如何识别您自己的电气设计过程中的弱点

电气设计过程是一个有条不紊的循序渐进的过程- 解决问题的步骤过程。工程师一直在使用此过程进行产品开发。在此过程中需要关注哪些常见的电气设计方面。我们经常忽略哪些领域，因为我们只知道这会奏效？什么是电气设计？它的过程是什么？我们在旅途中错过了哪些具体细节？

什么是电气设计？

电气设计需要规划、创建、测试或监督电气设备的开发和安装。许多电气设计项目都是从一个想法开始的，或者对于私营行业来说，通常考虑的是为市场建模或开发的产品。电气设计项目可能代表一种新的适销对路的产品，或者可能寻求改进现有产品或系统。

电气设计工程师仍然需要充分了解电气工程原理的基础知识。有了数据库系统，就可以进行不同的任务程序/模块，进行各种规划、设计和分析研究。

电气设计流程简明

电气设计要经历几个重要的开发阶段。首先，设计师必须了解项目的范围。然后，设计师根据公认的行业标准定义和设计每个组件（例如一般办公区域、专用机械和配电设备）。最后，编译这些单独的组件以形成设计的最终演示文稿。

电气设计师的重点

电气设计过程是解决问题的多步骤方法。电气设计人员通常需要关注工作中经常遇到的主题。电气设计师经常与以下人员密切合作，这对有经验的电气设计师来说可能是麻烦事，或者是常识。确保这些主题在电气设计师的脑海中是重要的部分：

• 法规和标准

• 元器件电气参考

• 现场使用的电压系统

• 避免可能的故障模式

• 电气安全

确定适用标准（仅限英文）

选择计划中的每个组成部分后，下一步是根据行业认可的标准以及当地司法管辖区为商业或工业用地制定的任何其他标准来设计每个部分。主要的工业标准是美国国家消防协会 (NFPA) 发布的国家电气规范 (NEC)。 NEC 每三年修订一次，并发布新版本。确保您的产品与最近的版本修订保持同步是一种很好的做法。尽管该规范适用于国家层面，但一些地方司法管辖区可能有超出 NEC 要求的其他标准，或者他们可能使用该规范的先前版本。

某些项目还会根据其特定组件（例如包括专用电气设备在内的组件）提出其他要求。电气设计人员应始终考虑专用设备的制造商指南，并使用制造商针对过电流保护尺寸、专用接地要求等制定的适当电气设备标准。这些特殊要求可能需要遵守额外的特殊布线实践；在这种情况下，这些特殊要求必须记录在计划中。

设计人员还必须考虑美国电气制造商协会 (NEMA) 的标准，其中包括电机引线标识、变压器端子标记的标准。插头和插座设备，以及额定电流。设计人员还必须考虑电气设备和服务协会 (EASA) 的标准，该协会提供电机和控制的最新信息。

对于包括由当地公用事业公司提供服务的配电系统的新部件或升级部件的项目，电气设计人员必须考虑公用事业公司提出的任何要求。这些方法可以规定从服务公用设施到客户的正确分配所需的布线方法和设备。计算出的负载值必须参考制造商指南，以确保配电系统支持这些负载。
在所有情况下，设计人员不仅必须具备扎实的电气知识和对电气计算及其必要性的透彻理解，而且还必须了解电气行业中使用的所有相关规范和标准的应用。

创建电气计划

一旦确定了各种零件和适用标准，设计人员就开始编译这些零件以形成电气设计并完成一套计划。

过去，这些计划采用手绘蓝图的形式，但如今大多数计划都是使用计算机辅助设计 (CAD) 软件工具以数字方式创建的。数字化的计划比用钢笔和铅笔绘制的计划更容易修改和传输。

E 3.series

在计划中，应使用适当的电气符号来引用每个设备。电气符号允许参与该项目的许多人对每个部件的普遍识别，以便他们可以适当地估算成本并按照规范构建项目。

确保使用正确的符号并将其写入最终设计至关重要。应使用正确的符号及其定义更新设计符号列表。有时可能需要尚未开发的符号（例如较新的节能或能源管理设备）。在这种情况下，设计者可以为电气设计计划创建一个新符号，只要将其添加到计划中包含的符号列表中即可。

系统电压

了解电气系统中使用的各种系统电压对其设计和维护非常重要。了解负载在相之间以及相与中性线之间的连接方式将使电气设计人员能够正确设计和指定电气系统的组件，并使维护人员能够安全地维护和操作这些系统。

电源电压有很多种，知道哪一种是可用的是第一步。电压供应必须从提供它的公用事业公司那里得知，并非所有服务电压都适用于任何负载。例如，住宅建筑可能无法提供三相服务，可能会为较大的负载指定最低负载要求，等等。电气设计人员负责确定服务电压要求。不要假设您知道将使用哪种电源，并在其位置不会输出此类电源时为一种电源设计设备。

制定避免故障模式的计划

故障模式会随着时间的推移而发生，并且通常很难设计避免。电子元件具有广泛的故障模式。这些可以按各种方式分类，例如按时间或原因。故障可能由过高的温度、过大的电流或电压、电离辐射、机械冲击、应力冲击和许多其他原因引起。故障最常出现在组件生命周期的开始或接近结束时。航空航天系统、生命支持系统、电信、铁路信号和计算机等应用使用大量电子元件。对失效统计特性的分析可以为设计提供适当的指导，以建立一定水平的可靠性。故障模式列表如下所示：

• 接触失败

• 印刷电路板故障

• 中继故障

• 半导体故障

• 被动元件失效

• MEMS 故障

无论您的产品处于何种环境，都需要进行彻底的研究以正确设计产品以承受周围环境。您想要做的最后一件事是您忘记了环境温度可能高达 300 华氏度（夸大）并且您的电子设备设计用于处理室温。

输入电压导致严重过热

电气设备安全

无论人们对电力采取何种预防措施，只要一个简单的错误可能变成危及生命的情况，就只需要那么一刻。开发新产品需要花费大量时间，只需根据客户的规格进行设计即可。但是，安全仍然是第一大未经宣布的客户要求，这是一个不可避免的事实。那些将建造它的人，那些将处理它的人，那些设计用于它的人，以及那些永远不应该接触它的人。

无论您怎么看，今天的每个电子设备仍然存在触电的风险。我们唯一能做的就是采取预防措施，尽量减少有人受到电击的机会。所有组件是否符合所有标准和准则？它是否符合将要使用的行业的必要准则？您最不想要的是新的婴儿监视器具有裸露的电线部分。但是，实际上，出于这个原因，该产品可能无法投放市场。是否已采取所有措施让您感觉到您可能已采取的一切措施来防止您的设备受到任何伤害或损坏？

安全是所有电子设备都需要满足的第一项不言而喻的要求。一旦达到了这个目标，您就可以在晚上安心休息，因为您的产品不会伤害任何人。

重新思考电气设计流程

无论某人作为电气设计师的经验有多少或有多少，对已完成的工作有一个高层次的看法总是好的。这里讨论的一些主题可能看起来像“是的，这是常识”，但有时提醒自己这就是工作，电气设计过程可能是一种经常被忽视的方法，或者在某些情况下从未使用过.人们成为他们的工作，并了解他们周围发生的一切。可能会发生很少的变化，从新的角度看待事物通常很好。电气设计师只需要坐下来记住他们刚开始工作时的情况，以避免工作中的任何新手都会告诉你的工作中的大麻烦。

曾经有过这样的错误，你自己想过，“我在学校学到了这个......我在开始工作之前就知道了这一点”？