Принципиальная электрическая схема отражает взаимные связи между отдельными электрическими устройствами, аппаратами, приборами и средствами автоматизации с учётом принципа действия и последовательности работы, отдельных её элементов.
Прежде чем составить схему, необходимо определить систему подключения к сети электродвигателя, катушек пускателей к реле, электромагнитов, приборов, регуляторов и других элементов, выявить их общие коммутационные аппараты и аппараты защиты.
Принципиальную электрическую схему изображают в положении отключенного питания, когда на аппараты и их части нет принудительных воздействий, такое положение является исходным для электрической схемы.
При разработке принципиальной электрической схемы рекомендуется придерживаться определенной последовательности:
ознакомиться с назначением, устройством и технологией работы механизма, его особенности;
составить технические условия на электропривод и схему управления;
вычертить силовую часть принципиальной электрической схемы;
обозначить сеть;
вычертить схему управления;
обозначить питание цепи управления;
изучить схему в целом и выделить типовые схемные решения и узлы;
определить функциональные назначение всего электрооборудования схемы;
установить по схеме наличие замкнутых цепей протекания тока или передачи потенциала при подаче питания;
рассмотреть, какие аппараты включаются при подачи питания;
установить цепи, в которых переключаются контакты аппаратов;
выбрать режим работы схемы и механизма и найти в схеме аппарат, включением которого начинается работа механизма;
установить взаимодействие аппаратов и электроприводов исполнительных механизмов, начиная с первого этапа его работа;
выделить в схеме, какие дополнительные переключения производятся после первого этапа работы механизма по технологическим факторам;
рассмотреть по схеме аппараты, дающие команду на переход ко второму этапу работы;
установить, по схеме момент окончания цикла работы и её возврата в исходное положение.
Технические условия на разработку электрической принципиальной схемы составляются в виде перечня операций, которые будет осуществлять принципиальная схема.
схема обеспечивает защиту силовой цепи и цепи управления от токов короткого замыкания и перегрузок;
осуществляет отключение магнитных пускателей при исчезновении напряжения и блокировку самовключения после подачи напряжения;
управляет запуском привода главного движения путём изменения по времени схемы включения со “звезды” на “треугольник”;
осуществляет световую сигнализацию:
– о включении электроприводов;
– об открытом защитном экране;
осуществляет блокировку последовательности включения электрооборудования;
осуществляет автоматическое управление насосом системы охлаждения.
Описание электрической схемы начинается с рассмотрения состояния аппаратов, когда они отключены, т. е. при отсутствии питания и командных воздействий. При описании схемы отмечается последовательность действия электрооборудования для рабочих и наладочных режимов, т. е. какие аппараты изменяют, сваё состояние при переходе к первому этапу работы, затем ко второму под воздействием управляющих команд и при взаимодействии между собой, прослеживается прохождение команд по различным цепям и аппаратам схемы. Обращается внимание на блокировки и защиту электрооборудования от ненормальных режимов работы, а также вопросы электробезопасности.
Назначение элементов принципиальной электрической схемы оформляется в виде таблицы 4.1.
Таблица 4.1 Назначение элементов принципиальной электрической схемы
| Обозначение элементов | Название элементов | Назначение элементов |
| OF1 | Автоматический выключатель | Подает напряжения на схему, защищает от токов короткого замыкания и перегрузок |
| QD | Устройство защитного отключения | Защищает персонал от токов утечки |
| FU | Плавкий предохранитель | Защищает цепь управления от токов короткого замыкания |
| КМ1-3 | Магнитный пускатель | Дистанционно управляет приводом главного движения, а также обеспечивает нулевую защиту |
| HL1 | Световая сигнализация | Сигнализирует о подачи напряжения в схему |
Пример изображения принципиальной электрической схемы приводится на рисунке 4.1.
Правила изображения элементов принципиальной электрической схемы приводится в табл. 4.2, буквенное обозначение элементов электрической принципиальной схему приводится в табл. 4.3.
Рисунок 4.1 – Пример изображения принципиальной электрической схемы
Таблица 4.2 Обозначения условные графические и позиционные в электрических схемах
| № | Наименование | Обозначение |
| | Ввод переменного трехфазного тока, пятипроводная линия (три фазных провода, нейтраль N, один провод защитный с заземлением PE) частотой 50 Гц, напряжением 220/380 В, т.е. сеть TN-S | Ввод 3 NРE~50 Гц 380/220 В |
| То же, четырехпроводная линия (три фазных провода, один защитный провод с заземлением, выполняющий функцию нейтрали, т.е. PEN проводником), сеть TN-C | Ввод 3 РEN~50 Гц 380/220 В |
| В электрических схемах (не на вводах) переменный трехфазный ток частотой 50 Гц, напряжением 380 В | 3 ~50 Гц 380 В |
| | Ввод однофазной электрической сети TN-S напряжением 220 В, частотой тока 50 Гц, с разделенными проводниками PE и N | Ввод 1 NPE~50 Гц 220 В |
| В электрических схемах (не на вводах) переменный ток, однофазный, частотой 50 Гц, напряжением 220 В | 1 ~50 Гц 220 В |
| | Обозначение на принципиальной электрической схеме ввода трехфазной электрической сети напряжением 220/380 В, частотой тока 50 Гц, с разделенными проводниками PE и N, подключаемой при монтаже к клеммнику ХТ1 ящика управления: 1 вариант 2 вариант | 3 NPE~50 Гц 380/220 В  3 NPE~50 Гц 380/220 В 
|
| | Трёхфазный автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем |  |
| | Трёхфазный автоматический выключатель с электромагнитным и тепловым расцепителем (комбинированным расцепителем) |  |
| | Трёхфазный автоматический выключатель с комбинированным расцепителем (электромагнитным и тепловым) и дополнительным независимым расцепителем |  |
| | Трёхфазный четырёхполюсный автоматический выключатель с комбинированным расцепителем |  |
| | Однофазный автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем и блок-контактом |  Примечание. Механическую связь можно не показывать |
| | То же, с комбинированным расцепителем, но без блок-контакта |  |
| | Однофазное двухполюсное устройство защитного отключения (УЗО), реагирующее на дифференциальный ток IDn |  |
| | Трёхфазное устройство защитного отключения (УЗО), реагирующее на дифференциальный ток IDn |  |
| | То же, но селективное |  |
| | Однофазный дифференциальный автоматический выключатель (сочетание автоматического выключателя, имеющего комбинированный расцепитель, с УЗО, реагирующим на дифференциальный ток IDn) |  |
| | Трёхфазный четырехполюсный дифференциальный автоматический выключатель |  |
| | Трёхфазный выключатель нагрузки, пакетный выключатель |  |
| | Рубильник-выключатель, совмещённый с предохранителями |  |
| | Контакты электромагнитного пускателя и его катушка |  |
| | Контакт замыкающий (слева направо, сверху вниз) Размыкающий (слева направо, сверху вниз) Переключающий (слева направо, сверху вниз) Переключающий, с нейтральным положением (например, тумблер) |     |
| | Реле электромагнитное промежуточное: катушка и контакты |  |
| | Контакт концевого выключателя: замыкающий размыкающий |  |
| | Катушка и контакты реле времени: 1) замыкающий, с выдержкой времени при срабатывании 2) замыкающий, с выдержкой времени при возврате 3) размыкающий, с выдер-жкой времени при срабаты-вании 4) размыкающий, с выдерж-кой времени при возврате 5) размыкающий, с выдерж-кой времени при сраба-тывании и возврате 6) замыкающий, с выдержкой времени при срабатывании и возврате |     
|
| | Трехфазное тепловое реле: Нагреватели Контакт теплового реле с самовозвратом Контакт теплового реле без самовозврата (с возвратом элемента посредством нажатия кнопки) |   |
| | Выключатель ручной (кнопка) с самовозвратом: «Пуск» «Стоп» без самовозврата | или или или |
| | Асинхронный трехфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором (с присоединенными проводниками трех фаз и проводом защитного заземления PE) | |
| | Переключатель однополюсный многопозиционный (например, на 4 положения) | |
| | Переключатель однополюсный двухпозиционный, со средним нейтральным положением | |
| | Переключатель двухполюсный на 2 рабочих положения с нейтралью (в положении «А» замыкается цепь 3-4; в положении «Р» – цепь 1-2). (допустимое обозначение) | |
| | Переключатель двухполюсный на три положения с нейтралью, со сложной коммутацией (в положении «Мест.» замыкается цепь 3-4, в положении «Дист.» – цепь 1-2). (рекомендуемое обозначение) | |
| | То же, на 4 подключаемые цепи | |
| | Арматура светосигнальная: 1. С лампой накаливания и встроенным резистором; с лампой накаливания и резистором, отделенным от арматуры) 2. С лампой газоразрядной и встроенным добавочным резистором 3. Со светодиодом (и встроенным резистором для постоянного тока; со встроенным резистором плюс диодом – для переменного тока) |    |
| | Звонок электрический |  |
| | Соединение: – разборное – неразборное – гнездо испытательное разъемное трехштыревое (трехпроводное) однопроводнoе штырь гнездо | |
| | Розетка (силовая) с маркировкой присоединяемых проводников, четырехштыревая | |
| | Реле уровня мембранное, поплавковое (с выходным микровыключателем, без усилителя) | |
| | Реле давления (без усилителя, с выходным микровыключателем) | |
| | Реле температуры (без усилителя) | |
| | Трансформатор натяжения | |
| Автотрансформатор | |
| | Трансформатор тока | |
| | Амперметр и вольтметр | |
| | Фотореле с фотодатчиком (фотосопротивлением) |        |
| | Диод, выпрямитель |   |
| | Конденсатор: неполярный полярный (оксидный) | |
| | Стабилитрон односторонний Двухсторонний | |
| | Тиристор с управлением по катоду и аноду | |
| | Динистор | |
| | Симистор | |
| | Резистор постоянный Подстрочный, переменный |  |
| | Потенциометр | |
| | Терморезистор | |
| | Шунт измерительный | |
| | Варистор Разрядник | |
| | Оптопара диодная, тиристорная, транзисторная |  ` |
| | Транзистор: п–р–п р–n–р | |
| | Полевой транзистор: с каналом n-типа с каналом p-типа с изолированным затвором n-типа | |
| | Однопереходной транзистор (двухбазовый диод) n-типа p-типа | |
| | Источник постоянного тока (батарея) |   |
| | В данном приложении использованы обозначения по ГОСТ 2.755–87, ГОСТ 2.756–76, ГОСТ 2.727–74, ГОСТ 2.722–68, ГОСТ 2.730–73 и др. |
Таблица 4.3 Буквенные коды наиболее распространенных элементов электрических схем по ГОСТ 2.710–81
| Первая буква кода | Группа видов элементов | Примеры видов элементов | Код |
| А | Устройство (общее обозначение) | | |
| В | Преобразователи неэлектрических величин в электрические (кроме генераторов и источников питания) или наоборот, аналоговые или многоразрядные преобразователи или датчики | Громкоговоритель Магнитострикционный элемент Детектор ионизирующих излучений Сельсин-приемник Телефон (капсюль) Сельсин-датчик Тепловой датчик Фотоэлемент Микрофон Датчик давления Пьезоэлемент Датчик частоты вращения (тахогенератор) Звукосниматель Датчик скорости | BA BB BD BE BF BC BK BL BM BP BQ BR BS BV |
| С | Конденсаторы | | |
| D | Схемы интегральные, микросборки | Схема интегральная аналоговая Схема интегральная цифровая, логический элемент Устройство хранения информации Устройство задержки | DA DD DS DT |
| Е | Элементы разные | Нагревательный элемент Лампа осветительная Пиропатрон | EK EL ET |
| F | Разрядники, предохранители, устройства защитные | Дискретный элемент защиты по току мгновенного действия Дискретный элемент по току инерционного действия Предохранитель плавкий Дискретный элемент защиты по напряжению, разрядник | FA FP FU FV |
| G | Генераторы, источники питания | Батарея | GB |
| Н | Устройства индикационные и сигнальные | Прибор звуковой сигнализации Индикатор символьный Прибор световой сигнализации | HA HG HL |
| К | Реле, контакторы, пускатели | Реле токовое Реле указательное Реле электротепловое Контактор, магнитный пускатель Реле времени Реле напряжения | KA KH KK KM KT KV |
| L | Катушки индуктивности, дроссели | Дроссель люминесцентного освещения | LL |
| М | Двигатели | | |
| Р | Приборы, измерительное оборудование. Примечание: Сочетание РЕ применять не допускается | Амперметр Счетчик импульсов Частотомер Счетчик реактивной энергии Счетчик активной энергии Омметр Регистрирующий прибор Часы, измеритель времени действия Вольтметр Ваттметр | PA PC PF PK PJ PR PS PT PV PW |
| Q | Выключатели и разъединители в силовых цепях (энергоснабжение, питание оборудования и т.д.) | Выключатель автоматический Короткозамыкатель Разъединитель | QF QK QS |
| R | Резисторы | Терморезистор Потенциометр Шунт измерительный Варистор | RK RP RS RU |
| S | Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации и измерительных Примечание: Обозначение SF применяют для аппаратов, не имеющих контактов силовых цепей; не применяют для автоматических выключателей защиты от сверхтоков | Выключатель или переключатель Выключатель кнопочный Выключатель автоматический Выключатели, срабатывающие от различных воздействий: от уровня от давления от положения (путевой) от частоты вращения от температуры | SA SB SF SL SP SQ SR SK |
| T | Трансформаторы, автотрансформаторы | Трансформатор тока Электромагнитный стабилизатор Трансформатор напряжения | TA TS TV |
| U | Устройства связи Преобразователи электрических величин в электрические | Модулятор Демодулятор Дискриминатор Преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель | UB UR UI UZ |
| V | Приборы электровакуумные и полупроводниковые | Диод, стабилитрон Прибор электровакуумный Транзистор Тиристор | VD VL VT VS |
| X | Соединения контактные | Токосъемник, контакт скользящий Штырь Гнездо Соединение разборное Соединитель высокочастотный | XA XP XS XT XW |
| Y | Устройства механические с электромагнитным проводом | Электромагнит Тормоз с электромагнитным приводом Муфта с электромагнитным приводом Электромагнитный патрон или плита | YA YB YC YH |
| Z | Устройства оконечные, фильтры Ограничители | Ограничитель Фильтр кварцевый | ZL ZQ |
В этом пункте пояснительной записки описывается схема управления электроприводом.
Сначала описывается состав схемы, её силовая часть, назначение элементов схемы. Потом описывается работа схемы в основном режиме управления, при автоматическом управлении, при наладке.
Описание электрической схемы начинается с рассмотрения состояния аппаратов, когда они отключены, т. е. при отсутствии питания и командных воздействий. При описании схемы отмечается последовательность действия электрооборудования для рабочих и наладочных режимов, т. е. какие аппараты изменяют, сваё состояние при переходе к первому этапу работы, затем ко второму под воздействием управляющих команд и при взаимодействии между собой, прослеживается прохождение команд по различным цепям и аппаратам схемы. Обращается внимание на блокировки и защиту электрооборудования от ненормальных режимов работы, а также вопросы электробезопасности.
