电气原理图设计的一般原则

何忠宝

摘要：随着经济社会的发展和人们生活水平的提高，我们对电气系统的运行提出了更高的要求，所以应该充分重视电气系统的方案设计，提高设计水品，保证电气系统的安全、高效、稳定运转。电气原理图是电气系统图的基本组成部分，本文将针对电气原理图的设计展开探讨，分析一下设计的一般原则，希望能够起到积极的实践意义，推动电气行业的发展。

关键词：电气原理图；方案设计；方法原则；分析研究

前言：电气原理图主要包括主电路、控制电路、配电电路、保护等部分，通过设计图可以更直观的了解设备电气的工作原理以及各种电器元件的相互作用。电气原理图在分析电气线路、解决电气故障、编写电气程序等方面起着重要的作用，所以我们要严格按照规范标准进行电气原理图设计，掌握相关设计原则，不断总结实践经验，优化设计方案，为电气系统的正常高效运作提供基础保障。

一、简述电气原理图的主要分类和基本绘制方法

电气原理图是电气系统图的一种，它和电器布置图、电气安装接线图等共同组成了电气系统方案，为电气系统的工作提供分析、指导作用。电气原理图是根据控制线图工作原理设计的，具有层次分明、结构简单等优点，主要分为整机原理图和单元部分电路原理图。电气原理图的基本绘制方法为：首先，绘制主电路图。注意使用标准的电器图形符号，将主要控制保护等用电设备用粗实线进行绘制，包括变频器、熔断器、断路器、电动机、热继电器等等，然后详细标注与之对应的文字符号；其次，绘制控制电路。控制电路主要包括按钮、开关、接触器、信号指示、继电器线圈、辅助触点等元件，控制着主电路中相关设备的启动、停止、运行等行为，从而确保受控设备按工艺要求工作。在进行简单控制电路绘制时，根据功能需求和工艺流程按照设备动作的先后次序绘制即可，而在绘制复杂控制电路时，要根据不同部分的功能需求将控制电路分割，按照先易后难、先简后繁的方式画出若干个局部环节，然后再根据各局部之间的相互关系进行连接。不管是简单的控制电路还是复杂的控制电路，通常都是由典型电路组合构成的，比如顺控电路、延时电路、联锁电路等【1】。

二、分析电气原理图设计的一般原则

电气原理图是控制方案和拖动方案的具体表现，虽然没有固定的设计模式和方法，但我们首先要遵循绘制图纸的基本原则，包括电气符号及文字符号应按国家规定标准、根据工作顺序进行排列、清晰表达动作原理和控制关系等等。另外，我们要借鉴先进设计理念和经验，开拓思路，不断优化调整设计方案，下面我们将具体分析一下电气原理图设计的一般原则。

（一）控制电路应该满足生产设备和工艺流程的需求

在进行电气原理图设计时，我们首先要对生产机械设备技术指标及工艺流程设置进行了解，以此作为设计基础依据。收集相关信息资料，包括工作循环图、检测元件状态表、执行元件动作节拍表等等，如果有调速要求还要明确相关调速技术指标，其他诸如启动、制动、转向、保护、照明等正常需求也要全面考虑。另外，做好事故预警设计预案，如果发生事故要及时报警，从而保护系统安全运转。在了解了生产机械设备的硬性技术指标后，我们还要与相关操作人员进行沟通交流，收集反馈信息，从而有针对性的优化设计方案，提高操作的方便性、快捷性、合理性，并且与相关技术人员探讨工艺流程，结合同行业类似产品的运行情况进行调整，提高电气设备的运行质量和效率，为电气原理图设计提供改善依据。

随着现代科学技术的不断发展，电气系统更新换代速度加快，新的设备元件和控制方法层出不穷，比如智能化的变频器、断路器、软启动器等。我们应该紧跟时代的步伐，密切关注电气控制系统的最新研究成果和应用情况，不断提高理论知识水平和实践技能，并及时有效的运用到电气原理图的设计上，从而保证电气控制系统的科学性、先进性、稳定性、安全性、可靠性，提高电气控制水平【2】。

（二）提高电气控制方案的投入产出比

在满足生产设备和工艺流程需求的情况下，我们应该充分考虑设计方案的经济效益，提高投入产出比。首先，我们应该选用久经考验的电路和环节，提高设计的可靠性。然后，要尽量减少导线的数量和长度，比如操作台电器柜和限位开关之间的连接线是不必要的，可以直接将启动按钮和制动按钮相连接，减少一次接线。最后，要尽量选用相同规格标准的电器元件，减少产品的数量、品种、规格，避免不同产品之间产生适应不良的磨合问题，选择综合性能良好、价格相对便宜的标准件，有效减少了资金投入，提高了设计方案的性价比。

（三）提升电气控制电路的安全性和稳定性

除了选择可靠的电气设备元件，我们还应该注意其他几个方面。注意连接电器元件及触头位置的准确，虽然串联回路中的电器元件或触头位置互换并不能影响回路正常工作，但是会产生安全、浪费等问题，由于同一电器限位开关的常开和常闭辅助触头离的比较近，如果接在电源的不同位置，常开和常闭触头不是等电位，所以当触头断开的时候有可能会产生飞弧，并且导致电源短路。

要确保连接电器线圈的正确。不能将串联线圈设计在交流控制电路中，因为每个线圈所分配的电压与线圈阻抗成正比，电气动作有先有后，不会同时吸合，比如交流接触器KM1先吸合，磁路闭合显著增加了线圈的电感，该线圈的电压降也将相应增加，继而导致另一个接触器KM2的线圈电压达不到动作电压，所以要保证电器线圈的并联连接。

避免在控制电路中产生寄生电路。寄生电路也叫假回路，是在控制电路动作时产生的意外接通电路。它是具有热保护和指示灯的正反向电路，在正常工作进行时，能正反向完成启动、制动、信号指示等功能，然而当热继电器FR动作时，电路中便会产生寄生电路，导致接触器KM1不能释放，因而丧失保护功能。

避免电路出现电路控制失灵的问题。电路“竞争”和“冒险”均会导致控制回路动作不当，控制失灵。在复杂控制电路中，控制信号的发出往往会牵动数个电气元件的状态变化，而不同电器元件动作时间不同，对于时序电路而言，就会产生不同的输出状态，导致电路“竞争”现象。对于开关电路而言，由于电器元件延时释放也会导致开关元件不按设计的逻辑功能输出，从而产生电路“冒险”的现象。

应该尽量降低误操作带来的损失。在电气原理图设计时，应该考虑在重要设备控制程序之间设置电气联锁和机械连锁，即便发生误操作问题也不会产生设备事故。而且设计的电路要符合所在电网的实际情况，根据电网技术指标设置电动机启动方式。另外，我们要充分重视电气设备的自我保护功能设计，包括短路、过载、过压、过流、失压等环节，降低设备运行故障产生的损失。

（四）保证操作使用和维护维修的方便快捷

电气原理图的设计还要充分考虑日常操作使用和后期维护维修的便捷性，能够迅速转换控制形式，并且设置隔离电器，避免带电操作导致人身安全问题。另外，还要实现电气系统运行的可视化，实时观察系统运行情况和关键参数指标，为生产控制活动提供依据【3】。

三、结论

综上所述，我们首先明确了电气原理图的主要分类和基本绘制方法，然后针对满足电气设备技术指标和工艺流程、提高设计方案的经济效益、提升电气控制的安全性和稳定性、便于日常操作和后期维护等设计原则进行了探讨，希望能够提升电气原理图的设计质量，让电气系统更好的为国家社会服务。

参考文献：

[1]于广彬.电气设计原则与设计中的常见问题及对策[J].商品与质量，2015，（12）：156.

[2]刘桂民，李治儒.电气原理图设计的一般原则[J].科学与财富，2012，（2）：283-283.

[3]赵红涛.电气原理图设计的一般原则[J].科技与生活，2012，（8）：223-223，189.