Come si progetta un quadro elettrico efficiente, sicuro e affidabile? Questo articolo approfondisce i passaggi essenziali per la creazione di un quadro elettrico pratico, dai principi di layout ai metodi di cablaggio. Imparerete la divisione dei componenti, la configurazione e gli schemi di collegamento. Alla fine, avrete una chiara comprensione del processo di progettazione, garantendo che il vostro quadro elettrico soddisfi sia le esigenze operative che gli standard di sicurezza. Immergetevi per scoprire le strategie chiave che possono semplificare il processo di progettazione e migliorare la funzionalità dei vostri sistemi elettrici.
Viene effettuato un conteggio completo di tutte le parti e i materiali necessari per il quadro elettrico e vengono elencati per categoria un elenco riassuntivo dei pezzi finiti acquistati, un elenco dei pezzi standard, una tabella delle quote di consumo dei materiali principali e una tabella delle quote dei materiali ausiliari.
Questo facilita il personale addetto agli acquisti e i reparti di gestione della produzione a preparare i materiali in base alle esigenze di produzione delle apparecchiature, a preparare la produzione e a facilitare la contabilità dei costi.
L'idea di base della progettazione di un quadro elettrico è il pensiero logico. Finché è conforme alle leggi del controllo logico, garantisce la sicurezza elettrica e soddisfa i requisiti del processo produttivo, si può dire che sia un buon progetto.
Tuttavia, per soddisfare i requisiti di produzione e utilizzo delle apparecchiature di controllo elettrico, è necessario progettare un processo di controllo elettrico ragionevole.
Questi progetti comprendono la progettazione strutturale del quadro elettrico, il diagramma di configurazione generale del quadro elettrico, la progettazione del diagramma di collegamento principale e la progettazione del diagramma di assemblaggio elettrico e del diagramma di collegamento di ciascuna parte.
Include anche alcuni cataloghi di componenti, numeri di linea in entrata e in uscita, elenchi dei materiali principali e altri documenti tecnici.
Il compito della progettazione della configurazione complessiva del quadro elettrico è quello di suddividere il sistema di controllo in diversi componenti in base ai principi di funzionamento e ai requisiti di controllo dello schema elettrico (questi componenti sono tutti chiamati componenti).
Poi, in base alla complessità del quadro elettrico, ogni componente viene suddiviso in più moduli.
Quindi, in base alla relazione di cablaggio dello schema elettrico, vengono ordinati i numeri di linea in entrata e in uscita di ciascun componente e vengono regolati i relativi metodi di collegamento.
Il progetto della configurazione generale è espresso sotto forma di schema di montaggio generale e di schema di collegamento principale dell'impianto elettrico; lo schema deve riflettere la posizione dei componenti principali di ciascuna parte e la relazione di collegamento, il metodo di cablaggio e l'uso di condotti di cablaggio, tubazioni, ecc.
Lo schema di montaggio principale e lo schema di collegamento del quadro elettrico (che possono essere suddivisi o combinati a seconda delle necessità) sono la base per la progettazione e il coordinamento di ogni parte in un sistema completo.
Il progetto complessivo dovrebbe rendere l'intero sistema di controllo elettrico centralizzato e compatto e, allo stesso tempo, in condizioni di spazio sufficiente, posizionare i componenti che generano calore e i componenti elettrici con grandi rumori e vibrazioni il più lontano possibile dagli altri componenti o isolarli.
Per le apparecchiature di grandi dimensioni con più postazioni di lavoro, è necessario considerare anche la comodità di operare in due punti. L'interruttore di alimentazione principale dell'armadio di comando e l'interruttore di arresto di emergenza devono essere collocati in una posizione comoda ed evidente.
La ragionevolezza o meno della progettazione della configurazione generale è legata alla qualità della produzione e dell'assemblaggio del sistema di controllo elettrico e influisce anche sulla realizzazione delle prestazioni del sistema di controllo elettrico e sulla sua affidabilità di lavoro, sul funzionamento, sul debug, sulla manutenzione e su altri aspetti della convenienza e della qualità del lavoro.
2.1 La suddivisione dei componenti del quadro elettrico è necessaria perché i vari componenti elettrici hanno posizioni di installazione diverse. Quando si forma un sistema di controllo elettrico completo, è necessario dividere i componenti.
I principi per la suddivisione dei componenti sono:
(1) Combinare componenti con funzioni simili;
(2) Ridurre al minimo il numero di connessioni tra i componenti e collocare nello stesso componente le apparecchiature elettriche di controllo che presentano stretti rapporti di cablaggio;
(3) Separare i controllori elettrici forti da quelli deboli per ridurre le interferenze;
(4) Per garantire ordine e bellezza, è possibile combinare apparecchi elettrici di dimensioni e pesi simili;
(5) Per agevolare le operazioni di verifica e debug del sistema di controllo elettrico, combinare i componenti sottoposti a frequenti regolazioni, manutenzione e facilmente danneggiabili.
2.2 Durante la suddivisione dei componenti del quadro elettrico, è necessario risolvere le modalità di cablaggio tra i componenti, tra i quadri elettrici e tra il quadro elettrico e il dispositivo controllato.
I metodi di collegamento tra le varie parti e componenti del quadro elettrico devono seguire i seguenti principi:
(1) Le linee in entrata e in uscita dei dispositivi di commutazione e delle schede di controllo utilizzano generalmente teste di terminali o nasi di terminali per il collegamento, che possono essere scelti in base alle dimensioni della corrente e al numero di linee in entrata e in uscita.
(2) Tra l'armadio elettrico, l'armadio di comando, l'armadio (tavolo) e le apparecchiature che controllano, utilizzare morsettiere o connettori industriali per il collegamento;
(3) I componenti di controllo elettrico deboli e i componenti della scheda a circuito stampato devono utilizzare vari tipi di connettori standard per il collegamento;
(4) Il collegamento tra i componenti dell'armadio elettrico, dell'armadio di comando e dell'armadio (tavolo) può essere effettuato direttamente con il terminale del componente stesso; la linea di collegamento di transizione deve essere collegata con la morsettiera per il collegamento di transizione e il terminale deve essere trattato con le specifiche corrispondenti del terminale.
Il layout dei componenti elettrici è una combinazione di alcuni componenti elettrici secondo determinati principi.
La base di progettazione del layout dei componenti elettrici è il diagramma di principio dei componenti e la divisione dei componenti, ecc. La progettazione deve seguire i seguenti principi:
(1) La disposizione dei componenti elettrici nello stesso componente deve prestare attenzione all'installazione di componenti elettrici pesanti e di grande volume nella parte inferiore del quadro elettrico, mentre i componenti che generano calore devono essere installati nella parte superiore o posteriore del quadro elettrico.
Tuttavia, i relè termici dovrebbero essere posizionati in basso perché l'estremità in uscita del relè termico è direttamente collegata al motore, il che è comodo per l'uscita, e l'estremità in entrata è direttamente collegata al contattore, il che è comodo per il cablaggio e rende il cablaggio più breve, oltre a favorire la dissipazione del calore.
(2) Separare l'elettricità forte da quella debole e prestare attenzione alla schermatura per evitare interferenze esterne.
(3) L'installazione dei componenti elettrici che necessitano di manutenzione, revisione e regolazione periodica non deve essere troppo alta o troppo bassa e la posizione di installazione degli interruttori a comando manuale e degli strumenti che devono essere controllati frequentemente deve essere conforme ai principi dell'ergonomia.
(4) La disposizione dei componenti elettrici deve tenere conto della distanza di sicurezza e deve essere ordinata, bella e simmetrica. I componenti elettrici con dimensioni e strutture simili possono essere disposti insieme per facilitare la lavorazione, l'installazione e il cablaggio.
Se si adotta il metodo di cablaggio a canalina, la distanza tra ogni fila di apparecchi elettrici deve essere opportunamente aumentata per facilitare il cablaggio e la manutenzione.
(5) Dopo aver determinato la posizione di ciascun componente elettrico, è possibile disegnare il layout elettrico. Il layout elettrico viene disegnato in base alla sagoma dei componenti elettrici, cioè in base al loro asse, e le dimensioni della spaziatura di ciascun componente sono contrassegnate.
Le dimensioni di installazione e il campo di tolleranza di ciascun componente elettrico devono essere contrassegnati in base alle istruzioni per l'uso del prodotto, per garantire la qualità della lavorazione della piastra di installazione e l'installazione regolare di ciascun apparecchio elettrico.
I componenti elettrici del quadro elettrico di grandi dimensioni devono essere installati tra le due travi di montaggio, in modo da ridurre il peso del quadro, risparmiare materiali e facilitare l'installazione.
Pertanto, le dimensioni dell'installazione longitudinale devono essere calcolate durante la progettazione.
(6) Nella progettazione del layout elettrico, il metodo delle linee in entrata e in uscita, delle morsettiere, dei connettori o dei connettori deve essere selezionato in base al numero di linee in entrata e in uscita di questo componente, alle specifiche dei fili utilizzati e alla posizione della linea in uscita, ecc.
Il diagramma di collegamento dei componenti elettrici viene disegnato in base al principio elettrico del componente e alla disposizione dei componenti elettrici.
Rappresenta la relazione di connessione dell'intero dispositivo ed è la base per l'installazione elettrica, la manutenzione e il controllo della linea. Lo schema di collegamento deve essere redatto secondo i seguenti principi:
(1) Il disegno del diagramma di principio del collegamento deve essere conforme alle disposizioni di GB6988.6-1993 "Disegno della tabella delle funzioni del sistema di controllo";
(2) Tutti i componenti elettrici e i relativi cavi devono essere contrassegnati con simboli di testo e numeri di collegamento coerenti con lo schema elettrico.
La compilazione dei codici di progetto, dei numeri dei terminali e dei fili nello schema deve essere conforme a GB5094-1985 "Codici di progetto nella tecnologia elettrica", GB4026-1992 "Identificazione e applicazione dei sistemi di numeri di lettere generali per i terminali di cablaggio e le estremità specifiche dei fili delle apparecchiature elettriche" e GB4884-1985 "Marcatura dei fili isolati" e altre normative;
(3) A differenza dello schema elettrico, nello schema di collegamento tutte le parti dello stesso componente elettrico (contatti, bobine, ecc.) devono essere disegnate insieme;
(4) Lo schema dei collegamenti elettrici è sempre disegnato con linee sottili. I metodi di cablaggio si dividono in pannelli anteriori e posteriori. In genere, si utilizza il metodo di cablaggio del pannello anteriore.
Per i componenti di controllo elettrici semplici, se il numero di componenti elettrici è ridotto e la relazione di collegamento non è complicata, è possibile disegnare direttamente il collegamento tra i componenti.
Per componenti complessi con molti componenti elettrici e cablaggi complessi, in genere si utilizza il trunking. Se il numero di cablaggio è indicato su ciascun componente elettrico, non è necessario tracciare il collegamento tra i singoli componenti;
(5) Lo schema di collegamento deve indicare il modello, le specifiche, la sezione trasversale e i requisiti di colore dei vari fili utilizzati per il cablaggio;
(6) Quando il componente è collegato al circuito esterno, il filo di grande sezione in entrata e in uscita deve essere collegato con il connettore, mentre gli altri devono essere collegati tramite la morsettiera.
I dispositivi di controllo elettrico di solito necessitano di armadi e scatole di controllo elettrico separati. La loro progettazione deve considerare i seguenti aspetti:
(1) Determinare le dimensioni complessive e il tipo di struttura del quadro elettrico e dell'armadio elettrico in base alle esigenze operative e alle dimensioni dei vari componenti elettrici del pannello di controllo, del quadro e dell'armadio. In casi non speciali, le dimensioni complessive del quadro elettrico devono essere conformi alle dimensioni di base e alle serie di strutture;
(2) In base alle dimensioni complessive e al tipo di struttura del quadro elettrico e alle dimensioni dell'installazione, progettare la staffa di installazione nella scatola e contrassegnare le dimensioni del foro di installazione, del bullone di installazione e del bullone di messa a terra, indicando anche il metodo di abbinamento. Il materiale dell'armadio e della scatola deve essere generalmente scelto tra i profili speciali per l'armadio e la scatola;
(3) In base ai requisiti di praticità di installazione, funzionamento e manutenzione in loco, progettare il metodo di apertura e il tipo di quadro elettrico;
(4) Per facilitare la ventilazione e la dissipazione del calore delle apparecchiature elettriche nell'armadio di comando e nella scatola, progettare fori di ventilazione o fessure di ventilazione nelle parti appropriate dell'armadio e, se necessario, progettare dispositivi di ventilazione forzata e fori di ventilazione nella parte superiore dell'armadio;
(5) Per facilitare il trasporto dell'armadio elettrico, è necessario prevedere un gancio di sollevamento adeguato o ruote mobili nella parte inferiore dell'armadio.
In sintesi, in base ai requisiti di cui sopra, si dovrebbe innanzitutto abbozzare lo schizzo di massima del quadro elettrico, stimare le dimensioni di ogni parte, quindi disegnare il diagramma di massima in scala e poi considerare ulteriormente la possibilità di regolare le proporzioni delle dimensioni in base a simmetria, bellezza e praticità d'uso.
Dopo aver determinato l'aspetto dell'armadio elettrico, si procede alla progettazione della struttura di ogni parte dell'armadio in base ai requisiti di cui sopra e si disegnano lo schema di montaggio dell'armadio e gli schemi delle parti di ogni porta, pannello di controllo, piastra inferiore, staffa di installazione, striscia decorativa, ecc. e si indicano i requisiti di lavorazione.
Quindi, si sceglie una serratura appropriata per il quadro elettrico, a seconda delle necessità. Naturalmente, le forme e le strutture dei quadri elettrici variano.
Nella progettazione del mobile, dovremmo prestare attenzione ad assorbire i vantaggi delle varie tipologie.
Per le parti di installazione elettrica non standard, i disegni dei pezzi devono essere disegnati in base ai requisiti di progettazione delle parti meccaniche, e i requisiti di tolleranza devono essere contrassegnati per tutte le dimensioni corrispondenti e devono essere indicati i requisiti di lavorazione.
Infine, sulla base di vari disegni, viene effettuato un conteggio completo di tutte le parti e i materiali necessari per il quadro elettrico, e vengono elencati per categoria un elenco riassuntivo dei pezzi finiti acquistati, un elenco dei pezzi standard, una tabella delle quote di consumo dei materiali principali e una tabella delle quote dei materiali ausiliari.
Questo facilita il personale addetto agli acquisti e i reparti di gestione della produzione a preparare i materiali in base alle esigenze di produzione delle apparecchiature, a preparare la produzione e a facilitare la contabilità dei costi.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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