So identifizieren Sie Schwachstellen in Ihrem eigenen Elektrokonstruktionsprozess

Der Elektrokonstruktionsprozess ist ein methodischer Schritt für Schritt -Schritt Prozess zur Lösung eines Problems. Ingenieure nutzen dieses Verfahren ständig für die Produktentwicklung. Was sind einige gängige Aspekte der Elektrokonstruktion, auf die Sie sich dabei konzentrieren müssen? Welche Bereiche übersehen wir oft, weil wir einfach wissen, dass dies funktioniert? Was ist Elektrokonstruktion? Wie ist sein Prozess? und Welche konkreten Details vermissen wir während der Reise?

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Was ist Elektrokonstruktion?

Elektrokonstruktion umfasst das Planen, Erstellen, Testen oder Überwachen der Entwicklung und Installation von elektrischen Geräten. Viele Elektrodesign-Projekte beginnen mit einer Idee oder denken in der Privatwirtschaft oft darüber nach, dass ein Produkt für den Markt modelliert oder entwickelt wird. Elektrokonstruktionsprojekte können ein neues marktfähiges Produkt darstellen oder versuchen, ein bestehendes Produkt oder System zu verbessern.

Der Elektrokonstrukteur benötigt nach wie vor ein umfassendes Verständnis der Grundlagen der Elektrotechnik. Mit der Verfügbarkeit eines Datenbanksystems können verschiedene Aufgabenprogramme/Module, verschiedene Planungs-, Entwurfs- und Analysestudien durchgeführt werden.

Der Elektrokonstruktionsprozess in Kürze

Ein elektrisches Design durchläuft mehrere wichtige Entwicklungsstadien. Zunächst muss der Designer den Umfang des Projekts verstehen. Anschließend definiert und konstruiert der Konstrukteur jede Komponente (wie allgemeine Bürobereiche, Spezialmaschinen und Stromverteilungsgeräte) nach anerkannten Industriestandards. Abschließend werden diese Einzelkomponenten zur finalen Präsentation für das Design zusammengestellt.

Schwerpunkte für Elektrodesigner

Der Elektroentwurfsprozess ist eine mehrstufige Methode zur Problemlösung. Elektroplaner müssen sich oft auf Themen konzentrieren, die bei ihrer Arbeit häufig anzutreffen sind. Elektrokonstrukteure arbeiten oft sehr eng mit folgenden Elementen zusammen, was für erfahrene Elektrokonstrukteure entweder lästig oder allgemein bekannt sein kann. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass diese Themen im Hinterkopf der Elektrokonstrukteure sind:

• Vorschriften und Standards

• Elektrische Referenz der Komponenten

• Vor Ort verwendetes Spannungssystem

• Vermeidung möglicher Fehlermodi

• Elektrische Sicherheit

Bestimmung anwendbarer Standards (nur Englisch)

Nachdem jede Komponente im Plan ausgewählt wurde, besteht der Schritt darin, jedes Teil gemäß den in der Industrie anerkannten Standards sowie allen zusätzlichen Standards zu konstruieren, die von der örtlichen Gerichtsbarkeit für gewerbliche oder industrielle Tätigkeiten festgelegt wurden. Der wichtigste Industriestandard ist der National Electric Code (NEC), veröffentlicht von der National Fire Protection Association (NFPA). Der NEC wird alle drei Jahre überarbeitet und führt zu einer Neuauflage. Es empfiehlt sich, sicherzustellen, dass Ihr Produkt mit den neuesten Ausgaberevisionen auf dem neuesten Stand ist. Obwohl der Kodex auf nationaler Ebene angewendet wird, können einige lokale Gerichtsbarkeiten zusätzliche Standards haben, die die Anforderungen des NEC überschreiten, oder sie verwenden möglicherweise eine frühere Ausgabe des Kodex.

Einige Projekte haben auch zusätzliche Anforderungen auf der Grundlage ihrer spezifischen Komponenten, wie z. B. spezielle elektrische Ausrüstung. Ein Elektrokonstrukteur sollte immer die Herstellerrichtlinien für Spezialgeräte berücksichtigen und die entsprechenden vom Hersteller festgelegten Standards für elektrische Geräte für Überstromschutzgrößen, spezielle Erdungsanforderungen usw. verwenden. Diese speziellen Anforderungen erfordern möglicherweise die Einhaltung zusätzlicher spezieller Verdrahtungspraktiken; wenn dies der Fall ist, müssen diese speziellen Anforderungen im Plan dokumentiert werden.

Konstrukteure müssen auch die Standards der National Electrical Manufacturers Association (NEMA) berücksichtigen, die Standards für die Identifizierung von Motorkabeln und die Kennzeichnung von Transformatoranschlüssen umfassen. Stecker- und Steckdosengeräte und Stromstärken. Konstrukteure müssen auch die Standards der Electrical Apparatus and Service Association (EASA) berücksichtigen, die aktuelle und aktualisierte Informationen zu Motoren und Steuerungen bereitstellt.

Bei Projekten, die neue oder aufgerüstete Teile für Verteilersysteme beinhalten, die von einem lokalen Versorgungsunternehmen versorgt werden, müssen Elektroplaner alle Anforderungen des Versorgungsunternehmens berücksichtigen. Diese Verfahren können die Verdrahtungsverfahren und die Ausrüstung diktieren, die für eine ordnungsgemäße Verteilung vom Versorgungsunternehmen an den Kunden erforderlich sind. Berechnete Lastwerte müssen den Herstellerrichtlinien entsprechen, um sicherzustellen, dass Verteilungssysteme diese Lasten tragen.
In allen Fällen müssen Konstrukteure nicht nur über solide elektrische Kenntnisse und ein gründliches Verständnis der elektrischen Berechnungen und deren Notwendigkeit verfügen, sondern auch über die Anwendung aller relevanten Vorschriften und Normen in der Elektroindustrie Bescheid wissen.

Erstellung des Elektroplans

Sobald die verschiedenen Teile und anwendbaren Normen festgelegt wurden, beginnt der Konstrukteur damit, diese Teile zusammenzustellen, um das elektrische Design zu bilden und eine Reihe von Plänen zu erstellen.

In der Vergangenheit wurden diese Pläne in Form von handgezeichneten Blaupausen erstellt, aber heute werden die meisten Pläne digital mit CAD-Softwaretools (Computer Aided Design) erstellt. Digitalisierte Pläne sind leichter zu überarbeiten und zu übermitteln als mit Kugelschreiber und Bleistift gezeichnete.

E 3.serie

Auf den Plänen sollte jedes Gerät mit den entsprechenden elektrischen Symbolen referenziert werden. Elektrische Symbole ermöglichen die universelle Erkennung jedes Teils durch die vielen Personen, die an dem Projekt arbeiten, damit sie die Kosten angemessen einschätzen und das Projekt gemäß den Spezifikationen konstruieren können.

Es ist wichtig sicherzustellen, dass die richtigen Symbole verwendet und auf dem endgültigen Design geschrieben werden. Die Designsymbolliste sollte mit den richtigen Symbolen und deren Definition aktualisiert werden. Gelegentlich kann ein nicht entwickeltes Symbol erforderlich sein (z. B. ein neueres Energiespar- oder Energiemanagementgerät). In diesem Fall kann der Konstrukteur ein neues Symbol für den Elektroplanungsplan erstellen, solange es der im Plan enthaltenen Symbolliste hinzugefügt wird.

Systemspannungen

Das Verständnis der verschiedenen Systemspannungen, die in elektrischen Systemen verwendet werden, ist für deren Auslegung und Wartung von großer Bedeutung. Zu wissen, wie die Lasten zwischen Phasen und zwischen Phase und Neutralleiter angeschlossen sind, ermöglicht es dem Elektroplaner, die Komponenten eines elektrischen Systems richtig zu entwerfen und zu spezifizieren und es dem Wartungspersonal zu ermöglichen, diese Systeme sicher zu warten und zu betreiben.

Es gibt viele Arten von Spannungen für die Stromversorgung, und zu wissen, welche verfügbar ist, ist der erste Schritt. Die Spannungsversorgung muss dem liefernden Energieversorgungsunternehmen bekannt sein, nicht alle Betriebsspannungen stehen für jeden Verbraucher zur Verfügung. Beispielsweise ist für Wohngebäude möglicherweise kein Drehstrombetrieb verfügbar, für größere Lasten können Mindestlastanforderungen festgelegt werden usw. Der Elektroplaner ist für die Bestimmung der Betriebsspannungsanforderungen verantwortlich. Gehen Sie nicht davon aus, dass Sie wissen, welche Stromquelle Sie verwenden werden, und entwickeln Sie ein Gerät für eine Art von Stromquelle, wenn der Standort keine solche Leistung ausgibt.

Planen Sie, um Fehlermodi zu vermeiden

Fehlermodi treten im Laufe der Zeit auf und sind oft schwer zu vermeiden. Elektronische Komponenten haben eine Vielzahl von Fehlermöglichkeiten. Diese können auf verschiedene Weise klassifiziert werden, beispielsweise nach Zeit oder Ursache. Ausfälle können durch zu hohe Temperaturen, zu hohe Ströme oder Spannungen, ionisierende Strahlung, mechanische Stöße, Belastungen und viele andere Ursachen verursacht werden. Ausfälle treten am häufigsten am Anfang oder am Ende des Lebenszyklus der Komponenten auf. Anwendungen wie Luft- und Raumfahrtsysteme, Lebenserhaltungssysteme, Telekommunikation, Eisenbahnsignale und Computer verwenden eine große Anzahl elektronischer Komponenten. Die Analyse der statistischen Eigenschaften des Versagens kann eine geeignete Anleitung bei der Auslegung geben, um ein gewisses Maß an Zuverlässigkeit zu ermitteln. Eine Liste der Fehlermodi wird unten angezeigt:

• Kontaktfehler

• Leiterplattenfehler

• Relaisausfall

• Halbleiterfehler

• Passiver Elementfehler

• MEMS-Fehler

Unabhängig von der Umgebung, in der sich Ihr Produkt befindet, ist gründliche Forschung erforderlich, um das Produkt so zu gestalten, dass es der Umgebung standhält. Das Letzte, was Sie möchten, ist, dass Sie vergessen haben zu berücksichtigen, dass die Umgebungstemperatur bis zu 300 Fahrenheit (übertrieben) erreichen kann und Ihre Elektronik für Raumtemperatur ausgelegt ist.

Eingangsspannung verursacht massive Überhitzung

Sicherheit elektrischer Geräte

Unabhängig von allen Vorsichtsmaßnahmen, die Menschen in Bezug auf Elektrizität treffen, dauert es nur einen Moment, in dem ein einfacher Fehler zu einer lebensbedrohlichen Situation werden kann. Die Entwicklung neuer Produkte nimmt viel Zeit in Anspruch, sie einfach nach Kundenspezifikation zu gestalten. Aber es ist eine unvermeidliche Wahrheit, dass Sicherheit immer noch die unangekündigte Kundenanforderung Nummer eins ist. Diejenigen, die es bauen werden, diejenigen, die es handhaben werden, diejenigen, für die es verwendet werden soll, und diejenigen, die es nie berühren sollten.

So oder so, die Gefahr eines Stromschlags besteht auch heute noch bei jedem elektronischen Gerät. Das einzige, was wir tun können, ist, vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen und das Risiko eines elektrischen Schlags zu minimieren. Entsprechen alle Komponenten allen Normen und Richtlinien? Entspricht es den notwendigen Richtlinien für die Branche, in der es eingesetzt wird? Das Letzte, was Sie möchten, ist, dass ein neues Babyphone einen freiliegenden Drahtabschnitt hat. Aber realistischerweise würde dieses Produkt aus diesem Grund wahrscheinlich nicht auf den Markt kommen. Wurden alle Maßnahmen ergriffen, die Ihrer Meinung nach alles getan haben, um Schäden oder Schäden durch Ihr Gerät zu verhindern?

Sicherheit ist die unausgesprochene Anforderung Nummer eins, die alle elektronischen Geräte erfüllen müssen. Sobald dieses Ziel erreicht ist, können Sie sich nachts ruhig ausruhen, damit Ihr Produkt niemandem schadet.

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Überdenken des Elektrokonstruktionsprozesses

Egal, wie wenig oder wie viel Erfahrung jemand als Elektrokonstrukteur hat, es ist immer gut, einen Überblick über die geleistete Arbeit zu haben. Einige der hier diskutierten Themen mögen wie „Ja, das ist gesunder Menschenverstand“ erscheinen, aber manchmal ist es schön, uns daran zu erinnern, dass dies die Aufgabe ist und der Elektrokonstruktionsprozess möglicherweise eine Methode ist, die oft vernachlässigt oder in einigen Fällen nie verwendet wird . Menschen werden zu ihrer Arbeit und verstehen alles, was um sie herum passiert. Es kann sich nur sehr wenig ändern und es ist oft schön, die Dinge aus einer neuen Perspektive zu betrachten. Elektrodesigner müssen sich nur hinsetzen und sich daran erinnern, wie es war, als sie anfingen, um die großen Oops bei der Arbeit zu vermeiden, die Ihnen jeder Rookie bei der Arbeit erzählen könnte.

Hatten Sie jemals einen Fehler, von dem Sie dachten:„Das habe ich in der Schule gelernt … das wusste ich, bevor ich den Job angetreten habe“?

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