《电气CAD》实验指导书

试验指导书指导教师：杨波目录TOC\o“1-1“\h\z\u\l“_TOC_250006“试验一AutoCAD根本操作 1\l“_TOC_250005“试验二常用电气元件的绘制 1\l“_TOC_250004“试验三三相异步电动机掌握电气设计 6\l“_TOC_250003“试验四变电工程设计 11\l“_TOC_250002“试验五 Protel99SE软件根本操作 16\l“_TOC_250001“试验六滤波器仿真设计 17\l“_TOC_250000“试验七串行通信电路交互式布线，封装模型设计及报表生成 2210试验一AutoCAD一、试验目的了解AutoCAD软件环境，把握线、圆、文字标注、尺寸标注、设置绘图环境、图形输出等根本操作。二、试验要求要求设计简洁的图形，在软件环境中输入，并实现输出。三、试验设备装有AutoCAD2023软件的计算机一台。一、试验目的了解电气制图标准，学习常用电气元件的绘制，包括导线、连接器件、无源器件、半导体管和电子管、开关、掌握和保护装置、常用测量仪表、灯和信号器件等。二、试验要求在娴熟把握常用电气元件绘制的根底上，绘制一个带多个开关的并联照明电路。三、试验设备装有AutoCAD2023软件的计算机一台。四、试验步骤Tips：命令行键入U，取消上次操作回车表示完毕本次操作翻开“对象捕获”和“对象追踪并联照明电路图为：1、翻开AutoCAD2023〔用模板acadiso.dw2、绘制手动单极开关〔1〕单击“绘图”工具栏“直线”按钮，绘制最下端三段连接竖直线，分别长20。命令:_line指定第一点:100,100〔输入第一点确定坐标〕指定下一点或[放弃(U)]:@20,0〔输入其次点相对坐标，@20,0表示x20，y轴上不变〕[放弃(U)]:@20,0指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@20,0指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:〔直接回车，表示完毕绘制直线〕Tips：窗口上端标准工具栏上有窗口缩放按钮，可放大所选图形。单击“绘图”工具栏“直线”按钮，过中间直线段中点画竖直线，长度为30，线型为虚线。a〕绘制中间直线段单击“绘图”工具栏“直线”按钮shift+右键，消灭如图下拉菜单选择下拉菜单中的“中点击直线段中点，按命令行提示操作：命令:_line指定第一点:_mid于〔第一点为直线段中点〕指定下一点或[放弃(U)]:@0,30〔@0,30表示其次个点x轴上不变，y30〕指定下一点或[放弃(U)]:〔直接回车，表示完毕绘制直线〕ESC键取消选择b〕切换成虚线格式->线型，消灭线型治理器对话框。单击“加载”按钮，弹出“加载或重载线型”对话框，选择ISOdash ”单击“定”按钮。单击“绘图”工具栏“直线”按钮，绘制最上边竖直直线段，长度为10，线型切换为实线。a〕切换到实线格式->线型，消灭线型治理器对话框。选择“Continuous”b〕绘制直线Tips：可推算出最上边竖直直线段端点坐标，以便画图效果如图旋转中间直线段单击“修改”工具栏“旋转”按钮，按命令行提示操作。命令:ROTATEUCS当前的正角方向: ANGDIR=逆时针ANGBASE=0选择对象:找到1个〔选中中间的直线段〕选择对象:〔回车表示选择完毕〕指定基点:〔指定中间直线段左端点为旋转基点〕指定旋转角度，或[复制(C)/参照(R)]<0>: 30〔只旋转30°，只旋转，不复制〕效果如图：修剪“修剪”按钮的功能是以选中直线或者圆弧为边界，裁减掉与之相交图形超过边界的局部。单击“修改”工作栏中的“修剪”按钮。命令:_trim当前设置:投影=UCS，边=无选择剪切边...选择对象或<全部选择>: 找到1个〔选中旋转后的边为修剪参考曲线〕选择对象:〔回车，选择完毕〕选择要修剪的对象，或按住Shift键选择要延长的对象，或[栏选(F)/窗交(C)/投影(P)/边(E)/删除(R)/放弃(U)]:〔单击虚线段在参考曲线的右边局部，该局部被修剪，回车完成修剪操作〕修剪完成后的单极手动开关如图：3、绘制灯泡绘制圆单击“绘图”工具栏“圆”按钮，从单极开关右端点动身，用鼠标左键在适宜位置拾取一点作为圆15的圆。命令:_circle指定圆的圆心或[三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)]:指定圆的半径或[直径(D)]:15绘制多边形单击“绘图”工具栏“多边形”按钮命令:_polygon输入边的数目<4>:〔4边〕[边(E)]:〔捕获圆心为中心点〕输入选项[内接于圆(I)/外切于圆(C)]<I>:I〔内接于圆〕指定圆的半径:15绘制对角线和删除正方形4、单个照明电路连线5、并联照明电路〔1〕50单击“修改”工具栏“复制”按钮，下移50命令:_copy选择对象:指定对角点:找到11个选择对象:〔直接回车，表示完毕选择〕指定基点或[位移(D)]<位移>: 〔把单个照明电路作为基点〕指定其次个点或<使用第一个点作为位移>:50连线，最终电路如下图：五、试验报告1、其次局部试验过程记录，记录试验过程中觉察的问题2、第三局部结果和争论，写自己的小结和体会一、试验目的把握机械电气设计标准，把握电动机掌握电气设计，把握电气图的布局。二、试验要求方法。三、试验设备装有AutoCAD2023软件的计算机一台。四、试验步骤1、绘制三相沟通电动机。绘制一个整圆。“绘图”工具栏中的”圆”按钮命令:_circle指定圆的圆心或[三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)]:100,100指定圆的半径或[直径(D)]:20”文字”M3”其中文字字体选为”仿宋_GB2312”,10号字，居中对齐。绘制沟通符号“绘图”工具栏中的“样条曲线”按钮命令:SPLINE指定第一个点或[对象(O)]:90,90指定下一点:95,95指定下一点或[闭合(C)/拟合公差(F)]<起点切向>:100,90指定下一点或[闭合(C)/拟合公差(F)]<起点切向>:105,85指定下一点或[闭合(C)/拟合公差(F)]<起点切向>:110,90指定下一点或[闭合(C)/拟合公差(F)]<起点切向>:〔直接回车，表示拟合点已经输入完〕指定起点切向:〔鼠标选择起点切线方向〕指定端点切向:〔鼠标选择终点切线方向〕2、绘制断流器符号绘制一个矩形〔5020〕命令:_rectang指定第一个角点或[倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W)]:75,200〔矩形左上端点〕指定另一个角点或[面积(A)/尺寸(D)/旋转(R)]:125,180〔矩形右下端点〕绘制命令:_line指定第一点:_mid于〔从矩形上边沿中点开头画线〕[放弃(U)]:@0,-5指定下一点或[放弃(U)]:@-10,0指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@0,-10指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@10,0指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@0,-5指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:3、绘制多级开关绘制中间三段连接竖直线，分别长20命令:_line指定第一点:〔选择从矩形上边沿中点开头画线〕[放弃(U)]:@0,20指定下一点或[放弃(U)]:@0,20指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@0,20旋转竖直线的中间直线段命令:_rotateUCS当前的正角方: ANGDIR逆时针ANGBASE=直接回车表示选择默认的逆时针方向〕选择对象:找到1个〔选择中间直线段〕选择对象:〔直接回车，表示完毕选择〕指定基点:〔以中间直线段下端点作为旋转基点〕指定旋转角度，或[复制(C)/参照(R)]<0>: 30〔旋转30度〕复制平移1515处。画虚线段〔shift+右键找中点〕4、连线把断路器和沟通发动机连起来〔对象追踪和对象捕获翻开，便于定位。5、绘制机壳接地调用“直线”绘图命令，绘制机壳接地线。调用“直线”绘图命令，绘制折线段，如图a所示。命令:_line指定第一点:〔以圆最左边切点为第一点或象限点〕定下一点或[放弃(U)]:@-10,0〔10〕指定下一点或[放弃(U)]:@0,-15〔15〕指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@5,0〔5〕以竖直直线为对称轴生成另一半地平线符号，如图b所示。调用“直线”绘图命令，绘制斜线段,如图c所示命令:_line指定第一点:〔地平线右端点为第一点〕指定下一点或[放弃(U)]:@5<-135〔与x轴正方向成-1355的斜线段〕指定下一点或[放弃(U)]:〔直接回车，完毕直线命令〕5处绘制另两条斜线，如图d所示。图a 图b 图c 6、绘制输入端子调用“圆”绘图命令，在多级开关端点处绘制一个半径为2的圆，作为电源的引入端子。制基点，另外两根三相导线的端点为放置点。7、建图层。翻开图层特性治理器，建图层。建图层取名“文字说明16”切换图层到建的“文字说明”图层上，添加文字说明，为各器件和导线添加上标示符号，便于对图纸进展阅读和校核。字体选择”仿宋_GB2312”,10号字，居中对齐。〔改字体，字号时肯定要选中你所写的文字改动才有效〕三相异步电动机供电系统图五、试验报告1、其次局部试验过程记录，记录试验过程中觉察的问题2、第三局部结果和争论，写自己的小结和体会一、试验目的把握在所选软件环境中进展电力工程电气设计，把握电力工程图的设计方法。二、试验要求上，进一步设计电器主接线图，在所选软件环境中布局、绘制该电气图，并实现打印输出。三、试验设备装有AutoCAD2023软件的计算机一台。四、试验步骤1、绘制开关绘制竖线绘制斜线2020120〔@20<120〕绘制水平线绘制斜线到竖直线的垂足7-1移动水平线调用“移动”命令移动水平线命令:_move选择对象:找到1个〔选择水平线〕选择对象:〔直接回车，表示完毕选择〕指定基点或[位移(D)]<位移>: D〔位移方式〕指定位移<0.0000,0.0000,0.0000>: 5,0〔右移5个单位〕7-2调用“修剪”命令进展修剪7-3，最终结果如图7-4，此即为开关：图7-3 图7-4保存为图块2、以开关为根底，绘制负荷开关偏移斜线调用“偏移”命令以开关为根底，绘制负荷开关命令:_offset当前设置:删除源=否图层=源OFFSETGAPTYPE=0指定偏移距离或[通过(T)/删除(E)/图层(L)]<3.2650>: 2〔定距法偏移，偏移距离为2〕选择要偏移的对象，或[退出(E)/放弃(U)]<退出>:〔选择斜线为偏移对象〕指定要偏移的那一侧上的点，或[退出(E)/多个(M)/放弃(U)]<退出>:〔任取斜线左侧一点〕选择要偏移的对象，或[退出(E)/放弃(U)]<退出>:〔再次选择斜线为偏移对象〕指定要偏移的那一侧上的点，或[退出(E)/多个(M)/放弃(U)]<退出>:〔任取斜线右侧一点〕选择要偏移的对象，或[退出(E)/放弃(U)]<退出>: 〔直接回车表示完毕偏移〕7-5：绘制垂线7-6利用修剪命令进展修剪，得到跌落式熔断器符号，如图7-7。图7-5 图7-6 图7-7保存为图块3、绘制主变107-8所示复制镜像图形，得到主变，即图7-9图7-8 图7-9(3) 保存为图块4、绘制站用变压器绘制圆圆心为10，10，半径为10命令:_copy选择对象:找到1个选择对象:〔直接回车，表示完毕选择指定基点或[位移(D)]<位移>: 100,82〔以100，82为基点〕指定其次个点或<使用第一个点作为位移>:18指定其次个点或[退出(E)/放弃(U)]<退出>:7-10绘制直线以上边一个圆的圆心为动身点，交于下边一个圆的垂足7-11阵列直线以直线为阵列对象，绘制出Y图形来 图7-12 图7-13复制Y图形基点为上边一个圆的圆心，其次个点为下边一个圆的圆心7-14站用变压器(5) 保存为图块5、电压互感器〔1〕以站用变压器为根底，绘制一个过圆右交点，半径为10的圆命令_circle[三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)]:2p〔两点确定一个圆〕指定圆直径的第一个端点:〔为圆的右交点〕指定圆直径的其次个端点:@20,0〔其次个点离圆的右交点水平距离为20〕7-15绘制三角形调用“多线段命令“绘制直线修剪

7-167-177-18删除直线，得到电压互感器7-19(7) 保存为图块6、电气主接线图依据前面步骤做出的图块，绘制电气主接线图如图：7-20电气主接线图图7-21文字注释1 图7-22文字注释2五、试验报告1、其次局部试验过程记录，记录试验过程中觉察的问题2、第三局部结果和争论，写自己的小结和体会试验五Protel99SE一、试验目的了解Protel99SE软件环境，把握电子电路原理图绘制的根本步骤和各工具栏的应用等根本操作。二、试验要求要求设计简洁的电路图，并在软件环境中绘制。三、试验设备装有Protel99SE软件的计算机一台。在电路设计完成后，设计者总需要对设计的电路的性能来进展估量，推断和校验。过去常用的方法是数学和物理的方法，或是在面包板上模拟插线，这些方法都具有局限性。Protel99SE可以对模拟和数字信号混合电路仿真。其仿真引擎使用的是SPICE/XSPICE。它可以让我们准确地仿真由各种器件，比方TTL、CMOS、BJT等构成的电路。设计仿真原理图的步骤和一般Library\sch\SIM.ddb。Protel中支持的电路分析类型有：静态工作点分析，沟通小信号分析，瞬态分析，傅立叶分析，噪声分析，直流分析，参数扫描分析，温度扫描分析和蒙特卡罗分析。SIM.ddbSIM.ddb中的28个后缀名为*.lib的原理图库将列出在Browse属性页内。在Protel99SE为使仿真牢靠运行，必需遵守以下规章：1sim.ddb中的取用。234滤波器是一种能够使有用信号通过而同时抑制无用信号的电子装置。工程上常用作信号处理、数据传送和抑制干扰等。由集成运放和R、C元件组成的有源滤波电路，具有不用电感元件、体积小、重量轻等优点。本试验以二阶有源带通滤波器电路为例，来生疏Protel99SE的电路仿真。一、试验目的把握Protel99SE软件环境中进展简洁原理图仿真的方法，能在该软件环境中进展电路仿真，通过仿真来验证电路设计的正确性。二、试验要求信号，瞬态和傅立叶仿真分析。三、试验设备装有Protel99SE软件的计算机一台。四、试验步骤1、建数据库文件simulate.ddb。2、建原理图文件filter.sch3、绘制仿真原理图加载仿真元件库Sim.ddbBrowse属性页，Add/RemoveSim.ddb,Add按钮添加到当前库列表中，按OK键完毕加载放置仿真元器件CAPRESSimulationSymbols.lib库中，UA741OpAmp.libParttype中输入各元器件的值。TIPS：SPACE键旋转。未放元件前TAB键改属性，放置后双击元件改属性PowerPortNetGND，StylePowerGround，即为接地符号。X，Aselection连线连线时留意两边都要消灭电气热点才算连接成功。Wire〔导线〕Line〔直线。放置网络标号放置网络标号IN，GND，OUT5在进展仿真之前，需要在电路图上放置适宜的鼓励源。在SimulationSymbols.lib中包含了很多仿真鼓励源，其中较常用的局部电压型鼓励源还特地组成一个仿真源工具栏：SimulationSources。翻开和和关闭仿真源工具栏的切换命令如下：View->Toolbars->SimulationSources，翻开仿真源工1KHertzPulse〔1KHz脉冲鼓励源〕作为仿真源。1KHz脉冲鼓励源属性对话框，点击PartFields属性页1KHz脉冲鼓励源各属性说明如下：DCMagnitude：用于设置需要的直流电压，单位为V。ACMagnitude：用来设置叠加的沟通信号幅度，进展沟通小信号分析时，需要设置该栏的值，通常1V。ACPhase：设置沟通信号的相位。PulsedValue：用来设置脉冲信号的峰值电压值，单位为V。TimeDelay：用来设置时延。Risetime：用来设置上升时间。Falltime：用来设置下降时间。PulseWidth：用来设置脉冲宽度。Period:用来设置周期。100n，PulseWidth50u，Period100u，RiseTime100n，FallTime100n，PulseWidth50u，Period100uOK确认修改。5、仿真器设置在进展仿真前，设计者必需对仿真器进展设置，选择对电路进展哪种分析，收集哪个位置信号。进展仿真器设置命令如下：Simulate->Setup执行上述命令将启动AnalysesSetup对话框：General属性页中，将AvailableSignalsIN，OUTActiveSignals中来。INOUT处的信号。我们选择进展静态工作点，暂态/傅立叶分析及沟通小信号分析，选中对应的选择框。各属性页说明如下OperatingPointAnalysis：工作点分析，也就是静态工作点因此设置适宜的静态工作点是放大电路正常工作的前提。Transient/FourierAnalysis：瞬态/傅立叶分析瞬态分析：瞬态分析是对时域中的输入信号确定其输出信号。傅立叶分析：傅立叶分析是利用瞬态分析的输出结果用离散形式表示出来。说明：TransientAnalysis组中，TimeStep是时间步长；StopTime是终止时间；MaximunStep是时间步长的最大值，一般取两者相等。瞬态分析总是从时间t=0StartTimet=0t=StartTime时间内也分析了电路，只是没有输出或存贮这些结果而已。在FourierAnalysisFund.Frequency指定傅立叶分析的基频，缺省值为信号源的频率。Harmonics10，也即是9次谐波〔0~。在DefaultParameter组中，其前面有个检查框，当其被选中〔前面有对勾号〕时，全部参数都将不〔不能修改的区域显示为灰色CyclesDisplayedPointsPerCycles来指定这些缺省参数值。CyclesDisplayed用于指定波形中显示的信号周期个数；PointsPerCycles用于指定每个波形周期中显示的点数。设定完成后，单击即可。假设设计者觉得没必要使用缺省参数值，则DefaultParameter前面有对勾号〔即让它为空〕即可，同时会觉察全部数据输入区域均变亮了，此时说明可以随便设定相应的参数值。在给出波形的同时，Protel99SE还产生了一大堆傅立叶分析的相关数据，并存于.sim文件中。我们在TransientAnalysis组把起始时间设为5m2uFourierAnalysis10K10.设置好的对话框如以下图：ACSmallSignalAnalysis：沟通小信号分析进展分析。在进展沟通分析之前，必需保证电路中至少有一个沟通电源，也即在鼓励源中的AC属性域中设置一个大于零的值。StartFrequencyStopFrequencyTestPoints中指定扫描的点数；在SweepType框中指定扫描类型。扫描类型只能确定Linear、OctaveDecade中的一个。Linear、Octave和Decade扫描类型特点如下：Linear为线性扫描，是从起始频率开头到终止频率的线性扫描。Linear适用于带宽较窄状况。Octave为倍频扫描，频率以倍频进展对数扫描。Octave用于带宽较宽的情形。Decade为十倍频扫描，它进展对数扫描。Decade用于带宽特别宽的状况。110k100。扫描类型为倍频扫描，设置好的对话框如图：五、试验报告1，整理试验数据，列出工作点分析结果，绘制暂态/傅立叶分析，沟通小信号分析信号曲线。2，分析试验结果，说明为何是带通滤波器。3，自己设置仿真参数，进展扫描参数分析，分析结果〔选做〕成一、试验目的把握在Protel99SE软件环境中进展印制板电路设计的步骤，娴熟设置各印制板电路设计规章中的参数设计，把握印制板电路设计过程中应当留意的布局和布线规章，进展合理的布局布线。把握PCB元器件的制作步骤。二、试验要求在软件环境中输入串行通信电路，进展布局布线，并生成各种报表。三、试验设备装有Protel99SE软件的计算机一台。四、试验步骤1、建数据库文件〔格式可为：你的名字_serial.ddb〕2、建原理图文件Schematicdocumen，文件名为serial.sc。3、绘制原理图加载元件库MiscellaneousDevices.ddb位置为Protell99SE安装路径下的\Library\Sch\MiscellaneousDevices.ddbMaximInterface.ddb位置为Protell99SE安装路径下的\Library\Sch\MaximInterface.ddbTips:如何获知元件在哪个库中：点击左边的Find按钮，弹出FindSchematicComponent对话框，选中ByLibraryReferenc，表示依据元器件在库中的名称查找，键入Max232*，表示查找以Max232开头的元件。按FindNow按钮开头查找。查找成功后在最下面的路径栏中会有元件所在库的路径，添加进去即可。放置元器件Max232AEJEMaximTransceiver.lib中，其他元器件的都在MiscellaneousDevices.libTips:Max232AEJE翻开元件属性对话框，选择HiddenPins，消灭隐蔽管脚。连线连线时留意两边都要消灭电气热点才算连接成功。放置网络标号放置网络标号。〔7〕设置封装电容CAP的封装为RAD-0.3〔Tips：可用全局编辑修改全部的电容封装〕MAX232的封装为DIP16HEAD4的封装为HDR1X4DB9的封装为DB-9/F〔5〕生成网络表Design->CreateNetlist4、印刷电路板设计建PCB文件(PCBdocument)，文件名为serial.pcb加载封装库Protell99SE安装路径下的\Library\Pcb\GenericFootprints\Miscellaneous.ddb和Advpcb.ddbProtell99SE安装路径下的\L