Виды электрических схем
В соответствии с нормами ЕСКД под схемами подразумеваются графические документы, на которых при помощи принятых обозначений отображаются основные элементы или узлы конструкции, а также объединяющие их связи. Согласно принятой классификации различают десять видов схем, из которых в электротехнике, чаще всего, используется три:
-
Функциональная, на ней представлены узловые элементы (изображаются как прямоугольники), а также соединяющие их линии связи. Характерная особенность такой схемы – минимальная детализация. Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями. Это могут быть различные части изделия, отличающиеся функциональным назначением, например, автоматический диммер с фотореле в качестве датчика или обычный телевизор. Пример такой схемы представлен ниже.
Пример функциональной схемы телевизионного приемника
-
Принципиальная. Данный вид графического документа подробно отображает как используемые в конструкции элементы, так и их связи и контакты. Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы.
Пример принципиальной схемы фрезерного станка
Если на схеме отображается только силовая часть установки, то она называется однолинейной, если приведены все элементы, то – полной.
Пример однолинейной схемы
Монтажные электрические схемы. В данных документах применяются позиционные обозначения элементов, то есть указывается их место расположения на плате, способ и очередность монтажа.
Монтажная схема стационарного сигнализатора горючих газов
Если на чертеже отображается проводка квартиры, то места расположения осветительных приборов, розеток и другого оборудования указываются на плане. Иногда можно услышать, как такой документ называют схемой электроснабжения, это неверно, поскольку последняя отображает способ подключения потребителей к подстанции или другому источнику питания.
Разобравшись с электрическими схемами, можем переходить к обозначениям указанных на них элементов.
Транзисторы
У большинства радиоэлектронных компонентов имеется лишь два вывода. Однако такие элементы как транзисторы оборудованы тремя выводами. Их конструкции отличаются разнообразными типами, формами и размерами. Общие принципы работы у них одинаковые, а небольшие отличия связаны с техническими характеристиками конкретного элемента.
Транзисторы используются преимущественно в качестве электронных коммутаторов для включения и выключения различных устройств. Основное удобство таких приборов заключается в возможности коммутировать большое напряжение с помощью источника малого напряжения.
По своей сути каждый транзистор является полупроводниковым прибором, с помощью которого генерируются, усиливаются и преобразуются электрические колебания. Наибольшее распространение получили биполярные транзисторы с одинаковой электропроводностью эмиттера и коллектора.
На схемах они обозначаются буквенным кодом VT. Графическое изображение представляет собой короткую черточку, от середины которой отходит линия. Данный символ обозначает базу. К ее краям проводятся две наклонные линии под углом 60, отображающие эмиттер и коллектор.
Электропроводность базы зависит от направления стрелки эмиттера. Если она направлена в сторону базы, то электропроводность эмиттера – р, а у базы – n. При направлении стрелки в противоположную сторону, эмиттер и база меняют электропроводность на противоположное значение. Знание электропроводности необходимо для правильного подключения транзистора к источнику питания.
Для того чтобы обозначение на схемах радиодеталей транзистора было более наглядным, оно помещается в кружок, означающий корпус. В некоторых случаях выполняется соединение металлического корпуса с одним из выводов элемента. Такое место на схеме отображается в виде точки, проставляемой там, где вывод пересекается с символом корпуса. Если же на корпусе имеется отдельный вывод, то линия, обозначающая вывод, может подсоединяться к кружку без точки. Возле позиционного обозначения транзистора указывается его тип, что позволяет существенно повысить информативность схемы.
Нормативная база
Разновидностей электрических схем насчитывается около десятка, количество различных элементов, которые могут там встречаться, исчисляется десятками если не сотнями. Чтобы облегчить распознавание этих элементов, введены единые условные обозначения в электрических схемах. Все правила прописаны в ГОСТах. Этих нормативов немало, но основная информация есть в следующих стандартах:
Нормативные документы, в которых прописаны графические обозначения элементной базы электрических схем
Изучение ГОСТов дело полезное, но требующее времени, которое не у всех есть в достаточном количестве. Потому в статье приведем условные обозначения в электрических схемах — основную элементную базу для создания чертежей и схем электропроводки, принципиальных схем устройств.
Как изображаются однолинейные схемы?
Однолинейные схемы понадобятся для сборки электрощитов. В их основе — устройство защитного отключения (сокращенно УЗО), контакторы, автоматика, нулевые и земляные шины, и другое оборудование. При работе с такой схемой нужно быть особо внимательным, так как часть символов имеет схожий характер. В пример можно привести катушки реле, для графики которых используется только прямоугольник. Однообразно обозначаются контактор и рубильник, здесь главное заметить один небольшой элемент на стационарном контакте.
При составлении однолинейной схемы важно понимать, что некоторые символы обозначаются несколькими значками: скажем, наличие двух галочек подряд указывает на количество проводов
Виды электрических схем
В соответствии с нормами ЕСКД под схемами подразумеваются графические документы, на которых при помощи принятых обозначений отображаются основные элементы или узлы конструкции, а также объединяющие их связи. Согласно принятой классификации различают десять видов схем, из которых в электротехнике, чаще всего, используется три:
- Функциональная, на ней представлены узловые элементы (изображаются как прямоугольники), а также соединяющие их линии связи. Характерная особенность такой схемы – минимальная детализация. Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями. Это могут быть различные части изделия, отличающиеся функциональным назначением, например, автоматический диммер с фотореле в качестве датчика или обычный телевизор. Пример такой схемы представлен ниже. Пример функциональной схемы телевизионного приемника
- Принципиальная. Данный вид графического документа подробно отображает как используемые в конструкции элементы, так и их связи и контакты. Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы. Пример принципиальной схемы фрезерного станка
Если на схеме отображается только силовая часть установки, то она называется однолинейной, если приведены все элементы, то – полной.
Пример однолинейной схемы
Монтажные электрические схемы. В данных документах применяются позиционные обозначения элементов, то есть указывается их место расположения на плате, способ и очередность монтажа. Монтажная схема стационарного сигнализатора горючих газов
Если на чертеже отображается проводка квартиры, то места расположения осветительных приборов, розеток и другого оборудования указываются на плане. Иногда можно услышать, как такой документ называют схемой электроснабжения, это неверно, поскольку последняя отображает способ подключения потребителей к подстанции или другому источнику питания.
Разобравшись с электрическими схемами, можем переходить к обозначениям указанных на них элементов.
Порядок изучения чертежей
Как читать электрические схемы правильно и понимать представленную на чертеже информацию? Достаточно уметь ориентироваться в условно-графических обозначениях ГОСТа, это основа каждого разработанного проекта.
Сначала определяют тип чертежа. Согласно по ГОСТ 2.702-75, каждому графическому документу соответствует индивидуальный код. Все электрические чертежи имеют буквенное обозначение «Э» и соответствующее цифровое значение от 0 до 7. Электрической принципиальной схеме соответствует код «Э3».
Чтение принципиальной схемы:
Визуально ознакомится с представленным чертежом, обратить внимание на указанные примечания и технические требования.
Найти на схематическом изображении все компоненты, указанные в перечне документа;
Определить источник питания системы и род тока (однофазный, трехфазный);
Найти основные узлы, и определить их источник электропитания;
Ознакомится с элементами и устройствами защиты;
Изучить способ управления, обозначенный на документе, его задачи и алгоритм действий. Понять последовательность действий устройства при запуске, остановке, коротком замыкании;
Анализировать работу каждого участка цепи, определить основные составляющие, вспомогательные элементы, изучить техническую документацию перечисленных деталей;
На основе изученных данных документа, сделать вывод о процессах, протекающих в каждом звене цепи, представленной на чертеже.. Зная последовательность действий, буквенно-графические обозначения, можно прочитать любую электрическую схему
Зная последовательность действий, буквенно-графические обозначения, можно прочитать любую электрическую схему.
Элементы электрических цепей, приборы
Номер на рисункеОписаниеНомер на рисункеОписание
| 1 | Счетчик учета электроэнергии | 8 | Электролитический конденсатор |
| 2 | Амперметр | 9 | Диод |
| 3 | Вольтметр | 10 | Светодиод |
| 4 | Датчик температуры | 11 | Диодная оптопара |
| 5 | Резистор | 12 | Изображение транзистора npn |
| 6 | Реостат (переменный резистор) | 13 | Плавкий предохранитель |
| 7 | Конденсатор |
УГО реле времени, кнопки, выключатели, концевые выключатели, часто используют при разработке схем электропривода.
Схематическое изображение плавкого предохранителя. При чтении электрической схемы следует внимательно учитывать все линии и параметры чертежа, чтобы не спутать назначение элемента. Например, предохранитель и резистор имеют незначительные отличия. На схемах силовая линия изображается проходящей через предохранитель, резистор чертится без внутренних элементов.
Изображение автоматического выключателя на полной схеме
Контактный коммутационный аппарат. Служит автоматической защитой электрической сети от аварий, короткого замыкания. Приводится в действие механическим, либо электрическим способом.
Автоматический выключатель на однолинейной схеме
Трансформатор представляет собой стальной сердечник с двумя обмотками. Бывает одно и трехфазный, повышающий и понижающий. Также подразделяется на сухой и масляный, в зависимости от способа охлаждения. Мощность варьируется от 0.1 МВА до 630 МВА (в России).
УГО трансформаторов
Обозначение трансформаторов тока на полной (а) и однолинейной (в) схеме
Графическое обозначение электрических машин (ЭМ)
Электрические моторы, зависит от вида, способны не только потреблять энергию. При разработке промышленных систем, используют моторы, которые при отсутствии нагрузки генерируют энергию в сеть, тем самым сокращая затраты.
А — Трехфазные электродвигатели:
1 — Асинхронный с короткозамкнутым ротором
2 — Асинхронный с короткозамкнутым ротором, двухскоростной
3 — Асинхронный с фазным ротором
4 — Синхронные электродвигатели; генераторы.
В — Коллекторные электродвигатели постоянного тока:
1 — с возбуждением обмотки от постоянного магнита
2 — Электрическая машина с катушкой возбуждения
В связке с электромоторами, на схемах показаны магнитные пускатели, устройства мягкого пуска, частотный преобразователь. Эти устройства служат для запуска электрических моторов, бесперебойной работы системы. Последние два элемента уберегают сеть от «просадки» напряжения в сети.
УГО магнитного пускателя на схеме
Переключатели выполняют функцию коммутационного оборудования. Отключают и включают в работу определенные участки сети, по мере необходимости.
Графические обозначения в электрических схемах механических переключателей
Условные графические обозначения розеток и выключателей в электрических схемах. Включают в разработанные чертежи электрификации домов, квартир, производств.
Звонок на электрической схеме по стандартам УГО с обозначенным размером
Изображение электрооборудования на планах
Согласно ГОСТ 21.210-2014 — документу, регламентирующему условные графические изображения электрооборудования и проводок на планах, есть четкие условные обозначения для каждого вида электрических устройств и связующих их звеньев: проводок, шин, кабелей. Распространяются они для каждого вида оборудования и недвусмысленно определяют его на схеме в виде графического или буквенно-численного условного обозначения.
В документе приведены представления для:
- Электрооборудования, электротехнических устройств и электроприемников;
- Линий проводок и токопроводов;
- Шин и шинопроводов;
- Коробок, шкафов, щитов и пультов;
- Выключателей, переключателей;
- Штепсельных розеток;
- Светильников и прожекторов.
Электрооборудование, электротехнические устройства и электроприемники
К категории электрооборудования относятся: силовые трансформаторы, масляные выключатели, разъединители и отделители, короткозамыкатели, заземлители, автоматические быстродействующие выключатели и бетонные реакторы.
Таблица УГО для электрооборудования
К электротехническим устройствам и приемникам относятся: простейшие электротехнические устройства, общие электрические аппараты с двигателями, электроустройства, работающие на электроприводе, приборы с генераторами, приборы представляющие собой двигатели и генераторы, трансформаторные устройства, конденсаторные и комплектные установки, аккумулирующая аппаратура, нагревательные элементы электрического типа. Их обозначения представлены на картинке ниже.
УГО для электротехнических устройств
Линии проводок и токопроводов
К данной категории относятся: линии проводки, цепи управления, линии напряжения, линии заземления, провода и кабеля, а также их возможные виды проводки (в лотке, под плинтусом, вертикальная, в коробе и т.д). В таблицах ниже представлены основные обозначения для этой категории.
Первая таблица обозначений для линий проводок
Линии проводок представляют собой кабеля и провода, способные передавать электроэнергию на достаточно большие расстояния. Токопроводами же чаще всего называют электротехнические устройства, способные передавать электричество на небольшое расстояние. Например, от генератора тока к трансформатору и так далее.
Вторая таблица обозначений для линий проводок
Третья таблица обозначений для линий проводок
Четвертая таблица обозначений для линий проводок
Шины и шинопровода
Шинопроводы представляют собой кабельные устройства, которые состоят из проводниковых элементов, изоляции и распределителей, которые передают и распределяют электроэнергию в производственных помещениях. Условные обозначения шин и шинопроводов представлены на картинке ниже.
Обозначение шин и шинопроводов
Коробки, шкафы, щитки и пульты
Среди коробок можно выделить ответвительные, вводные, протяжные, зажимные. Щитки бывают лабораторными, освещения обычного и аварийного освещения, автоматы. Все эти элементы нужны для распределения электроэнергии между отдельными участками цепи и приборами. Условие обозначения этих элементов представлены на картинке.
УГО щитков и пультов управления
Выключатели, переключатели и штепсельные розетки
Сюда входят и штепсельные розетки.
Первая таблица обозначений для переключателей
Все эти элементы используют для переключения, включения и отключения электрических цепей.
Вторая таблица обозначений для переключателей
Это может быть освещение или изменение напряжения. Следующие таблицы содержат основные обозначения для такого типа электроэлементов.
Третья таблица обозначений для переключателей
Светильники и прожектора
Множество цепей имеют в наличии светильники, прожекторы и другие осветительные элементы. Они нужны не только для сигнализации определенных состояний цепи, но и для освещения некоторых случаях.
УГО светильников
Аппаратов контроля и управления
К таким устройствам относятся счетчики, запрограммированные устройства, измерительные приборы, манометры, терморегуляторы и реле времени. Их основным элементом являются чувствительные к определенным факторам датчики.
Условные обозначения аппаратов управления
Обозначения они имеют следующие.
Условные обозначения аппаратов управления продолжение
В статье нельзя уместить графические и буквенно-числовые обозначения всех электрических приборов и элементов, но самые часто используемые были подробно рассмотрены. Также была описана документация ГОСТ схематического графического обозначения электрических элементов на схемах различных видов и типов, а также их расшифровка.
Буквенное обозначение радиоэлементов в схеме
Давайте еще раз рассмотрим нашу схему.
Как вы видите, схема состоит из каких-то непонятных значков. Давайте разберем один из них. Пусть это будет значок R2.
Итак, давайте первым делом разберемся с надписями. R – это значит резистор. Так как у нас он не единственный в схеме, то разработчик этой схемы дал ему порядковый номер “2”. В схеме их целых 7 штук. Радиоэлементы в основном нумеруются слева-направо и сверху-вниз. Прямоугольник с чертой внутри уже явно показывает, что это постоянный резистор с мощностью рассеивания в 0,25 Ватт. Также рядом с ним написано 10К, что означает его номинал в 10 Килоом. Ну как-то вот так…
Как же обозначаются остальные радиоэлементы?
Для обозначения радиоэлементов используются однобуквенные и многобуквенные коды. Однобуквенные коды – это группа, к которой принадлежит тот или иной элемент. Вот основные группы радиоэлементов:
А – это различные устройства (например, усилители)
В – преобразователи неэлектрических величин в электрические и наоборот. Сюда могут относиться различные микрофоны, пьезоэлементы, динамики и тд. Генераторы и источники питания сюда не относятся.
D – схемы интегральные и различные модули
E – разные элементы, которые не попадают ни в одну группу
F – разрядники, предохранители, защитные устройства
G – генераторы, источники питания, кварцевые генераторы
H – устройства индикации и сигнальные устройства, например, приборы звуковой и световой индикации
K – реле и пускатели
M – двигатели
Р – приборы и измерительное оборудование
Q – выключатели и разъединители в силовых цепях. То есть в цепях, где “гуляет” большое напряжение и большая сила тока
R – резисторы
S – коммутационные устройства в цепях управления, сигнализации и в цепях измерения
U – преобразователи электрических величин в электрические, устройства связи
V – полупроводниковые приборы
W – линии и элементы сверхвысокой частоты, антенны
X – контактные соединения
Y – механические устройства с электромагнитным приводом
Z – оконечные устройства, фильтры, ограничители
Для уточнения элемента после однобуквенного кода идет вторая буква, которая уже обозначает вид элемента. Ниже приведены основные виды элементов вместе с буквой группы:
BD – детектор ионизирующих излучений
BE – сельсин-приемник
BL – фотоэлемент
BQ – пьезоэлемент
BR – датчик частоты вращения
BS – звукосниматель
BV – датчик скорости
BA – громкоговоритель
BB – магнитострикционный элемент
BK – тепловой датчик
BM – микрофон
BP – датчик давления
BC – сельсин датчик
DA – схема интегральная аналоговая
DD – схема интегральная цифровая, логический элемент
DS – устройство хранения информации
DT – устройство задержки
EL – лампа осветительная
EK – нагревательный элемент
FA – элемент защиты по току мгновенного действия
FP – элемент защиты по току инерционнго действия
FU – плавкий предохранитель
FV – элемент защиты по напряжению
GB – батарея
HG – символьный индикатор
HL – прибор световой сигнализации
HA – прибор звуковой сигнализации
KV – реле напряжения
KA – реле токовое
KK – реле электротепловое
KM – магнитный пускатель
KT – реле времени
PC – счетчик импульсов
PF – частотомер
PI – счетчик активной энергии
PR – омметр
PS – регистрирующий прибор
PV – вольтметр
PW – ваттметр
PA – амперметр
PK – счетчик реактивной энергии
PT – часы
QF – выключатель автоматический
QS – разъединитель
RK – терморезистор
RP – потенциометр
RU – варистор
SA – выключатель или переключатель
SB – выключатель кнопочный
SF – выключатель автоматический
SK – выключатели, срабатывающие от температуры
SL – выключатели, срабатывающие от уровня
SP – выключатели, срабатывающие от давления
SQ – выключатели, срабатывающие от положения
SR – выключатели, срабатывающие от частоты вращения
TV – трансформатор напряжения
TA – трансформатор тока
UB – модулятор
UI – дискриминатор
UR – демодулятор
UZ – преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель
VL – прибор электровакуумный
VS – тиристор
WA – антенна
WT – фазовращатель
WU – аттенюатор
XA – токосъемник, скользящий контакт
XP – штырь
XS – гнездо
XT – разборное соединение
XW – высокочастотный соединитель
YA – электромагнит
YB – тормоз с электромагнитным приводом
YC – муфта с электромагнитным приводом
YH – электромагнитная плита
ZQ – кварцевый фильтр
Условные графические обозначения на электросхемах
В связи с тем, что в настоящее время существует огромное количество различных элементов электрических схем, каждому из них необходимо свое обозначение в виде символов, букв и цифр, а также графических изображений. Во избежание разногласий и противоречий разработаны нормативные документы, в которых каждому элементу однозначно присваиваются буквенно-цифровые и графические обозначения. Следующий список включает все основные стандарты соглашений:
- ГОСТ 2.710 81 – Указать стандартные требования к буквенно-цифровым обозначениям различных конструктивных электрических элементов и электроприборов;
- ГОСТ 2.747 68 – Требования к размерным характеристикам графических изображений;
- ГОСТ 21.614 88 – Правила, принятые для планирования монтажа электрооборудования и электропроводки;
- ГОСТ 2.755 87 – Требования к обозначению на схеме контактов, соединений и коммутационного оборудования;
- ГОСТ 2.709 89 – Стандарт, регулирующий обозначение контактов и электрических соединений;
- ГОСТ 21.404 85 – Требования к обозначению средств автоматизации при описании технических процессов на предприятии.
Чертежи вакуумных устройств
Прежде чем перейти к обозначениям элементов схемы, следует сказать, что сами схемы имеют буквенное обозначение. Итак, структурные схемы обозначены цифрой 1, функциональные схемы – 2, принципиальные схемы (полные) – 3, электрические схемы (схемы подключения) – 4, схемы подключения – 5, общие схемы – 6, схемы расположения – 7 и комбинации диаграммы – 0.
Чертеж газогенератора
По типу обозначения также бывают:
- электрические схемы – Э;
- гидравлические контуры – Г;
- пневматические контуры – П;
- газовые контуры – X;
- кинематические схемы – К;
- вакуумные контуры – Б;
- оптические схемы – L;
- энергетические узоры – П;
- схемы деления – Е;
- комбинированные схемы – С.
Вам будет интересно Стартер звезда-треугольник Оптическая схема теодолита
Все виды графических документов имеют собственные обозначения, которые регулируются специальными государственными стандартами и другими нормативными документами. Например, вы можете предоставить основные графические обозначения для некоторых типов электрических цепей. На функциональных схемах часто указываются основные узлы и инструменты автоматизации.
Функциональный стол УГО
Согласно изображению обозначения следующие:
- A – Устройства, которые устанавливаются за электрической панелью или распределительной коробкой. 1 – основной вид, 2 – приемлемый;
- Б – Устройства, которые устанавливаются внутри электрического щита или распределительной коробки;
- C – Графическое изображение исполнительных механизмов;
- D – Способ воздействия исполнительного механизма на регулирующий его корпус при отключении питания элемента. Первый вариант – открыть регулирующий орган, второй – закрыть и третий – оставить без изменений;
- E – Установлен привод с ручным управлением. Однако этот тип механизма также может быть указан в предыдущем элементе списка;
- F – Отображение линий связи: 1 – общая линия, 2 – линия пересечения без подключения, 3 – линия с подключениями.
На однолинейных и полных схемах есть разные типы символов. Наиболее распространенные перечислены ниже.
Стол УГО для блоков питания
На этом изображении показаны следующие типы блоков питания:
- А – источники постоянного тока и напряжения. Их полярность обозначена знаками «+» и «-» с разных сторон;
- Б – переменное напряжение;
- C – переменное и постоянное напряжение, используемое в устройстве, способном работать со всеми видами электричества;
- D – Аккумуляторный или гальванический источник питания;
- E – Схематическое изображение батареи или аккумулятора, состоящего из нескольких батарей.
Электромеханические устройства УГО
К обозначениям электромеханических элементов и устройств относятся:
- А – Катушки электрических устройств, в том числе реле, магнитные пускатели и т.д.;
- Б – графические обозначения чувствительных частей тепловых элементов;
- C – Устройство катушки с механической блокировкой;
- D – Контактные элементы коммутационных аппаратов, включая типы замыкания, размыкания и переключения;
- E – УГО для переключателей и кнопок;
- F – Обозначение автоматического выключателя.
