Проектирование выпрямителя электродвигателя
Изучение современного состояния электропривода переменного тока. Разработка лабораторного стенда с преобразователем частоты АП-100. Проведение монтажа и наладки лабораторной установки. Методика исследования электропривода с преобразователем частоты.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.05.2015 |
| Размер файла | 2,8 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2. большое число силовых вентилей и сложная схема управления ими
3. невысокий коэффициент мощности
Преобразователь с промежуточным звеном постоянного тока позволяет регулировать частоту как вверх, так и вниз от частоты питающей сети. Он обладает высоким КПД (около 0,95), значительным быстродействием, малыми габаритами, сравнительно высокой надёжностью и бесшумен в работе.
Преобразователь состоит из двух силовых элементов: управляемого выпрямителя УВ и инвертора И (рис.25). На вход УВ подаётся нерегулируемое напряжение переменного тока промышленной частоты; с выхода УВ постоянное регулируемое напряжение подаётся на инвертор И, который преобразует постоянное напряжение в переменное регулируемой частоты и амплитуды.
Описание современных типовых электроприводов переменного тока имеющихся на кафедре.
Современные электроприводы представлены на кафедре тремя фирмами: российскими ЗАО "НТЦ Приводная техника" и ЗАО "Энерпред", а также датской фирмой "Danfoss".
Преобразователь частоты VLT серии 3000 и 3500 фирмы "Danfoss", который имеется на кафедре, предназначен для бесступенчатого автоматического регулирования числа оборотов трёхфазных асинхронных двигателей без существенных потерь мощности.
Программное устройство VLT позволяет осуществлять регулирование скорости вращения в ручном и автоматическом режиме, причём при ручном регулировании оператор может находиться как рядом с VLT, так и действовать дистанционно. Регулирование ведётся по заданным функциям, используя, датчики и преобразователи КИП, а также с помощью потенциометров и кнопок.
VLT обеспечивают защиту двигателя и электрических цепей от замыканий и перегрузок, плавный пуск по программе и самозапуск после исчезновения напряжения из-за перерывов в энергоснабжении, сигнализацию аварийных режимов, измерение параметров работы двигателя и выдачу показаний на дисплей. VLT могут быть объединены в систему автоматического регулирования и управляться с помощью компьютера.
Преобразователь частоты АП-140 фирмы "НТЦ Приводная техника" предназначен для общепромышленных механизмов, насосных и высокоскоростных механизмов. Его основные функции - токоограничение, увеличение стартового момента, старт на вращающийся двигатель, самозапуск при восстановлении питания, вырезание резонансных частот, программирование нижнего и верхнего пределов частоты, задание частоты ШИМ, программирование времени разгона и торможения, торможение постоянным током. Имеет защиты от пониженного и повышенного напряжения источника питания, токоограничения, защиту преобразователя от перегрузки, электронную защиту двигателя, защиту преобразователя от перегрева.
Преобразователь рассчитан на работу в условиях:
· температура окружающей среды -10…+50 С;
· относительная влажность воздуха 20-80% (без конденсации);
· устанавливается в отсутствии пыли, агрессивных газов, прямого солнечного света, не выше 1000 м над уровнем моря;
Преобразователь частоты БУЭ-0033101 фирмы "Энерпред" предназначен для работы в системах управления механическими устройствами (конвейеры, станки), гидравлическими (насосы) и системами вентиляции, имеющими в качестве привода электрические бесколлекторные трёхфазные двигатели. Преобразователь предназначен для управления режимами работы трёхфазного синхронного или асинхронного двигателя переменного тока напряжением 380 В промышленной частоты 50 Гц. Преобразователь производит включение двигателя в режиме плавного пуска (автоматически при нажатии кнопки "пуск") и изменяет число оборотов в зависимости от положения переключателя на пульте управления преобразователя (вручную). Разгон осуществляется от минимально возможных оборотов до установленных на пульте переключателем. Преобразователь защищает электродвигатель от перегрузки по току вне зависимости от причины её возникновения (механическая, тепловая или электрическая). При превышении током порогового значения преобразователь отключает двигатель автоматически.
Преобразователь рассчитан на работу в условиях:
· температура окружающей среды от -10 до + 40 С;
· относительная влажность воздуха до 95% при температуре 30 С;
· атмосферное давление от 86,5 до 106,8 кПа (от 650 до 800 мм.рт.ст.);
2. Исследовательская часть
2.1 Требования к лабораторной установке по исследованию типовых электроприводов переменного тока
Лабораторная установка должна обеспечивать:
· Снятие статических и динамических характеристик электропривода во всем диапазоне регулирования частоты электропривода;
· Пуск, регулирование частоты вращения, реверс и остановку двигателя;
· Регулирование величины нагрузки на валу испытуемого двигателя;
· Возможность исследования нескольких преобразователей частоты;
· Защиту преобразователя и двигателя от перегрузок и токов короткого замыкания;
· Энергосберегающие решения;
Принципиальная схема лабораторного стенда.
Рис. 26 Принципиальная схема
Спецификация к принципиальной схеме лабораторного стенда.
Таблица 1. Спецификация
Схема подключения
Рис. 27 Схема подключения силовых клемм
Рис. 28 Схема подключения клемм управления
Рис. 29 Схема подключения клемм управления
Схема размещения.
Рис. 30 Схема подключения
2.2 Программирование преобразователя частоты
Исследование режима задания максимальной частоты.
Изменение максимальной частоты может происходить в пределах от 50Гц до 120Гц . Для изменения параметра выполняем следующее:
Исследование режима задания номинальной частоты.
Изменение номинальной частоты может происходить в пределах от 25Гц до 120Гц . Для изменения параметра выполняем следующее:
Исследование режима задания верхнего ограничения частоты.
Изменение верхнего ограничения частоты может происходить в пределах от 0 до 120Гц . Для изменения параметра выполняем следующее:
Исследование режима задания нижнего ограничения частоты.
Изменение нижнего ограничения частоты может происходить в пределах от 0 до 120Гц . Для изменения параметра выполняем следующее:
Исследование режима задания времени разгона и торможения.
Изменение времени разгона может происходить в пределах от 0,1 до 3200сек. Для изменения параметра выполняем следующее:
Изменение времени торможения может происходить в пределах от 0,1 до 3200сек. Для изменения параметра выполняем следующее:
Зададим частоту 5, 10, 40 и 60 Гц. Для каждого режима установим время разгона двигателя, сначала, и время торможения , затем и . При разгоне двигателя проведем индикацию скорости вращения. Результаты занесем в таблицы :
Таблица 2.
|
f |
5 |
10 |
40 |
60 |
||
|
10 |
10 |
10 |
510 |
|||
|
60 |
138 |
510 |
1030 |
|||
|
10 |
10 |
250 |
260 |
|||
|
50 |
120 |
516 |
510 |
|||
|
70 |
150 |
760 |
1030 |
|||
|
100 |
200 |
800 |
1200 |
|||
|
Таблица 3. |
||||||
|
f |
5 |
10 |
40 |
60 |
||
|
60 |
126 |
760 |
936 |
|||
|
10 |
20 |
260 |
436 |
|||
|
80 |
180 |
732 |
1030 |
|||
|
50 |
150 |
482 |
760 |
|||
|
15 |
100 |
231 |
560 |
|||
|
100 |
200 |
800 |
1200 |
По полученным данным построим графики:
Исследование режима задания начальной частоты.
Изменение начальной частоты может происходить в пределах от 0 до 120Гц. Для изменения параметра выполняем следующее:
Исследование режима изменения вида U/f характеристики.
Изменение вида характеристики может происходить в пределах от 0 до 20. Для изменения параметра выполняем следующее:
Для каждого вида характеристики, установленной при помощи пульта управления преобразователем, при частотах 5, 25, 50 и 60Гц, измерим величину напряжения на статоре двигателя. Результат так же занесем в таблицы:
Таблица 4. Вид №1.
|
f |
5 |
25 |
50 |
60 |
|
|
Uст |
40 |
181 |
365 |
351 |
|
|
U/f |
8 |
7,24 |
7,3 |
5,85 |
Таблица 5. Вид №2.
|
f |
5 |
25 |
50 |
60 |
|
|
Uст |
50 |
182 |
361 |
355 |
|
|
U/f |
10 |
7,28 |
7,22 |
5,916667 |
Таблица 6. Вид №3.
|
f |
5 |
25 |
50 |
60 |
|
|
Uст |
54 |
180 |
365 |
362 |
|
|
U/f |
10,8 |
7,2 |
7,3 |
6,033333 |
Таблица 7. Вид №4.
|
f |
5 |
25 |
50 |
60 |
|
|
Uст |
54 |
180 |
360 |
361 |
|
|
U/f |
10,8 |
7,2 |
7,2 |
6,016667 |
Таблица 8. Вид №5.
|
f |
5 |
25 |
50 |
60 |
|
|
Uст |
56 |
180 |
360 |
361 |
|
|
U/f |
11,2 |
7,2 |
7,2 |
6,016667 |
Таблица 9. Вид №6.
|
f |
5 |
25 |
50 |
60 |
|
|
Uст |
56 |
180 |
360 |
361 |
|
|
U/f |
11,2 |
7,2 |
7,2 |
6,016667 |
Таблица 10. Вид №7.
|
f |
5 |
25 |
50 |
60 |
|
|
Uст |
52 |
193 |
360 |
357 |
|
|
U/f |
10,4 |
7,72 |
7,2 |
5,95 |
Таблица 11. Вид №8.
|
f |
5 |
25 |
50 |
60 |
|
|
Uст |
55 |
200 |
364 |
357 |
|
|
U/f |
11 |
8 |
7,28 |
5,95 |
Таблица 12. Вид №9.
|
f |
5 |
25 |
50 |
60 |
|
|
Uст |
54 |
204 |
361 |
360 |
|
|
U/f |
10,8 |
8,16 |
7,22 |
6 |
Таблица 13. Вид №10
|
f |
5 |
25 |
50 |
60 |
|
|
Uст |
54 |
210 |
365 |
362 |
|
|
U/f |
10,8 |
8,4 |
7,3 |
6,033333 |
Исследования режимов индикации.
На лабораторной установке, при помощи измерительных приборов и дисплея частотного преобразователя для частот 4, 30 и 60Гц, проводим индикацию параметров: Полученные значения занесем в таблицу:
Таблица 14.
|
4 |
2,4 |
0,8 |
80 |
|
|
4 |
2,4 |
1 |
80 |
|
|
4 |
2,5 |
1,8 |
80 |
|
|
4 |
2,3 |
2,1 |
80 |
|
|
30 |
2,7 |
6,3 |
600 |
|
|
30 |
3 |
10 |
600 |
|
|
30 |
3,6 |
14,5 |
600 |
|
|
30 |
3,9 |
16,5 |
600 |
|
|
60 |
3,4 |
12,1 |
1200 |
|
|
60 |
4,6 |
18 |
1200 |
|
|
60 |
6 |
24,5 |
1200 |
|
|
60 |
6,6 |
27 |
1200 |
При помощи формул и полученных данных построим графики.
3. Экономическая часть
В настоящее время требования к инженерно-техническим работникам существенно увеличились. От квалифицированного специалиста сейчас требуется знание не только технических дисциплин, но и основ экономики. Очень важно уметь произвести экономические расчеты и оценить экономическую эффективность.
В данном дипломном проекте расчёт проводится для определения технико-экономических показателей, в которые входят три основные составляющие:
1. Стоимость лабораторного стенда.
2. Эксплуатационные расходы.
3. Стоимость одного часа работы лабораторного стенда.
Для определения стоимости лабораторного стенда необходимо:
a) Составить смету на приобретение, монтаж и наладку лабораторного стенда;
b) Рассчитать затраты на основную заработную плату, отчисления, накладные расходы;
c) Составить сметную калькуляцию на изготовление лабораторного стенда, включая плановые накопления.
Для определения эксплуатационных расходов по обслуживанию лабораторного стенда необходимо рассчитать основную заработную плату, амортизационные отчисления, затраты на текущий ремонт и электроэнергию.
Зная затраты на текущий ремонт, затраты на электроэнергию и амортизационные отчисления, а также количество часов работы стенда рассчитаем стоимость одного часа работы стенда.
По рассчитанным данным составим таблицу экономических показателей.
Таблица 15. Материальные затраты.
|
Наименование затрат |
Тип |
Кол-во |
Обоснование затрат |
Цена, руб. |
||
|
За ед. |
Всего |
|||||
|
ПЧ |
АП-100 |
1 |
Прайс-лист |
15000 |
15000 |
|
|
Эл. двигатель |
АО-46-6 |
1 |
Прайс-лист |
1200 |
1200 |
|
|
Эл. двигатель |
П-32 |
1 |
Прайс-лист |
1400 |
1400 |
|
|
Контроллер |
ККТ-61 |
1 |
Прайс-лист |
3000 |
3000 |
|
|
Автоматический выключатель |
АП-50 |
2 |
Прайс-лист |
400 |
800 |
|
|
Разъём |
1 |
Прайс-лист |
45 |
45 |
||
|
Провод силовой |
ПВ-4х1,5 |
8 |
Прайс-лист |
24 |
192 |
|
|
Амперметр |
М-381 |
1 |
Прайс-лист |
225 |
225 |
|
|
Вольтметр |
М-381 |
1 |
Прайс-лист |
225 |
225 |
|
|
Тахометр |
ДТ-100 |
1 |
Прайс-лист |
1000 |
1000 |
|
|
Шкаф |
1 |
Прайс-лист |
700 |
700 |
||
|
Итого: |
23787 |
1.Транспортные расходы 9%:
23787 х 0,09=2140,83 руб.
2. Всего:
23787+2140,83=25927,83 руб.
3.С учётом НДС 18%:
25927,83 х 0,18=4667 руб.
4. Итого:
25927,83 + 4667=30594,84 руб.
Таблица 16. Монтажные работы.
|
№ п/п |
Наименование работ |
Кол-во |
Обоснование цены |
Стоимость, руб. |
|
|
1 |
Присоединение |
1 |
ФЕРм 81-03-08-2001 |
450 |
|
|
2 |
Монтаж силового автомата |
1 |
ФЕРм 81-03-08-2001 |
400 |
|
|
3 |
Монтаж силового выключателя |
1 |
ФЕРм 81-03-08-2001 |
400 |
|
|
4 |
Монтаж и установка шкафа |
1 |
ФЕРм 81-03-11-2001 |
750 |
|
|
5 |
Монтаж вольтметра |
1 |
ФЕРм 81-03-08-2001 |
200 |
|
|
6 |
Монтаж амперметра |
1 |
ФЕРм 81-03-08-2001 |
200 |
|
|
Итого: |
2400 |
1.С учётом районного коэффициента (20% + 30%=50%):
2400 х 0,5 + 2400=3600 руб.
2. с учётом НДС:
3600 х 0,18=648 руб.
3. Итого:
3600 + 648=4248 руб.
Таблица 17. Наладочные работы.
|
№ п/п |
Наименование работ |
Кол-во |
Обоснование работ |
Стоимость, руб. |
||
|
За ед. |
Общая |
|||||
|
1 |
Наладка контроллера |
1 |
ФЕРп 81-04-02-2001 |
1000 |
1000 |
|
|
2 |
Наладка силового преобразователя |
1 |
ФЕРп-81-04-01-2001 |
3000 |
3000 |
|
|
Итого: |
4000 |
После составления сметы на приобретение, монтаж, наладку стенда.
Рассчитаем:
Затраты на основную заработную плату.
Основная заработная плата = 4248 + 648 = 4896 руб.
Отчисления на социальные нужды (26% от основной заработной платы).
Отчисления = 4896 х 0,26 = 1272,96 руб.
Накладные расходы (35,8% от основной заработной платы).
Накладные расходы = 4896 х 0,358 = 1752,77 руб.
Сметная калькуляция на изготовление лабораторного стенда.
Таблица 18. Затраты.
|
№ п/п |
Затраты |
Сумма (в руб.) |
|
|
1 |
Приобретение оборудования |
30594,84 |
|
|
2 |
Монтажные и наладочные работы |
6400 |
|
|
3 |
Основная заработная плата |
4896 |
|
|
4 |
Отчисление на социальные нужды |
1272,96 |
|
|
5 |
Накладные расходы |
1752,77 |
|
|
6 |
Плановые накопления 15% |
6242,18 |
|
|
Итого: |
51158,75 |
Годовые эксплуатационные расходы.
1.Амортизационые отчисления от стоимости оборудования (18,5%):
2.Затраты в ремонтный фонд (0,4%).
3.Расчёт по затратам на электроэнергию.
200ч х 6кВт = 1200кВт*ч
4.Итого:
3482,99 + 95,148 + 744= 4980,07 руб.
5. Себестоимость одного часа работы стенда.
час.
Таблица 19. Экономические показатели лабораторного стенда.
|
№ п/п |
Показатели |
Единица измерения |
Сумма |
|
|
1 |
Стоимость лабораторного стенда |
руб. |
23787 |
|
|
2 |
Приобретение оборудования |
руб. |
30594,84 |
|
|
3 |
Монтажные и наладочные работы |
руб. |
6400 |
|
|
4 |
Основная заработная плата |
руб. |
4896 |
|
|
5 |
Отчисления на социальные нужды |
руб. |
1272,96 |
|
|
5 |
Накладные расходы |
руб. |
1752,77 |
|
|
7 |
Плановые расходы |
руб. |
6242,18 |
|
|
8 |
Эксплуатационные расходы (всего в том числе) |
руб. |
4980,07 |
|
|
9 |
Стоимость одного часа работы лабораторного стенда |
руб. |
26,4 |
4. Безопасность жизнедеятельности
В вопрос безопасности жизнедеятельности входит предупреждение травматизма, профзаболеваний, отравлений, взрывов на производстве, обеспечение электробезопасности и т.д. В данном разделе рассматриваются требования к освещённости, микроклимату, пожарной безопасности, эксплуатации и наладке сложных систем.
"ЧП-АД" выполнен в виде лабораторного стенда в лабораторном помещении В-110, для проведения лабораторных работ. При работе с лабораторным стендом необходимо обеспечить соблюдение требований безопасности, организации рабочего места.
Анализ опасных вредных факторов.
При работе на лабораторной установке - стенде по исследованию системы частотный преобразователь-двигатель имеет следующие опасные и вредные факторы:
· опасность поражения электрическим током;
· пожароопасность;
Важным моментом в организации рабочего места является определение занимаемой производственной площади.
Эта площадь должна удобно, с наименьшей затратой энергии, позволять безопасно и производительно вести работу.
Планировка рабочего места, согласно СП 2.2.2.1327-03 "Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту", предусматривает ширину проходов вокруг установки не менее 1,5 м; расстояние от пульта управления, регистрирующих приборов, осциллографа до силовой установки принята 1 м. Рабочая поза при работе с преобразователем частоты переменная "сидя-стоя". Учитывая рабочую позу выбирается максимальная рабочая зона с радиусом 75см. Расположение приборов обеспечивает удобство, безопасность и точность выполнения работы.
Шум и вибрация.
Источником шума и вибрации в лабораторной установке является работающие электродвигатель и вентиляторы охлаждения.
Без принятия соответствующих мер по снижению шума и вибрации, их уровень может существенно превышать нормируемую величину соответствующую СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах, в помещениях, жилых зданиях и на территории жилой застройки " и СН 2.2. 4/2 1.8.566-96 "Производственная вибрация в помещениях жилых и общественных зданий".
Шум оказывает вредное влияние на весь организм человека и в первую очередь на сердечнососудистую и центральную нервную систему. Шум неблагоприятно влияет на рабочего: ослабляет внимание, ускоряет утомление, замедляет своевременную реакцию на опасность.
Всё это снижает работоспособность и может стать причиной несчастного случая.
Вибрация - это механическое колебание материальных точек или тел относительно точки устойчивого равновесия. Вредные воздействия и последствия вибрации возрастают с увеличением быстроходности машин, поскольку энергия колебательного процесса возрастает пропорционально квадрату частоты колебаний. Источниками колебаний являются неуравновешенные вращающиеся массы (ротора и якоря электрических машин).
Источниками шума и вибрации в аудитории являются работающие электрические машины, но поскольку мощность каждой в отдельности сравнительно невелика, шумовые эффекты и вибрация, возникающие при работе, не требуют применения специальных мер по их устранению, кроме звукоизолирующих кожухов.
Для уменьшения вредных воздействий шума и вибрации применяются следующие меры:
1. Ориентирование источника шума таким образом, чтобы исключить попадание излучения на рабочее место.
2. Уменьшение шума по пути его распространения путём применения звукопоглощающих материалов.
3. Оборудование помещений звукоизоляцией.
4. Применение средств индивидуальной защиты.
5. Использование виброизолирующих средств (резиновых прокладок, пружин и т.п.).
6. Придание большей соосности вращающимся частям электрических машин.
7. Используется виброизоляция, то есть под станину, на которой расположены электрические машины, помещены резиновые прокладки, устраняющие жесткую связь с полом.
Для устранения шума применены звукоизолирующие кожухи.
Электробезопасность.
Питание стенда осуществляется от трёхфазной сети напряжением 380В. Опасность поражения при работе на стенде заключается в поражении электрическим током при прикосновении к токоведущим частям при включенном напряжении и в прикосновении к вращающимся частям машины.
Во избежание попадания под напряжение все токоведущие части изолированы. Электрические машины, шкаф преобразователя соединены общим заземляющим контуром лаборатории. К работе на стенде допускаются лица, ответственные за состояние стенда, преподаватели - ведущие лабораторную работу и студенты, проводящие исследования на стенде. Допуск к стенду посторонних лиц строго воспрещается.
Главной задачей техники безопасности является создание условий, обеспечивающих работу обслуживающего персонала и студентов.
В целях обеспечения безопасности работы в лаборатории проводятся следующие мероприятия:
· ежедневно перед работой производится осмотр средств автоматики и защиты согласно ПУЭ;
· периодически выполнять профилактические работы по регулировке и текущему ремонту, согласно типовой инструкции ПУЭ, уделяя особое внимание работе блокировок и сигнализации;
· преподаватели лаборатории ежегодно проходят учёбу и сдают экзамен по правилам эксплуатации электроустановок в части, касающихся установок с напряжением до 1000 В.
· при сдаче экзамена преподавателям выдаются удостоверения соответствующего типа;
· с пользователями проводится инструктаж по технике безопасности и правилам поведения в лаборатории, о чём производится запись в журнале инструктажа по технике безопасности.
Освещение.
Освещение при работе на лабораторной установке должно быть таким, чтобы работающий мог, без напряжения зрения, выполнять свою работу. В помещении применяются два вида освещения - естественное и искусственное. Естественное освещение - боковое, через окно. Нормированное значение составляет е=1,%.
Искусственное освещение осуществляется люминесцентными лампами, так по сравнению с лампами накаливания, они имеют существенное преимущество.
Нормирование естественного и искусственного освещения осуществляется в соответствии со СНиП 23-05-95 (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстроя РФ от 29.05.2003 N 44).
Расчёт освещения помещения лаборатории.
Требуемая площадь окон в процентах от площади пола помещения, обеспечивающая нормированное значение КЕО определяется по формуле:
где -площадь окон,
-площадь окон,
-нормированное минимальное значение КЕО при боковом освещении
-коэффициент, учитывающий влияние отраженного света =3)
-световая характеристика окон (
-коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями.
Данные для расчета :
=78
=0,4
=3
=9,5
=1
Определим площадь окон:
Естественное освещение лаборатории соответствует нормам СНиП 23-05-95.
Данные для расчета:
А=6 м -ширина пола
В=13 м-длинна пола
Н=3,5 м-высота аудитории
Нормируемая освещённость находится по таблице (СНиП 23-05-95 (4а разряд зрительных работ)):
Е=300 лк
Световой поток люминесцентной лампы типа А-40 мощностью 40 Вт составляет F=2850 Лм
=1,1
=0,53
Подставив значения в формулу получим количество светильников:
Так как в применяемом для проектирования освещения светильнике типа ЛПО-04 находится две лампы ЛБ-40 мощностью 40 Вт каждая, то полученное число ламп делится на два. В итоге получаем 12 светильников, которые размещаем в помещении лаборатории в 2 ряда. Схема расположения светильников представлена на рис. 31 .
Рис. 31 Схема расположения светильников
Организация рабочего места при работе с лабораторным стендом.
Одним из важных организационных принципов обеспечения безопасности труда является эргономика рабочего места, поскольку максимальную эффективность работы человека обеспечивают комфортные условия труда.
Для удобства выполнения студентами лабораторных работ необходимо произвести планировку пульта управления стенда и правильно организовать и оснастить рабочее место оператора программиста.
Рабочее место включает в себя преобразователь частоты, электромеханический модуль, состоящий из асинхронного двигателя, генератора постоянного тока и тахогенератора.
Во время выполнения лабораторной работы в рабочей зоне оператора находится преобразователь частоты, установленный на стенде. Оператор работает сидя (лёгкая категория работ 1а). В этом случае в конструкцию рабочего места следует включить стул. А так же предусмотреть в конструкции стола пространство для размещения ног. Рабочее место при выполнении работ в положении сидя должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.032-78.
Важным моментом в организации рабочего стола является определение занимаемой производственной площади. Эта площадь должна удобно, с наименьшей затратой энергии, позволять производительно вести работу. Органы управления оборудованием должны быть расположены в рабочей зоне (радиус 380-500 мм), обеспечивающей оптимальное положение тела в соответствии с требованиями к размерам органов управления приведённым в ГОСТ 12.2.032-78.
Санитарно-гигиенические нормы.
Несоответствие параметров среды, окружающей человека на рабочем месте, их приемлемым значениям, может существенно сказаться на работоспособности и утомляемости. Согласно ГОСТ 12.1.005-88 "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования" для помещений с лабораторной установкой. Оптимальные и допустимые метеорологические параметры приведены в таблице:
Таблица 20 .Оптимальные параметры.
|
Показатели |
Оптимальные |
Допустимые |
|
|
Температура воздуха, С |
20-23 |
19-25 |
|
|
Относительная влажность, % |
40-60 |
Не более 75 |
|
|
Скорость движения воздуха, м/с |
0,2 |
0,2 |
Водяное отопление применяется для поддержания в помещении, в холодное время года, нормальной температуры воздуха.
Обеспечение безопасности при проведении лабораторных работ.
Инструкция по технике безопасности перед проведением лабораторной работы:
1. Работающий должен пройти инструктаж по технике безопасности (ТБ);
2. К проведению работ допускаются не менее 2-х человек;
3. Запрещается проводить работы при неисправной сигнализации и блокировках;
4. Запрещается включать установку без защитного заземления и неисправных кабельных соединениях;
5. Запрещается производить монтажные работы, если установка находится под напряжением;
6. Работающий должен знать местоположение кнопок автоматического отключения и аварийного снятия питания с установки и со всей лаборатории;
7. Запрещается эксплуатация лабораторной установки со снятой крышкой;
8. При замене предохранителей необходимо руководствоваться их маркировкой;
Инструкция по технике безопасности во время проведения лабораторной работы:
1. Запрещается класть на корпус стенда металлические предметы;
2. Содержать в порядке рабочее место;
3. При возникновении напряжения на корпусе стенда следует немедленно отключить питание;
4. Запрещается передвигать стенд во время лабораторной работы;
Действия студента после выполнения лабораторной работы:
1. Отключить стенд от питающей сети;
2. Привести в порядок рабочее место;
Пожарная безопасность.
Противопожарная защита состоит в исключении возможности развития пожара, ликвидации возгорания в начальной стадии, предотвращающие пожары. Горючими элементами в лаборатории могут быть: оконные рамы, двери, мебель, полы, радиотехнические детали, конструкционные детали из пластиковых материалов. Причиной возникновения пожара могут быть неисправности электропроводки, электрических приборов и аппаратов, электрические искры, дуги, возникающие при работе электродвигателей, которые находятся в лаборатории, короткие замыкания.
Для того чтобы предотвратить воздействие на людей опасных факторов пожара должна быть предусмотрена возможность быстрой эвакуации людей из помещения, здания.
Для ликвидации начинающихся очагов пожара, силами студентов и преподавателей, в аудитории должны быть первичные средства пожаротушения: ящик с песком, ручные огнетушители типа ОУ-2, ОУ-5. Это углекислотные огнетушители, которые применяют для тушения электрических установок, находящихся под напряжением.
Пожарная опасность будет значительно меньше, если электрическое оборудование соответствует характеру помещения.
Огнетушители, для тушения установок под напряжением порошковые и углекислотные огнетушители (ОПУ-5) и пенные огнетушители для тушения твердых материалов и горючих жидкостей, следует разместить на высоте не более 1,5 метров от уровня пола до нижнего торца огнетушителя и установить так, чтобы на корпусе была видна инструкция. Каждый работающий в лаборатории обязан чётко знать и выполнять установленные правила пожарной безопасности, не допускать в лабораторию лиц, действия которых могут привести к пожару или возгоранию.
Для быстрого извещения о возникновении пожара служит электрическая сигнализация.
При возникновении пожара и невозможности его погасить своими силами, необходимо вызвать пожарную охрану и обеспечить эвакуацию людей.
Эвакуация людей во время пожара
Пути эвакуации предусматриваются при проектировании.
Пути эвакуации: проходы, коридоры, площадки, лестницы, которые ведут к эвакуационному выходу и обеспечивают безопасное и достаточно быстрое движение.
Эвакуационные выходы - двери, окна, проемы, ведущие из помещения:
Наружу.
На лестничную клетку и наружу.
В проход или коридор с выходом наружу.
Соседние помещения, имеющие огнестойкость не ниже 3 ступени.
Число эвакуационных выходов должно быть не менее двух, двери должны открываться в направлении эвакуации, согласно СП 3.13130.2009. "Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре".
Расстояние от наиболее удаленного места должно быть кратчайшим.
Пути движения не должны пересекаться и встречаться.
Число и ширина проходов и дверей и коридоров принимаются в зависимости от числа работающих в самой многочисленной смене.
План эвакуации при ЧС.
Заключение
В данной дипломной работе изучено современное состояние электроприводов переменного тока.
Разработана лабораторная установка для исследования электропривода с преобразователем частоты.
Получен диапазон регулирования частоты вращения от 0,5Гц до 120Гц.
Проведены исследования изменения параметров преобразователя частоты АП-100:
1. Параметры индикации, выводимые на ЖК дисплей, частотного преобразователя:
а. Выходная частота.
б. Заданная частота.
в. Выходной ток (в % от номинала).
г. Выходной ток.
д. Входное напряжение.
е. Скорость двигателя.
2. Основные параметры:
а. Заданная частота 0,5-120Гц.
б. Максимальная частота 50-120Гц.
в. Номинальная частота 25-120Гц.
г. Верхнее ограничение частоты 0-120Гц.
д. Нижнее ограничение частоты 0-120Гц.
е. Время разгона 0,1-3200сек.
ж. Время торможения 0,1-3200сек.
з. Начальная частота 0-120Гц.
и. Вид U/f характеристики 0-20.
Так же был произведен экономический расчет показателей, характеризующих размер начальных капиталовложений и стоимость эксплуатационных расходов, лабораторного стенда. В итоге этого расчета составлена таблица технико-экономических показателей.
Последний раздел дипломной работы посвящен охране труда и безопасности жизнедеятельности человека. В нем были рассмотрены вредные и опасные факторы присущие специфике работы в лаборатории, включающие в себя показатели норм освещения, норм пожарной и электробезопасности.
Список литературы
1. Анисимов В.А., Горнов А.О., Москаленко В.В., Остриров В.Н., Фролов А.А. "Проектирование электрических устройств" М.: Издательство МЭИ, 2001.
2. Башарин А.В., Носиков В.А., Сокодовский Г.Г. "Управление электроприводами" Л.: Энергоавтоиздат, 1982.
3. Вешеневский С.Н. "характеристики двигателей в электроприводе" М: Энергоавтоиздат, 1988.
4. Герман-Галкин С.Г. " компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0" Учебное пособие, 2001
5. Герман-Галкин С.Г., Лебедев В.Д., Марков Б.А., Чичерин Н.И. "Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями частоты". Л.: Энергоавтоиздат, 1986.
6. ГОСТ 12.2.049-78 ССБТ. "Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования".
7. ГОСТ 12.2.032-78 "Рабочее место при выполнении работ стоя, общие требования".
8. ГОСТ 12.2.049-80 ССБТ. "Оборудование производственное. Общие эргономические требования".
9. ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочего места".
10. Глазенко Т.А., Гончеренко Р.Б. "Полупроводниковые преобразователи частоты в электроприводах" Л.:Энергия, 1969.
11. Калашников Б.Е., Кривицкий С.О, Эпштейн И.И. "Системы управления автономными инверторами" М.: Энергия, 1974.
12. Ключев В.И., Терехов В.М. "Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов".
13. Кноррин Г.М. "Справочная книга для проектирования электрического освещения" М.: Машиностроение, 1985
14. Ковач К.П., Рац и. "Переходные процессы в машинах переменного тока" Л.: Госэнергоиздат, 1963.
15. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ РМ-016-2001, РД 153-34, 0-03, 150-00. М.: "изд-во НЦ ЭНАС", 2001.
16. Москаленко В.В. "Автоматизированный электропривод" М.: Энерго-издат, 1981.
17. Онищенко Г.Б. "Электрический привод" Учебник для вузов. М.: РАСХН. 2003.
18. Перельмутер В.М. "Комплектные тиристорные электроприводы". М.: Энергоавтомиздат, 1988.
19. Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Иркутск: ИрГТУ, 2005.
20. ППБ-01-03. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.
21. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). М.: Атомиздат, 2000.
22. Ромаш Э.М., Драбович Ю.И, Юрченко Н.Н, Шевченко П.В. "Высокочастотные транзисторные преобразователи" М.: Радио и связь, 1988.
23. Руденко В.С., Синько В.И., Чиженко И.М. "Основы преобразовательной техники" Учебник для вузов. "2-е изд., перераб. И доп. М.: Высш. школа, 1980.
24. Сандлер А.С., Сарбатов Р.С. "Автоматической частотной управление асинхронными двигателями" М.: Энергия, 1974.
25. Слежановский О.В. и др. "Системы подчинённого регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями". М.: Атомиздат, 1983.
26. СНиП 2.04.05-91 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха".
27. СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение"(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстроя РФ от 29.05.2003 N 44М.:
28. СН 2.2 4/2 1.8.562-96 "Шум на рабочих местах, в помещения, жилых зданиях и на территории жилой застройки".
29. СН 2.2. 4/2 1.8.566-96 "Производственная вибрация в помещениях жилых и общественных зданий".
30. СП 3.13130.2009. "Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре".
31. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. "Общий курс электропривода" М.: Энергоиздат, 1981.
32. Эпштейн И.И. "Автоматизированный электропривод переменного тока" М.: Энергоиздат, 1982.
Размещено на Allbest.ru
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка асинхронного электропривода с тиристорным преобразователем частоты с промежуточным звеном постоянного тока для конденсатного насоса и электроснабжение промышленных предприятий. Выбор электродвигателя, его проверка на перегрузочную способность.
курсовая работа [697,1 K], добавлен 05.02.2013Выбор рациональной схемы управляемого выпрямителя, силовая часть электропривода. Расчет и выбор преобразовательного трансформатора, тиристоров, сглаживающего реактора. Расчет двухзвенного преобразователя частоты для частотно-регулируемого электропривода.
курсовая работа [850,2 K], добавлен 07.11.2009Разработка тиристорного преобразователя на основе унифицированного электропривода серии ЭТ6; состав и принцип работы составных частей. Сборка лабораторного стенда автоматизированного электропривода постоянного тока; технические данные и условия работы.
дипломная работа [5,5 M], добавлен 08.06.2011Разработка системы стабилизации скорости электропривода на основе двигателя постоянного тока. Расчёт силового согласующего трансформатора, полупроводниковых приборов, фильтров, регуляторов скорости и тока. Рассмотрена методика наладки электрооборудования.
курсовая работа [614,7 K], добавлен 27.02.2012Проектирование электропривода механизма основного и резервного центробежных водяных насосов. Основные типы регулирования производительности насосов и системы электропривода. Технические характеристики датчика расхода воды. Выбор преобразователя частоты.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.12.2014Выбор электродвигателя переменного тока. Расчет сопротивлений добавочных резисторов в цепи ротора. Построение механических характеристик электропривода. Построение переходных процессов и определение интервалов времени разгона по ступеням и при торможении.
курсовая работа [406,8 K], добавлен 14.11.2012Обзор частотно-регулируемых асинхронных электроприводов и преобразователей. Порядок и этапы разработки стенда по исследованию частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Обработка полученных результатов. Правила эксплуатации электроустановок.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 29.07.2013Назначение и применение преобразователей частоты Danfoss. Применение преобразователей частоты для привода вентилятора и дымососа. Выбор составляющих стенда: электродвигатель, генератор, нагрузка. Электрический монтаж оборудования, установка VLT 5004.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 03.05.2012Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока посредством изменения потока возбуждения. Максимально-токовая защита электропривода. Скоростные характеристики двигателя. Схемы силовых цепей двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 30.03.2014Требования, предъявляемые к системе электропривода УЭЦН. Качественный выбор электрооборудования для насосной станции. Расчет мощности электродвигателя и выбор системы электропривода. Анализ динамических процессов в замкнутой системе электропривода.
курсовая работа [369,8 K], добавлен 03.05.2015
