Стоимость строительно-монтажных работ для данной системы составляет 10% от стоимости основного оборудования (50% этой суммы составляет заработная плата). Рассчитаем капитальные затраты на электрооборудование стенда лабораторной установки. К основному оборудованию относят двигатель АИР-56А4У3 мощностью 0,12 кВт стоимостью 1000 грн. и частотный преобразователь стоимостью 5000 грн. Общая сумма электрооборудования - Ц_об. Тогда затраты на строительно-монтажные работы относительно электрооборудования составят:

S_{с. м. р}=Ц_об 0,1= (1000+5000) 0,1=600 грн. (5.10)

Зарплата строительно-монтажных рабочих:

З_{с. м}=0,5 (Ц_об0,1) =0,5 (6000,1) =300 грн. (5.11)

Итого по оборудованию имеем:

S_об=Ц_об+S_{с. м. р.} = 6000+600=6600 грн. (5.12)

Стоимость резерва

S_рез=Ц_об0,3=60000,3=1800 грн. (5.13)

Стоимость площади, занимаемой электрооборудованием,

S_пл=Ц_об0,15=60000,15=900 грн. (5.14)

Транспортные расходы по доставке оборудования

S_тр=Ц_об0,04=60000,04=240 грн. (5.15)

Заготовительно - складские расходы

S_{з. с}=Ц_об0,012=6000 0,012=72 грн. (5.16)

Итого общая сумма капитальных затрат по лабораторной установке составит:

К=S_об+S_рез+S_пл+S_тр+S_{з. с}=6600+1800 +900 +240+72=9612 грн. (5.17)

Рассчитаем капитальные затраты на электрооборудование нового варианта.

К_нов=К_баз+К_иссл (5.18)

Затраты на исследование включают:

стоимость материалов, используемых при исследовании;

зарплата работникам;

амортизационные отчисления за использование оборудования;

К_иссл=2500 грн. (в том числе стоимость материалов, используемых при исследовании, зарплата работников, амортизационные отчисления за использование оборудования).

Итого общая сумма капитальных затрат по новому варианту

К_нов=9612+2500=12112грн. (5.19)

5.3.4 Расчет эксплуатационных затрат лабораторной установки АИР-56А4У3

Эксплуатационные расходы при применении той или иной системы электропривода определяются технологической себестоимостью, состоящей из следующих статей: амортизационные отчисления С_а; расходы на потребляемую электроэнергию С_э; затраты на ремонт электрооборудования С_р; прочие расходы.

Годовые амортизационные отчисления определяются по формуле:

, (5.20)

где N_а - норма амортизационных отчислений (берем 8%);

Ц_об - стоимость основного оборудования, грн

Амортизационные отчисления по базовому варианту

грн. (5.21)

К амортизационным отчислениям на оборудование следует прибавить отчисления на площадь, тогда получим полные амортизационные отчисления за год. По базовому варианту отчисления на площадь составят:

грн. (5.22)

Полные амортизационные отчисления по базовому варианту

С_а=С_а. +С_{а. пл}=769+62=831 грн. (5.23)

Амортизационные отчисления по новому варианту

грн. (5.24)

По новому варианту отчисления на площадь составят

грн., (5.25)

Полные амортизационные отчисления по новому варианту

С_а=С_а. +С_{а. пл}=968,96+77,5=1046,46 грн. (5.26)

Рассчитаем расходы на потребляемую электроэнергию:

(5.27)

где Р - номинальная мощность используемого в станке электродвигателя, кВт;

- коэффициент полезного действия электрооборудования, %;

Т_эф - эффективный фонд времени работы, ч;

К_в - коэффициент использования по времени;

К_м - коэффициент использования по мощности;

С_э - стоимость 1 кВтч электроэнергии, грн/кВтч.

Коэффициент полезного действия электрооборудования вычисляем как произведение коэффициентов полезного действия двигателя и частотного преобразователя. Коэффициент полезного действия асинхронного двигателя равен 78 %.

Коэффициент использования по времени примем равным 0,6.

Коэффициент использования по мощности 0,82;

Стоимость электроэнергии равна 0,79 грн/кВтч.

Эффективный фонд времени по обоим вариантам при работе цеха в одну смену за год составит

Т_эф=82212=2112 ч. (5.28)

Подставим исходные данные, определим затраты на электроэнергию по обоим вариантам: по базовому варианту

грн. (5.29)

по новому варианту

грн. (5.30)

Рассчитаем затраты на текущий ремонт.

Текущий ремонт электрооборудования производится на месте его установки с отключением от сети и остановкой силами сменного ремонтного персонала, обслуживающего данный агрегат (оборудование).

Затраты на текущий ремонт электрооборудования содержат следующие статьи:

основная зарплата рабочих с начислениями С_зп;

стоимость используемых материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий С_м;

общие расходы по месту установки С_общ.

Для определения зарплаты рабочих-ремонтников необходимо знать трудоемкость ремонтных работ и эффективный фонд времени одного рабочего. Трудоемкость ремонтных работ определяют из графика планово-предупредительных ремонтов. График составляют на основании положения о планово-предупредительных ремонтах. Трудоемкость ремонтных работ составляет по базовому варианту составляет 90 чел. - ч, по новому - 50 чел. •ч. Эффективный фонд времени одного рабочего состоит из дней, оставшихся после вычитания из 365 календарных дней выходных и праздничных дней, а также дней, касающихся прочих невыходов на работу. Занятость по времени - 0,96. Эффективный фонд времени равен:

Т= 8 (365-104) 0,96=2004,48 ч. (5.31)

Заработная плата определяется через трудоемкость ремонтов и тарифную часовую ставку составляет 19 грн. /ч.

В таком случае тарифная зарплата по базовому варианту

С^т_зп. =1990=1710 грн, (5.34)

по новому варианту -

С^т_{зп. нов}=19•50=950грн. (5.34)

К начислениям зарплаты относят премии (20% от тарифной зарплаты), дополнительная зарплата (10% от тарифной зарплаты), другие доплаты (10% от тарифной зарплаты). В итоге начисления достигают 40% от тарифной зарплаты. Чтобы определить полную сумму выплат по зарплате рабочим, необходимо тарифную зарплату умножить на коэффициент 1,4.

Таким образом, сумма полных выплат по зарплате в базовом варианте

С_зп. =С^т_зп1,4=1710 1,4= 2394 грн. (5.35)

Сумма полных выплат по зарплате в новом варианте

С_зп. =С^т_зп1,4=950 1,4= 1330 грн. (5.36)

Затраты на материал и комплектующие изделия составляют:

при капитальном ремонте - 50% от тарифной зарплаты;

при среднем ремонте - 35% от тарифной зарплаты;

при текущем ремонте - 15% от тарифной зарплаты.

Предусмотрены 1 капитальный, 3 средних, 12 текущих ремонтов.

Затраты на материалы и комплектующие базового варианта

С_м. =90 (0,5+30,35+190,12) =344,7 грн. (5.37)

Затраты на материалы и комплектующие нового варианта

С_м. =50 (0,5+30,35+190,12) =191,5 грн. (5.38)

Цеховые и общезаводские расходы достигают 80% от тарифной зарплаты. Их величина по базовому варианту

С_{общ. баз}=900,8=72 грн. (5.39)

По новому варианту

С_{общ. баз}=500,8=40 грн. (5.40)

В смете годовых эксплуатационных расходов прочие расходы принимаются в размере 1% от суммы капитальных вложений.

Для базового варианта

С_пр. =0,01К=0,019612=96,12 грн. (5.41)

для нового варианта

С_{пр. нов}=0,01 •12112=121,12 грн. (5.42)

Для анализа эксплуатационных расходов полученные данные представим в таблице.

Таблица 5 - Эксплуатационные расходы

Наименование расходов	Базовый вариант	Новый вариант
Амортизационные отчисления, грн.	831	1046,46
Затраты на электроэнергию, грн.	169,65	111
Заработная плата, грн.	2394	1330
Затраты на материалы, грн.	344,7	191,5
Цеховые и общезаводские затраты, грн.	72	40
Прочие расходы, грн.	96,12	121,12
Итого эксплуатационных расходов, грн.	3907,47	2840,08

5.3.5 Обоснование экономической эффективности лабораторной установки АИР-56А4У3

Так как величины эксплуатационных расходов после проведения исследования системы электропривода стали меньше, чем при базовой системе, то для определения эффективности и целесообразности производимых изменений следует рассчитать сравнительные показатели.

Для сравнения эксплуатационных затрат используем показатель относительной экономии (уменьшения) затрат:

_э= ( (Э_баз-Э_нов) /Э_баз) 100%= ( (3907,47-2840,08) /3907,47) •100%=27 (5.43)

Приведенные затраты по базовому варианту составили:

З_{пр. баз}=Э_баз+Е_нК_баз=3907,47+0,15 •9612=5349,27 грн., (5.44)

По новому варианту

З_{пр. нов}=Э_нов+Е_нК_нов=2840,08+0,15•12112=4656,88 грн. (5.45)

По новому варианту приведенные затраты меньше на 12%.

Срок окупаемости капитальных затрат на исследование электропривода составит:

Т_о=К_иссл/Э_баз-Э_нов=2500/ (3907,47-2840,08-) =2,4 года. (5.46)

Срок окупаемости ниже нормативного, проведение исследований целесообразно.

Коэффициент эффективности капитальных вложении Е=1/Т_о=1/2,4=0,42 определяет экономию от снижения эксплуатационных затрат, получаемую на каждую гривну капитальных вложений. Расчетный коэффициент эффективности больше нормативного (ЕЕ_н, 0,550,15), значит, проведение исследований эффективно.

Годовой экономический эффект

Э_г= (Э_баз+Е_нК_баз) - (Э_нов+Е_нК_нов) = (3907,47+0,15•9612) - (2840,08+0,15*12112) = =5349,27-4656,88=692,39 грн. (5.47)

Таким образом, по результатам вычислений проведение исследований имеет определенный эффект как с технической, так и с экономической точек зрения. Это подтверждается результатами технико-экономического обоснования, проведенного в данном дипломном проекте:

годовой экономический эффект после проведения исследований системы электропривода составляет 692,39 грн.;

коэффициент эффективности капитальных вложений 0,42 больше нормативного 0,15;

срок окупаемости капитальных затрат меньше нормативного.

Следовательно, проведение исследований по определению параметров схемы замещения асинхронного двигателя для построения полной динамической модели, а также для настройки и правильной эксплуатации электродвигателя - целесообразна.

Вывод

В процессе выполнения магистерской работы был выполнен анализ модели асинхронного электропривода. Для создания систем управления электроприводами в основном используется модель двухфазной обобщенной модели. Разработана трехфазная математическая модель АД на основе двухфазной обобщенной машины, выполнено ее моделирование в программной среде MatLabSimulink. Разработана и промоделирована система АД с учетом нелинейностей переходных процессов в процессе разгона - эффекта вытеснения тока в роторе. Проведен сравнительный анализ полученных моделей с ранее разработанными для оценки их адекватности. По результатам анализа можно заключить, что разработанная модель АД позволяет адекватно оценивать результаты моделирования системы и исследовать реальные токи и напряжения статора без дополнительных преобразований. В процессе разработки новой системы управления снижены экономические затраты на проектирование и эксплуатацию оборудования. Изучены опасные и вредные факторы в автоматизированном производстве, изложены основные мероприятия по обеспечению безопасных условий труда, определены основные требования к условиям рабочего помещения, произведен расчет защитного заземления.

Список используемой литературы

1. Копылов И.П. Электрические машины. М.: Высшая школа, 2000.607 с.

2. Усольцев А.А. Частотное управление асинхронными двигателями: Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2006, - 94 с.

3. Ключев В.И. Выбор электродвигателей для производственных механизмов. - М.: Госэнергоиздат, 1960.

4. Башарин А.В. Управление электроприводами. - Л.: Энергоиздат, 1982 - 392 с.

5. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. - М.: Академия, 2006. - 272 с.

6. Иванов В.А., Ющенко А.С. Теория дискретных систем автоматического управления. М.: Наука, 1983. - 147 с.

7. Онищенко Г.Б. Электропровод: Учебное пособие для вузов. - М.: РАСХН, 2003. - 320 с.

8. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. - Л.: Энергоиздат. 1982. - 392с.

9. Панкратов В.В. Векторное управление асинхронными электроприводами: Учеб. пособие. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. - 66 с.

10. Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока / ГОУВПО "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина". - Иваново, 2008. - 298 с.

11. Шавьолкін О.О., Наливайко О.М. Перетворювальна техніка: Навчальний посібник. - Краматорськ: ДДМА, 2008. - 328 с.

12. Кацман М.М. Электрические машины. - М.: 1983.

13. . Сандлер А.С., Сарбатов Р. С Название: Автоматическое частотноеуправление асинхронными двигателями. - М.: Энергия, 1978. - 310 с.

14. Вольдек А.И. Электрические машины. - 3-е изд. - Л.: Энергия, 1978. - 832 с.

15. Беспалов В.Я., Котеленец Н.Ф. Электрические машины: Учеб. Пособие. - М.: Издат. центр "Академия", 2006. - 320 с.

16. Мощинский Ю.А. и др., "Определение параметров схемы замещения асинхронных машин по каталожным данным". Ж.: "Электричество" в №4/98.1998, с.38-42.

17. Чиликин М.Г. Основы автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1974. - 568 с.

18. Козярук Е.А. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых приводов - Санкт-Петербург: Электротехническая компания, 2002. - 88 с.

19. Математическое моделирование электромеханических систем. Аналитические методы: учебное пособие / А.С. Глазырин. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 216 с.

20. Карман А.Т. Математические методы в инженерном деле. - М.: Высшая школа, 1948. - 600 с.

21. Костеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытание и надежность электрических машин. М.: Высшая школа, 1989. - 232 с.

22. Попов В.И., Ахунов Т.А., Макаров Л.Н. Современные асинхронные машины: Новая Российская серия РА. М.: Издательство "Знак", 1999. - 256 с.

23. Конспект лекций: Системы управления электроприводов. УГГУ. Карякин А.Л. 2009. - 80с.

24. Фираго Б.И. Теория электропривода: Учебное пособие для вузов. - Мн.: ЗАО "Техноперспектива", 2004. - 527с.

25. Гультяев А.К. MATLAB 5.2 Имитационное моделирование в среде Windows: Практическое пособие. - СПб.: КОРОНА принт, 1999. - 288с.

26. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0: учеб. пособие / С.Г. Герман Галкин. - СПб.: КОРОНА принт, 2001. - 320 с.

27. Терехов В.М. Системы управления электроприводов: учебник для студ. вузов/ В.М. Терехов, О.И. Осипов; под ред.В.М. Терехова. - 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2008. - 304с.

28. Полузадов В.Н. Электрические машины. Часть 3. Асинхронные машины: Конспект лекций. 2-е издание, исправленное и дополненное. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005.87 с.

29. Юсіна Г.Л. Організація роботи студентів з виконання розділу "Охорона праці" дипломних проектів / Г.Л. Юсіна, Л.В. Дементій. - Краматорськ: ДДМА, 2009. - 80 с.

30. Дементий Л.В., Юсина А.Л. Охрана труда в автоматизированном производстве. Обеспечение безопасности труда - Краматорск: ДГМА, 2007. - 300 с.

31. Методические указания к самостоятельной работе по экономическим разделам отчета о преддипломной практике и дипломного проекта (для студентов электротехнических специальностей всех форм обучения) / Сост. Н.В. Климченкова, А.М. Наливайко, О.В. Субботин. - Краматорск: ДГМА, 2007. - 48с.

Размещено на Allbest.ru