毕业设计论文家庭照明电路系统的设计.doc

广东石油化工学院

电工电子技术毕业设计

题目 家庭照明电路

目录

一、总体方案与原理说明. . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .3
二、客厅单元电路.. . . . . . . .. . . . . .. .. . . . . . . .. .. . . . . .. . . .. . . .. . . . 4
三、厨房电路单元. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . .6
四、卧室单元电路图. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . ..8
五、卫生间单元电路. . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . .9
六、走廊阳台灯的自动控制系统. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . . .. .. . . .9
七、电线的相关资料. . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . . ..10
八、工程造价.. . . . . . . .. . . . . .. .. . . . . . . .. .. . . . . .. . . .. . . .. . . . . . ....12
九、设计总结与心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . .. .13
十、附图：总电路及客厅单元电路图. . . . . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . .. .14
十一、附图：厨房及卧室单元图. . .. . . . . .. . . . .. . . . .......................15
十二、卫生间单元图. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . .. . . . .....16
十三、仿真电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . .. . . . ..16
十四、仿真电路图. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . .. . . .. . . ........17

一、总体方案与原理说明
家向来是我们温暖的港湾，所以合理对家庭照明电路进行总体布线以及安装是很重要的，甚至于关乎着人们的生命，所以家庭照明电路务必安全并尽量经济。总体来说，根据不同位置以及不同功率的用电器选择不同的大小的电线,并且根据安全需求安装地线。
查资料知4mm2的铜线可供功率大约为5500w，所以选用4mm2的铜线作为进户线，而耗电量比较大的家用电器是：空调5A(1.2匹)，电热水器10A，微波炉4A，电饭煲4A，洗碗机8A，带烘干功能的洗衣机10A，电开水器4A ，所以插座线选用2.5mm2的铜线，2.5mm2的铜线可承受的安全功率大约为3300w，可以满足以上电器的使用功率；而对于节能灯或灯管这类的小功率照明用电器则选用1.5mm2的铜线作为其电源线。由于不可能同时使用所有电器，所以用4mm2的铜线已经足够满足用户需要。
二、客厅单元电路
客厅作为待客的主要场所，所以其功能要求较高，其电路图见附图二；
当接入外电线时，先接入电度表,其位置为屋檐下距屋顶50公分处的墙壁中央；然后接入总控制开关即闸刀开关,其位置在电度表正下方，距离约为30公分；然后进入客厅内的漏电开关，漏电开关装在距离房顶100公分、距离门口50公分处；接着就是客厅内部的线路布置。由于客厅面积较大所以用两盏灯管，分别安装在大门两侧的墙中央，距离房顶大约40公分；然后安装两个插座，它们的位置由图可知，一只装在正对墙中央偏左20公分左右，距房顶2米，另外一只安装在门右侧墙距窗户20公分、距房顶2米的地方。客厅的电器清单如下：
名称
品牌
额定值
单价
数量
总价
五孔插座
西门子（86型）
16A
15.00元
2只
30元
普通日光灯管
飞利浦(型号: TL-D;灯头型号: T8)
18w
5.00元
2盏
10.00元
家用彩电
25英寸创维彩电
100w
1300元
1台
1300元
空调
格力（KFR-50LW/（50553）FNAd-3）
制冷功率1740w
1800元
1台
1800元
电度表
创德利（DDS825 15-60A）
60A
25.00元
1只
25.00元
闸刀开关
大师傅（型号: 2012；规格: 2P）
60A
18.00元
1只
18.00元
漏电开关
正泰（型号: 断路器 DZ47LE-63 /60A 2P）
60A
46.00元
1只
46.00元
普通开关
欧普86型致美一位单开P081611A
10A
9.00元
1只
9.00元
电能表的工作原理是：当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动。负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。这就是电能表工作的简单过程。
漏电保护开关的动作原理是：在一个铁芯上有两个组：一个输入电流绕组和一个输出电流绕组，当无漏电时，输入电流和输出电流相等，在铁芯上二磁通的矢量和为零，就不会在第三个绕组上感应出电势，否则第三绕组上就会感应电压形成，经放大去推动执行机构，使开关跳闸。在上述UPS前面加漏电保护开关，尽管UPS无漏电现象，但由于各次谐波在铁芯中形成的磁通矢量和由于铁芯的磁滞作用而不能为零，于是就出现了类似漏电的假象，使漏电保护器频繁跳闸。漏电将火线零线同时穿过一个O型磁环作为初级,次级用N匝输出去推动一个电磁机构,电磁机构动作则脱扣.原理是正常情况下火线和零线上的电流流进等于流出,所以感应出来的次级电压也为零,当火线或零线有一根线对地有接地电阻或短路,则 火线和零线上的电流出现电压差,通过次级感应出来,当到一定的差值就推动电磁机构脱开主回路.漏电保护器工作原理，正常工作时电路中除了工作电流外没有漏电流通过漏电保护器，此时流过零序互感器(检测互感器)的电流大小相等，方向相反，总和为零，互感器铁芯中感应磁通也等于零，二次绕组无输出，自动开关保持在接通状态，漏电保护器处于正常运行。当被保护电器与线路发生漏电或有人触电时，就有一个接地故障电流，使流过检测互感器内电流量和不为零，互感器铁芯中感应出现磁通，其二次绕组有感应电流产生，经放大后输出，使漏电脱扣器动作推动自动开关跳闸达到漏电保护的目的。漏电保护器按脱扣方式不同分为电子式与电磁式两类： ①电磁脱扣型漏电保护器，以电磁脱扣器作为中间机 构，当发生漏电电流时使机构脱扣断开电源。 这种保护器缺点是：成本高、制作工艺要求复杂。优点 是：电磁元件抗干扰性强和抗冲击（过电流和过电压的冲击）能力强；不需要辅助电源；零电压和断相后的漏电特性不变。 ②电子式漏电保护器，以晶体管放大器作为中间机构，当发生漏电时由放大器放大后传给继电器，由继电器控制开关使其断开电源。 这种保护器优点是：灵敏度高（可到5mA）；整定误差小，制作工艺简单、成本低。缺点是：晶体管承受冲击能力较弱，抗环境干扰差；需要辅助工作电源（电子放大器一般需 要十几伏的直流电源），使漏电特性受工作电压波动的影响；当主电路缺相时，保护器会失去保护功能。
三、厨房电路单元，其电路见附图三
厨房是日常生活的重要场所，由于我家的特殊结构，饭厅与厨房连在一起，所以也有两盏节能灯，其中一盏安装位置大约为门口这侧距右墙1米、距屋顶1米处，另外一盏位置大约为距门口这堵墙3米、距房顶1米处；有两个插座是分别满足不同方位电器的使用，靠门这侧的插座主要是满足电饭锅、电磁炉和电风扇的使用需求，所以用2.5mm2的导线满足它们所需的用电功率,其位置大约为距靠近客厅那侧墙1米、距屋顶2米的地方；另外一个插座主要是用于抽油烟机的使用，所以也用2.5mm2的导线，其位置大约为靠卫生间那侧墙距左侧墙1米、距房顶1.5米处。 厨房使用的用电器如下：
名称
品牌
额定值
单价
数量
总价
抽油烟机
海尔CXW-200-JC30D
200w
1200元
1
1200元
电磁炉
美的ST2106
2100w
300元
1
300元
电饭锅
美的YJ307M
500w
120元
1
120元
电风扇
艾美特 壁扇 W329A
42w
150元
1
150元
节能灯
飞利浦标准型节能灯18W冷日光色
18w
19.00元
2
57.00元
五孔插座
西门子（86型）
16A
15.00元
2只
30元
普通开关
欧普86型致美一位单开P081611A
10A
9.00元
1只
9.00元
E27灯座 灯头
极浦国际电工
10A
6.00元
6只
36.00元

四、卧室单元，其电路见附图四
卧室是休息的主要场所，所以要求相对简单，用一只五孔插座就可以了其位置大概在距窗户30公分、距房顶1.5米处；然后装一盏电灯并且用双控开关控制，节能灯位置在墙中央距屋顶1米处，其中一只开关安装在距窗户20公分、距房顶2米处，另外一只安装在门口距屋顶2米、距门口20公分处；其电路图如下：
所用的电器如下表：
名称
品牌
额定值
单价
数量
价格
节能灯
飞利浦标准型节能灯18W冷日光色
18w
19.00元
1只
19.00元
五孔插座
西门子（86型）
16A
15.00元
1只
15.00元
单联双控开关
西门子5TA01141CC1
10A
14.60元
2只
29.20元
五、 卫生间单元电路
卫生间的电路要求相对简单，要求装有插座为抽风机、电热水器之类的提供电源，其位置大约为在抽风口旁侧20公分处、距屋顶30公分的地方；另外安装一盏电灯就满足要求了，其位置为墙中央距屋顶1米处。其电路图见附图五：

所用电器如下：
名称
品牌
额定值
单价
数量
价格
节能灯
飞利浦标准型节能灯18W冷日光色
18w
19.00元
1只
19.00元
五孔插座
西门子（86型）
16A
15.00元
1只
15.00元
普通开关
欧普86型致美一位单开P081611A
10A
9.00元
1只
9.00元
六、走廊阳台灯的自动控制系统
基于红外线技术的自动控制产品，灵敏度高，可靠性强，安全方便，智能节能，是楼宇智能化和物业管理现代化之首选产品。 全自动感应：人来开关立即接通，人离开后延时自动关闭。 自动测光：应用光敏控制，白天或光线强时不感应（出厂设置），也可随意调节至任何光线下感应或全天侯感应。 自动随机延时：开关感应接通后，在延时时间段内，如果有人体活动，开关将持续接通，直到人离开后才延时关闭（开关在检测到人体的每一次活动后会自动顺延增加一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点）。 1． 按图安装好开关，开关加电后有一分钟左右的初始化时间，在初始化时间内开关会自动间隔通断0-3次，（如果在黑暗或光线较暗时或已把感光度调节旋钮向左调到“白天或光线较亮时感应”状态，开关加电后即会接通负载工作），一分钟后开关处于正常监控状态。 2． 延时/感光调节：延时调节旋钮出厂时处于最右端（时间为16秒），逆时调节则延长时间时变长（最长为350秒）；感光调节旋钮出厂时处于最右端（光线强时不感应），逆时针方向调节，则加大感光范围，逆时针调节到头则全天侯感应。 （注：调节前须断电；旋钮的调节范围只是一个扇形面约180度，并非圆周，请用小一字批轻轻调节，不可大力，以免损坏电位器）
七、电线的相关资料
查阅相关资料与书籍，家用电源线应采用BVV2×2.5和BVV2×1.5型号的电线。BVV是国家标准代号，为铜质护套线，2×2.5和2×1.5分别代表2芯2.5平方毫米和2芯1.5平方毫米。一般情况下，2×2.5做主线、干线，2×1.5做单个电器支线、开关线。单相空调专线用BVV2 ×4，另配专用地线。
在市场上常见的电线有RVB-70型聚氯乙烯绝缘平行软线和双绞软线，RVI-70型聚氯乙烯绝缘线，聚氯乙烯护套软线，RFB、RF3型丁脂聚氯乙烯复合物绝缘平行软线和双绞软线，RHF型氯丁橡胶套软线等，上述导线芯线均为多股铜线，标称截面积0.2～2.5平方毫米。一般照明灯、收录机、电视机所用的移动插座线可用RVB-70或RVI-70型平行、双绞线，截面积为0.5～1.0平方毫米。电饭锅、换气扇、电扇、电冰箱、洗衣机等需保护接地且用电负荷较大的电器，其移动插座线应选RVI-70型三芯护套软线，截面积依功率大小可选0.5～1.5平方毫米。空调器必须单独引线，电线截面依功率大小可选1.5～2.5平方毫米。电熨斗、电热水器以及100瓦以上的电烙铁、手电钻等移动性较强且具有电火花的移动插座线，应选RHF型氯丁橡胶套软线，截面积在0.5～1.0平方毫米。装修房屋时埋管走暗线时，应选BV-70型聚氯乙烯绝缘铜芯硬线，截面积2.0平方毫米左右，厨房、卫生间等潮温环境中移动插座线应用RVI-70型护套线。移动电线均不应挤压和践踏。
所以对厨房以及卫生间还要加入地线保护电路，并且严格按照相关安全规则安装线路！最终选购铜线信息如下表：
品牌
单价
数量
价格
海燕BV1.5（红色）（蓝色）/50米
102.00元
2捆
204.00元
海燕BV2.5（红色）（蓝色）/25米
80.00元
2捆
160.00元
海燕BV4（红色）（蓝色）/25米
114.00元
2捆
228.00元
金海燕BV2.5（米色）/95米
217.00
1捆
217.00元

上海四通特厚型系列线槽（40×20）
2.60元
50米
130.00元
上海四通特厚型系列线槽（35×15）
2.60元
20米
52.00元
上海四通特厚型系列线槽（25×15）
2.60元
35米
91.00元

八、工程造价
主要电器
规格型号
额定值
数量
价格(元)
普通日光灯管
飞利浦TL-D
18w
2盏
10.00元
家用彩电
25英寸创维彩电
100w
1台
1300元
空调
格力KFR-50Lw
功率1740w
1台
1800元
电度表
创德利（DDS825 15-60A）
60A
1只
25.00元
闸刀开关
大师傅 型号: 2012
60A
1只
18.00元
漏电开关
正泰DZ47LE-63
60A
1只
46.00元
普通开关
欧普86- P081611A
10A
3只
27.00元
抽油烟机
海尔CXW-200-JC30D
200w
1只
1200元
电磁炉
美的ST2106
2100w
1只
300元
电饭锅
美的YJ307M
500w
1只
120元
电风扇
艾美特 壁扇 W329A
42w
1只
150元
节能灯
节能灯18W冷日光色
18w
4只
95.00元
五孔插座
西门子（86型）
16A
5只
75元
E27灯座 灯头
极浦国际电工
10A
6只
36.00元
单联双控开关
西门子5TA01141CC1
10A
2只
29.20元
铜线
海燕BV1.5红色/50米

2捆
204.00元
铜线
海燕BV2.5红色/25米

2捆
160.00元
铜线
海燕BV4蓝色/25米

2捆
228.00元
铜线
海燕BV2.5米色/95米

1捆
217.00元
线槽（40×20）
上海四通线槽（40×20）

50米
130.00元
线槽（35×15）
上海四通线槽（35×15）

20米
52.00元
线槽（25×15）
上海四通线槽（25×15）

35米
91.00元

所以工程总价为：6313.2元

九、设计总结与心得体会
这次电工电子技术的设计，对我们来说真的是一个挑战。我们要按照老师所给的要求，并还需通过各种方法查找资料才能完成的。不仅这样，我们还要想出一个总体方案，并根据方案构造出一个整体布局和画出局部的电路图。我应用cad软件完成了各个电路图，并通过百度查找出了如何将cad图完整清晰地导入word文档的方法。
总之，在这次毕业设计过程中我受益匪浅，不仅培养了我的设计思维，还锻炼了动手操作的能力。最重要的是我明白了自学的重要性，掌握了更为正确的自学方法，这将使我今后离开学校，踏上社会是相当有帮助的。我深深地意识到了我必须提高我的自学能力。此外，我还体会到，我们书本上所学的知识和实际的东西相差甚远，我们所不懂的知识还有很多，因此今后我们要更加注重实际方面的锻炼和运用。
在解决问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高与肯定。此次设计不仅增强了自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。这是一次难得的实践！

附图一：

附图二：客厅单元电路图

附图三：厨房电路单元

附图四：卧室单元

附图五：卫生间电路图

声光双控仿真电路原理图：

声控波形图：

光控波形图：

220v变到直流8v波形图：

夜晚过渡到稳态部分波形图：