独自の電気設計プロセスで弱点を特定する方法

電気設計プロセスは、問題を解決するための系統だった段階的なプロセスです。エンジニアは、製品開発のために常にこのプロセスを使用します。プロセスで焦点を当てる必要があるいくつかの一般的な電気設計の側面は何ですか。これが機能することを知っているために、私たちがしばしば見落としがちな領域は何ですか？電気設計とは何ですか？そのプロセスは何ですか？旅行中に見逃した具体的な詳細は何ですか？

電気設計とは何ですか？

電気設計には、電気機器の開発と設置の計画、作成、テスト、または監督が含まれます。多くの電気設計プロジェクトはアイデアから始まります。または、民間企業の場合、市場向けにモデル化または開発されている製品について考えることがよくあります。電気設計プロジェクトは、新しい市場性のある製品を表す場合もあれば、既存の製品またはシステムの改善を目指す場合もあります。

電気設計エンジニアは、電気工学の原理の基礎を完全に理解する必要があります。データベースシステムが利用できるようになると、さまざまなタスクプログラム/モジュール、さまざまな計画、設計、および分析の調査を実行できます。

凝縮された電気設計プロセス

電気設計は、開発のいくつかの重要な段階を経ます。まず、設計者はプロジェクトの範囲を理解する必要があります。次に、設計者は、認識されている業界標準に合わせて、各コンポーネント（一般的なオフィスエリア、特殊な機械、配電設備など）を定義および設計します。最後に、これらの個々のコンポーネントがコンパイルされて、デザインの最終的なプレゼンテーションが形成されます。

電気設計者の焦点

電気設計プロセスは、問題を解決するための複数のステップからなる方法です。電気設計者は、仕事で頻繁に遭遇するトピックに集中する必要があります。電気設計者は、多くの場合、次のことと非常に緊密に連携します。これは、厄介なことでも、経験豊富な電気設計者にとっては一般的な知識でもあります。これらのトピックが電気設計者の心の奥底にあることを確認することが重要な部分です：

規制と基準
コンポーネントの電気的リファレンス
サイトで使用される電圧システム
起こりうる障害モードの回避

電気の安全性

適用基準の決定（英語のみ）

計画の各コンポーネントが選択された後、ステップは、各部品を業界で認められた基準、および商業または産業の占有のために地方の管轄によって定められた追加の基準に合わせて設計することです。主要な産業規格は、全米防火協会（NFPA）によって発行されたNational Electric Code（NEC）です。 NECは3年ごとに改訂され、新しい版が発行されます。製品が最新版のリビジョンで最新であることを確認することをお勧めします。コードは国レベルで適用されますが、一部の地域の管轄区域では、NECの要件を超える追加の基準がある場合や、コードの以前のエディションを使用している場合があります。

一部のプロジェクトには、特殊な電気機器など、特定のコンポーネントに基づいた追加の要件もあります。電気設計者は、常に特殊機器の製造元ガイドラインを検討し、過電流保護サイズ、特殊接地要件などについて製造元が定めた適切な電気機器規格を使用する必要があります。これらの特殊な要件では、追加の特殊な配線方法を遵守する必要がある場合があります。この場合、これらの特殊な要件を計画に文書化する必要があります。

設計者は、モーターリードの識別、変圧器の端子マーキングの規格を含む、米国電機工業会（NEMA）の規格も考慮する必要があります。プラグおよびレセプタクルデバイス、および定格電流。設計者は、モーターと制御に関する最新の情報を提供する電気機器およびサービス協会（EASA）の基準も考慮する必要があります。

地元の公益事業から提供される配電システム用の新しい部品またはアップグレードされた部品を含むプロジェクトの場合、電気設計者は公益事業会社によって定められた要件を考慮する必要があります。これらの方法は、顧客へのサービス提供ユーティリティからの適切な配布に必要な配線方法と機器を指示する場合があります。計算された負荷値は、配電システムがこれらの負荷をサポートすることを保証するために、製造元のガイドラインを参照する必要があります。
いずれの場合も、設計者は、電気に関する確かな知識と電気計算とその必要性を完全に理解しているだけでなく、電気業界で使用されているすべての関連コードと標準の適用についても認識している必要があります。

電気計画の作成

さまざまな部品と適用可能な規格が決定されると、設計者はそれらの部品をコンパイルして電気設計を形成し、一連の計画を完成させます。

以前は、これらの計画は手描きの青写真の形をとっていましたが、現在、ほとんどの計画は、コンピューター支援設計（CAD）ソフトウェアツールを使用してデジタルで作成されています。デジタル化された計画は、ペンと鉛筆で描いた計画よりも修正と送信が簡単です。

E 3.series

計画では、各デバイスは適切な電気記号を使用して参照する必要があります。電気記号により、プロジェクトに携わる多くの人が各部品を普遍的に認識できるため、コストを適切に見積もり、仕様に合わせてプロジェクトを構築できます。

正しいシンボルが使用され、最終的なデザインに書かれていることを確認することが重要です。デザインシンボルリストは、正しいシンボルとその定義で更新する必要があります。時折、開発されていないシンボル（新しい省エネデバイスやエネルギー管理デバイスなど）が必要になる場合があります。この場合、設計者は、計画に含まれる記号リストに追加されている限り、電気設計計画の新しい記号を作成できます。

システム電圧

電気システムで使用されるさまざまなシステム電圧を理解することは、それらの設計と保守において非常に重要です。負荷が相間および相と中性点間でどのように接続されているかを知ることにより、電気設計者は電気システムのコンポーネントを適切に設計および指定し、保守担当者がこれらのシステムを安全に保守および操作できるようになります。

電源には多くの種類の電圧があり、どれが利用可能かを知ることはステップ1です。電圧源は、それを供給する公益事業会社から知っている必要があります。すべてのサービス電圧がどの負荷でも利用できるわけではありません。たとえば、住宅の建物では3相サービスを利用できない場合があり、より大きな負荷の場合は最小負荷要件が指定される場合があります。電気設計者は、サービス電圧要件を決定する責任があります。使用する電源がわかっていると思い込まないでください。また、あるタイプの電源の場所でそのような電力が出力されない場合は、そのデバイス用にデバイスを設計してください。

障害モードを回避するための計画

故障モードは時間の経過とともに発生し、回避するように設計するのは難しいことがよくあります。電子部品には、さまざまな故障モードがあります。これらは、時間や原因など、さまざまな方法で分類できます。故障は、過度の温度、過度の電流または電圧、電離放射線、機械的衝撃、ストレス衝撃、および他の多くの原因によって引き起こされる可能性があります。最も一般的な障害は、コンポーネントのライフサイクルの最初または最後の近くに発生します。航空宇宙システム、生命維持システム、電気通信、鉄道信号、コンピューターなどのアプリケーションは、多数の電子部品を使用します。故障の統計的特性の分析は、特定のレベルの信頼性を確立するための設計における適切なガイダンスを提供することができます。障害モードのリストを以下に表示します：

連絡の失敗
プリント回路基板の故障
リレーの失敗
半導体の故障
受動素子の故障
MEMSの失敗

製品がどのような環境に置かれる場合でも、周囲の環境に耐えるように製品を適切に設計するには、徹底的な調査が必要です。最後に必要なのは、周囲温度が華氏300度（誇張）に達する可能性があり、電子機器が室温を処理するように設計されていることを組み込むのを忘れたことです。

入力電圧により大規模な過熱が発生しました

電気機器の安全性

人々が電気を取り巻くすべての予防策に関係なく、単純な間違いが生命を脅かす状況に変わる可能性があるのはその一瞬だけです。新製品の開発には、お客様の仕様に合わせて設計するだけでかなりの時間がかかります。しかし、安全性が依然として最大の未発表の顧客要件であるというのは避けられない真実です。それを作る人、それを扱う人、それが使われるように設計された人、そしてそれに触れることを決して想定されていなかった人。

どちらの見方をしても、感電のリスクは今日でもすべての電子機器に存在します。私たちにできることは、予防策を講じ、誰かが感電する可能性を最小限に抑えることだけです。すべてのコンポーネントがすべての基準とガイドラインを満たしていますか？使用される業界に必要なガイドラインを満たしていますか？最後に必要なのは、新しいベビーモニターにワイヤーの露出部分があることです。しかし、現実的には、この理由でこの製品はおそらく市場に出回らないでしょう。デバイスからの危害や損傷を防ぐために行った可能性のあるすべてのことを感じられるように、すべての対策が講じられていますか？

安全性は、すべての電子機器が満たす必要のある暗黙の要件の1つです。この目標が達成されると、製品が誰にも害を及ぼさないように、夜は安らかに休むことができます。

電気設計プロセスの再考

電気設計者としての経験がいくら少なくても、どれだけ多くても、行われている作業の概要を把握することは常に良いことです。ここで説明するトピックのいくつかは、「これは常識です」のように見えるかもしれませんが、これが仕事であることを思い出すのは良いことです。電気設計プロセスは、しばしば無視されるか、場合によっては使用されない方法かもしれません。。人々は彼らの仕事になり、彼らの周りで起こっているすべてを理解します。変化はほとんど起こらない可能性があり、新鮮な視点から物事を見るのはしばしば良いことです。電気設計者は、仕事中の新人があなたに言うことができる仕事中の大きなおっとを避けるために、座って最初に始めたときの様子を覚えておく必要があります。

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