宽一些，信号线宽要窄一些，并尽量把电源线、地线和其他信号线的走线一致，以增强抗干扰能力。

（2）手工或自动布线。对于简单的电路，可以直接利用交互式布线工具，在指定的层绘制印刷导线；对于较复杂的电路，可以先进行自动布线，再采用手工布线，进行局部修改和优化，而且要反复修改，以达到布线的美观性和合理性。

8、制作印刷电路板，完成产品设计。将设计的PCB图，打印、转印、腐蚀、打孔，制作出印刷电路板，并安装焊接元件，调试，最后制作出真实的产品。

Altium Designer设计出的印刷电路板图，其效率高、可靠性好，但要设计出高质量的电路板，应对电路原理的设计、元器件的选择、空间电磁波的干扰、导线的宽度和走向等诸多问题综合考虑。

参考文献：

电路原理图设计要点范文第3篇

Tao Zhongliang；Zhao Wenzhuo

（Jilin Aeronautical Engineering School，Jilin 132102，China）

摘要： 计算机的发展以及应用领域的不断扩大，为电路设计提供了强大支持。Protel DXP 2004这一软件在工程设计和学校教学过程中应用极为广泛，为了让学生更好的掌握这一软件，我们在教学中采用任务教学法。

Abstract: The development of computers and the expansion of its application provide a powerful support for the circuit design. Protel DXP 2004 is extensively used in engineering design and teaching process. In order to enable students to better master this software, we use task-based approach in teaching.

关键词： EDA 计算机辅助设计 PROTEL DXP 2004 任务教学法

Key words: EDA；computer-aided design；PROTEL DXP 2004；task-based approach

中图分类号：G43文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0223-01

0引言

计算机的发展以及应用领域的不断扩大，为电路设计提供了强大支持。电路设计自动化（EDA）就是将电路设计中的各项工作由计算机辅助完成，它极大提高了电路设计的效率，有效的减轻了设计人员的劳动轻度。

1以Protel DXP 2004软件为例

目前，国内最流行的电子电路设计工具，就是Altium公司开发的Protel系列软件，而Protel DXP 2004是Altium公司2004年推出的Protel版本，也是目前功能比较完善的一个版本。

1.1 原理图设计部分，主要是对原理图编辑器的熟练使用。原理图编辑器主要是完成实际电路电气连接的正确描述，包括选取元器件的原理图符号并且正确的连接，选择元器件的封装；

1.2 PCB设计部分，主要是对PCB编辑器的熟练使用。PCB编辑器主要是根据原理图的设计，完成电路板的制作。包括规划电路板的外形，元器件的布局布线覆铜等；这两个阶段是可以相互调整的，当原理图改变之后，PCB板要相应的更新，反之亦然。

在传统的教学过程中，学生理解和练习的时候往往印象不是很深，有些操作容易遗忘。基于这一原因，在平时的教学过程中，我将Protel DXP 2004这门课程设计成任务教学法。即在学习每个知识点之前，给学生布置一个绘图任务，然后对所绘图形中需要的知识点在绘图过程中逐依讲解。

下面主要通过几个例子说明一下任务教学法。

例一：制作元器件封装

布置任务：制作元器件封装（自制法）

制作封装方法：自制一个可变电阻器封装，封装名为KR

（1）文件――创建――库――PCB库 注：可以设置界面参数，但一般是默认界面参数设置方法：右键――选择项――库选择项。

（2）保存

②绘制PCB封装：

（1）在Mulit-Layer层上放置焊盘

注：设定参考点方法编辑――设定参考点――位置――点击所设焊盘

其他焊盘调整X,Y坐标确定具置。

（2）在Top Overlayer层放置外形轮廓线

③保存命名：

（1）命名：工具――元件属性――命名KR

（2）保存注：通过右下脚PCB编辑器PCB――PCB Library可查看，双击封装也可命名

继续制作：工具――新元件……

例二：印制电路板全过程

印制电路板的过程在学生们的眼里是很困难的，这里我们布置一个任务，让大家绘制好图形后生成电路板。我们对各个步骤采用边讲解边总结的方法，以便加深学生的印象，达到熟练掌握的目的。

布置任务：绘制图形及印制电路板全过程练习方法步骤演示：

①建立项目文件：

（1）原理图文件； （2）PCB文件； （3）原理图库文件； （4）PCB库文件；

②编译原理图：

(1)在工程文件Projects标签中，右键单击原理图―Compile…编译；或（2）在原理图界面 项目管理――Compile…

③边界设定：

（1）物理边界设定：在Mechanical层画矩形，大小可通过设定直线坐标设定；设计――PCB形状――重新定义――再画出边框；

（2）电气边界设定：在Keep-Out-Layer层画电气边界。

④更新PCB：

（1）原理图界面：设计――Update…；或（2）PCB界面：设计――Import Changes From…；使变化生效――执行变化、删除生成的元器件盒；

⑤元件布局：

（1）自动布局：工具――放置元件――自动布局；（2）手动布局：手动调整；

⑥布线规则设置：设计――规则

（1）电气规则Electrical：①间距Clearance

（2）布线规则Routing：

a.线宽With，常加宽VCC和GND线宽；b.优先级Routing Priority，常把VCC设置为1，其他改为2；c.过孔Routing Via Style；

⑦布线：（1）自动布线： ①自动布线―全部对象。②自动布线―网络―选中一网络（2）手动布线：有时我们自己调整布线需要用到手动布线功能；完善PCB板：一块理想的印制电路板还需要进行一些完善工作；

⑧覆铜： 注意覆铜工作层面和网络（GND）的选择；

⑨放过孔：为了让顶层和底层的覆铜更好的连接；

⑩放补泪滴：工具――泪滴焊盘；

???放文字：在顶层丝印层Top Over Layer放置；

制作完毕，保存；

???三维立体查看：查看――显示三维PCB板。

2结束语

以上是在教学过程中总结出的一些教学方法，利用这种任务教学法，让学生一边绘图一边将知识点掌握，同时也将重点知识总结归纳，以便日后复习。

参考文献：

电路原理图设计要点范文第4篇

【关键词】继电器;故障模式;安全性

一、引言

在飞机武器系统中，对于外挂装置的控制通常通过外挂物管理系统进行控制，在该系统中涉及外挂物投弃的电路设计常采用继电器控制，通过继电器的转换可以将小电流的控制转换为大电流的输出，因此继电器电路的设计是十分关键的，好的电路设计不仅能提高外挂物管理系统安全性，其电路的可靠性也将大大提高。本文以一款继电器输出电路为例进行故障模式分析，在不降低电路可靠性的同时，优化了继电器输出电路的设计，提高了电路设计的安全性。

二、问题描述

该投弃电路原理设计（如图1所示），当飞机起飞时提供武器电源，投放允许开关关断，当飞机遇到意外情况，需要对机载悬挂物进行投弃时，接通投放允许开关，按下投弃控制按钮，投弃继电器线圈通电控制投弃继电器开关接通，武器电源给挂弹钩供电，完成悬挂物的投弃。

继电器触点粘连是继电器常见的故障，根据GJB/Z 299C-2006的数据可知：其故障比率占继电器故障比率的40%。一旦出现继电器粘连，将极有可能导致相关电路意外接通，存在安全隐患。在（图1）中，一旦发生继电器触点粘连，投弃继电器开关则不再受控，武器电源可直接通过继电器开关送到下级挂弹钩，投弃允许开关、投弃控制按钮、投弃继电器线圈的联合控制将失效。由此可见，在继电器故障的情况下，电路是存在安全隐患的。

图1 投弃电路原理框图

三、解决措施

根据GJB/Z 299C-2006《电子设备可靠性预计手册》数据，对（图1）电路进行了故障模式分析。由表1可以看出，投弃电路对外挂装置的最终影响为“不能完成投弃功能”和“意外投弃”，其中对“不能完成投弃功能”故障模式设计时均采取了措施，而对继电器触点粘连引起的“意外投弃”故障模式却没有采取必要的设计措施，仅是通过执行任务前进行检查来避免故障发生，因此为提高该投弃电路的安全性和可靠性，需要对该电路采取必要的措施。

通常情况下，继电器的常见故障一是继电器触点接触不良，另一个是继电器触点粘连，这两个故障占继电器故障的84%。防止继电器触点粘连引发电路故障的方法通常是串联一组触点，防止继电器触点接触不良引发电路故障通常采用的方法是并联一组继电器触点。因此对（图1）电路采用投弃控制按钮和继电器联锁控制，就能大大地降低继电器因触点粘连失效发生的安全性问题，同时通过继电器触点串并联来提高其接通的可靠性。改进后的投弃电路设计方案（如图2所示）。投弃允许开关采用单刀双掷开关，其中一组开关控制投弃允许继电器K1和K2线圈（继电器K1、K2均为双组开关），另一组开关控制由投弃允许继电器K1和K2组成的开关串并联组合。即使投弃继电器K3触点粘连短路，如果投弃控制按钮不接通，整个电路未构成闭环，也不会产生投弃信号输出。

四、改进后可靠性分析

1.故障模式分析

按照可靠性分析的方法，同样对改进后的电路进行了故障模式分析，通过改进后的电路故障模式分析可知：

原故障影响由“不能完成投弃功能”变更为“可能不能完成投弃功能”，故障影响概率大大降低;

原故障影响“意外投弃”由无设计措施，改为与投弃允许控制冗余设计，原故障影响通过冗余设计避免。

图2 改进后的电路原理框图

2.可靠度分析

为了保证投弃电路的可靠连接，通常对继电器的双触点进行并连（如图1所示）。按（图1）电路其可靠性框图如图3（a），这是一个并联模型，假设一个继电器的可靠度R为0.9，按上述电路串并联后其可靠度为：

Rt=1-∏（1-R）2

=1-（1-0.9）2

=0.99

同理对图2电路进行可靠分析，将两个同类型继电器，两组触点串并联使用，其均受控于投弃允许开关。其中K11、K12和K21、K22是由一个继电器控制的两组触点，假设一个继电器的可靠度R为0.9，按上述电路串并联后其可靠性框图如图3（b），则并联模式的可靠度为：

Rt=∏Ri（t）

=0.99×0.99

=0.98

图3 改进前后可靠性框图

电路原理图设计要点范文第5篇

【关键词】电气系统设计；电气设备；配电装置

1电气系统设计

电气系统设计也就是对电气系统进行元件选择，电路计算，最后绘制出电气线路图，而电气线路图又分主线路和辅助线路，主线路图是电气系统中最重要的部分。对于电气主接线路的要求就是需要运行可靠、灵活、经济、扩建方便等，电气线路图的运行可靠是首要任务，设备停电和人身安全是损失最大的。在电气系统中需要添加整个电路的漏点保护器，防止人在工作时候漏点产生伤害，漏点保护器的工作原理图1。工作原理是设备在正常工作时候，零序电流互感器检测电路三相电流的相量为零，在设备发生漏电时候，人触碰到电气设备，三相电流是不等于零的，电流会通过人、大地传回变压器，这样会使漏电脱扣有电压，漏电保护器会迅速自动发生感应，将主开关断开，从而避免发生触电。电气系统设计中最重要的三个内容就是电气原理图、电器元件布置图和电气安装接线图，这三个可以作为指导文件，电气原理图是根据工作原理进行绘制，需要结构简单明了，层次分明，电气元件布局图是用来表明元件在电气设备上的实际位置，电气安装接线图是安装电气元件的实际位置进行实际接线的图纸。电气原理图由文字符号和数字组成，要标明电路中元件或线路的特征，数字符号区别电路图中不同的线段，例如三项电源用L1、L2、L3表示，一些还表示元件，如图2。电气元件布局图需要绘制机械设备的轮廓和所有可见的电器元件及设备，用粗实线绘制轮廓，电器元件与有关图纸保持一致。电气安装接线图利用图形和文字符号，同一电器元件要画在同一个位置，同时还要与实际安装位置相同，电气元件在不同控制柜上需要利用端子板连接。

2电气设备

电气设备的选择是设计内容之一，在电气系统中，电气设备具有不同的工作作用，同时它们的选择方法也不同，有的是根据电压选择，有的是通过电路选择，通过电气原理图尽可能的选择稳定性高、经济合理、安全可靠的电气元件。常见的电气设备有接触器、继电器、熔断器、低压断路器、开关、按钮。这些设备的选择是通过电压和电流进行选择，通过电压进行选择，要保证电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1～1.15倍，而电流选择时候要保证长期电流不小于该电路最大持续工作电流。例如电气系统中最常见的元件，熔断器如图3。熔断器的选择就是根据电路的电流进行选择的，它的选择公式如下：

3配电装置

配电装置是电气控制系统的重要组成部分，它的作用就是接受和分配电能的作用，主要是屋外和屋内的配电基础要求。配电装置主要是由开关、保护和测量电气组成，它的基本要求是保证运行可靠和人身安全、经济性，同时还要便于人员操作和检修，图4为屋外配电装置图。在屋外配电一般是外部点通过线路连接到厂内，这时候需要保证高压电的最小安全净距，也就是图中的A1、B1、B2，在上图中配电装置，电气设备的栅栏高度不应低于1200mm，电气设备的网状遮拦不应低于1700mm。

4结语

在不断发展的今天，人类对产品的功能和质量都变得越来越高，这样就需要企业去不断的创新，研发也要不断的跟新，电气系统作为设备的主要动力，核心系统，需要长期的稳定和高标准，在一些大批量生产设备上，系统的稳定运行和生产效率是相对矛盾的，所以怎样将电气系统与生产需求完美的结合，是设计者们去不断更新和挑战的课题，也是设备运行稳定的重要因素。

【参考文献】