,

,

ux=ucos0t+usin0t,

uy=-usin0t+ucos0t.

В этих координатах электромагнитные процессы асинхронного короткозамкнутого двигателя описываются следующими уравнениями:

U1x=i1xR1+1x-01y,

U1y=i1yR1+1y-01x,

0=i2xR2+2x,

0=i2yR2+(0-2)2x. .

Здесь: R1,R2 - сопротивление фазных обмоток статора и ротора;

1x,2y - составляющие потокосцепления статора;

2x=2 - потокосцепление ротора;

0 - частота напряжения статора;

2=рп - угловая скорость ротора;

рп - число пар полюсов.

Выражения потокосцеплений имеют вид:

1x=L1i1x+L12i2x,

2x=L12i1x+L2i2x,

1y=L1i1y+L12i2y,

2y=L12i1y+L2i2. .

Здесь: L12 - взаимная индуктивность фазных обмоток статора и ротора.

Выразим составляющие токов ротора и статора:

,

,

,

.

Здесь:

,

,

.

Электромагнитный момент равен:

.

Скорость определяется из выражения

.

Полученная структура асинхронного двигателя приведена на рисунке 5.1. Она представляет собой сложную систему взаимосвязанных цепей управления. Однако она позволяет сравнительно просто исследовать динамические свойства двигателя при задающих и возмущающих воздействиях и осуществить определение параметров двигателя методами моделирования.



Рисунок 5.1 - Структура асинхронного двигателя

На основе эквивалентной электрической схемы можно составить систему дифференциальных уравнений по законам Кирхгофа:

где - напряжение на выходе неуправляемого выпрямителя,

- сопротивление цепи выпрямителя,

- ток на выходе выпрямителя

Выпрямленная ЭДС выпрямителя может быть представлена выражением:

,

где - максимальное значение напряжения питания выпрямителя,

- угловая частота напряжения питания выпрямителя

- угол, соответствующий моменту естественного открывания выпрямителя,

- пульсность схемы выпрямителя,

- целая часть от , /

Для математического описания напряжения на выходе выпрямителя выделим два интервала:

- интервал, соответствующий открытому состоянию диода VD, когда ;

- интервал, соответствующий закрытому состоянию диода VD, когда .

Следовательно, напряжение на выходе выпрямителя будет равно:

При торможении двигателя ключ S7 в цепи торможения управления по сигналам датчика напряжения. Замыкание ключа происходит в момент, когда напряжение на конденсаторе фильтра С1 превышает допустимое значение в остальное время ключ разомкнут. Следовательно, ток цепи торможения можно описать следующим выражением:

Где - сопротивление цепи торможения.

Вышеприведенные уравнения описывают математическую модель системы «сеть-неуправляемый выпрямитель-фильтр-цепь торможения».

5.2 Расчёт параметров объекта управления

Произведем расчет эквивалентной схемы 3-фазного асинхронного двигателя представленной на рис 5.2, по каталожным данным для номинального режима.

Рисунок 5.2. - Эквивалентная Т - образная схема для одной фазы асинхронного двигателя

Рассчитаем номинальный ток статора:

.

Рассчитаем номинальный момент на валу:

.

Найдем номинальные потери мощности:

.

Принимаем:

,

Рассчитаем момент холостого хода:

.

Рассчитаем электромагнитный номинальный момент:

.

Найдем переменные номинальные потери мощности в роторе:

.

Задаемся коэффициентом загрузки kз,m , соответствующим максимальному к.п.д. АД:

Примем kз,m = 0,9.

Найдем переменные номинальные потери мощности:

.

Рассчитаем постоянные потери мощности:

.

Найдем переменные номинальные потери мощности в обмотках статора:

.

Рассчитаем активное сопротивление обмотки статора:

.

Найдем максимальное значение электромагнитного момента:

Mэ,max = m Mном + М0=1.9·2006+10,6=3822Нм.

Рассчитаем коэффициент:

.

Рассчитаем полное сопротивление:

.

Найдем приведенное активное сопротивление фазы ротора:

.

Рассчитаем индуктивное сопротивление короткого замыкания:

Принимаем:

= .

Найдем потери в стали:

.

Рассчитаем ток холостого хода:

.

Найдем эквивалентное сопротивление намагничивающего контура:

.

Рассчитаем синус 0 холостого хода:

.

Рассчитаем базовое сопротивление:

= .

Параметры эквивалентной схемы АД в абсолютных единицах, т.е. в Омах рассчитывается по формулам:

R1 = R1 /,

x1 = x1/,

R2 = R2 /,

x2 = x2 /,

x = x /.

Расчет естественной механической и электромеханической характеристики будем производить по методу профессора Фираго. Механические и электромеханические характеристики асинхронного короткозамкнутого двигателя выражаются параметрическими уравнениями:

где: - активное сопротивление фазы ротора при S = 1;

- активное сопротивление фазы ротора при S Sном ,

,

.

Рассчитаем номинальный ток статора:

Рассчитаем номинальный ток ротора приведенный к току статора:

.

Рассчитаем пусковой ток ротора приведенный к току статора:

.

Рассчитаем синхронную угловую скорость:

.

Рассчитаем номинальную угловую скорость:

.

Рассчитаем номинальный момент на валу двигателя:

.

Рассчитаем пусковой момент двигателя:

.

Рассчитаем активное сопротивление фазы ротора при S=1:

,

,

,

,

,

,

,

,

,

.

Задаваясь скольжением , рассчитываем механическую (М). Естественная механическая характеристика представлена на рисунке 7.1.

Рисунок 5.3 - Естесственная механическая характеристика двигателя

Расчет электромеханической характеристики:

,

,

,

,

,

,

,

.

Задаваясь скольжением , рассчитываем электромеханическую (I1) характеристику АД:

.

Естественная электромеханическая характеристика представлена на рисунке 3.8.



Рисунок 5.4 - Естественная электромеханическая характеристика двигателя

5.3 Определение структуры и параметров управляющего устройства

Рассчитаем коэффициенты схемы.

с - постоянная времени преобразователя, где

- частота коммутации ШИМ.

- коэффициент усиления преобразователя.

,

,

.

Функциональная схема разомкнутой системы управления с поддержанием постоянства потокосцепления статора с компенсацией, обеспечивающим режим постоянства момента, показана на рисунке 5.4.

Передаточные функции:

,

.

.

Рисунок 5.4 - Функциональная схема разомкнутой системы управления по закону с - компенсацией

6. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА

6.1 Разработка имитационной модели электропривода

Динамические и статические характеристики электропривода получим в результате имитационного компьютерного моделирования процесса пуска автоматизированного электропривода. Для этого воспользуемся библиотекой Simulink пакета MATLAB.

MATLAB является интерактивной, матрично-ориентированной системой для научных и инженерных расчетов. Система позволяет решать сложные численные расчеты без написания каких-либо программ. Программа Simulink является приложением к пакету MATLAB. При моделировании с использованием библиотеки Simulink реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, на экране из стандартных блоков создается модель устройства. В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink.

В разработанной системе электропривода заданием является задание скорости а именно ее возрастание в соответствии с принятым ускорением. В имитационной модели задание осуществляется линейно возрастающим сигналом с помощью блока Ramp. Так как возрастание сигнала в блоке Ramp идёт неограниченно, то за ним ставится блок Saturation, который и осуществляет ограничение задания. Коэффициент линейного нарастания в блоке Ramp принимаем равным 0.38.

Имитационная модель электропривода представлена на рисунке 6.1. В ней асинхронный двигатель представлен в виде стандартного блока со следующими параметрами:

Рисунок 6.1 - Имитационная модель управления электроприводом по закону с -компенсацией

Реализация преобразователя частоты в пакете MatLab показана на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 - Имитационная модель преобразователь частоты

6.2 Расчёт и определение показателей качества переходных процессов

Графики, полученные в результате работы линеаризованной модели, приведенной на рисунке 6.1 показаны ниже.

Рисунок 6.3 - Зависимость действующего значения напряжения на выходе ШИМ инвертора



Рисунок 6.4 - Зависимость

Рисунок 6.5 - Зависимость



Рисунок 6.6 - Зависимость

Рисунок 6.7 - Зависимость действующего значения тока фазы статора при разгоне



Рисунок 6.8 - Кривая задатчика интенсивности

Анализ вышеприведенных графиков показывает, что в результате синтеза системы управления было получена система, обеспечивающая разгон асинхронного тягового двигателя в режиме постоянства момента. При пуске двигатель развивает момент, близкий к критическому, что является допустимым. Разгон автобуса при полной загрузке осуществляется за 18 секунд, при этом его установившаяся скорость составляет расчётные 18 м/с.

7. ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ С УЧЁТОМ ТОЧНОЙ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Так как имитационная модель разработанная в пунктах 5, 6 позволяет достаточно точно наблюдать процессы происходящие с автоматизированным электроприводом, то на основе значений полученных при моделировании определенных технологически заданных условий можно получить точную нагрузочную диаграмму работы электропривода и на основании ее окончательно проверить двигатель по нагреву.

Проверка по нагреву будет производиться методом эквивалентного тока, потому что он из методов эквивалентных величин является самым общим методом.

Двигатель будет удовлетворять условиям нагрева, если соблюдается условие:

(7.1)

Эквивалентный ток определяется по следующей формуле:

(7.2)

где -- действующее значение тока статора двигателя, определяется по формуле (7.3).

(7.3)

Расчет данных эквивалентных токов производится в системы Simulinc на разработанной имитационной модели. График средних значений эквивалентных токов за цикл изображен на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 -- График средних значений эквивалентных токов

Из графика видно, что среднее значение эквивалентного тока колеблется около 520 . Так как 520<549 А, то следовательно выбранный двигатель удовлетворяет условиям нагрева в процессе работы привода.

8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ

8.1 Формализация условий работы установки

В разрабатываемой тяговой системе электропривода автоматизации подлежит пусковой и тормозной режимы работы автобуса, а также реализация различных защит привода.

Для обеспечения безопасной эксплуатации автобуса и системы привода применен ряд различных аппаратных и программных средств, способных обнаруживать и реагировать на:

- перенапряжение, перегрузки по току, перегрев;

- потерю охлаждения или недостаточное охлаждение;

- потерю управляющего электропитания или недостаточное управляющее электропитание;

Для начала работы системы привода необходимо переместить ключ зажигания в положение «Вкл.». При этом включается контактор , который обеспечивает электропитание блока управления тяговым приводом и внутреннее управляющее электропитание шкафа управления (24В). Во время движения должен контролироваться сигнал «ДВИЖЕНИЕ» о вращении тягового двигателя и при пропадании сигнала «ВКЛ.» во время движения, необходимо запретить отключение сигнала «ВКЛ», приводящая к обесточиванию системы управления. Данная фиксация сигнала предохраняет блок управления тяговым приводом и систему привода от потери электропитания, в случае если во время движения транспортного средства переключатель зажигания выключится.

Поворот ключа зажигания в положение «ЗАПУСК» сопровождается одноименным сигналом, который включает электродвигатель и дизельный двигатель. После этого происходит пуск тягового двигателя по команде оператора, согласно разработанному закону управления.

До пуска тягового двигателя необходим контроль сигналов педалей: «ВПЕРЕД» и «НАЗАД». В соответствии с сигналом подаётся выходной сигнал на преобразователь.

При поступлении сигнала начала торможения генерируется сигнал отключения контактора КМ1 (подключения инвертора к цепи постоянного тока) и сигнал включения КМ2 (подключение тормозного резистора).

Автоматическая защита от перегрева основных частей электропривода осуществляется посредством непрерывного контроля показаний датчиков температуры, которые расположены на основных узлах автобуса. При поступлении от любого датчика температуры сигнала логической единицы, система автоматизации должна сформировать сигнал о начале торможения автобуса. Повторный пуск самосвала возможен только после повторного поступления команды от оператора «ЗАПУСК».

Проектируемая система должна обеспечивать обнаружение короткого замыкания на корпус автобуса. Эта возможность реализуется посредством сравнения напряжения в канале связи постоянного тока с напряжением положительной шины постоянного тока относительно шасси автобуса блоком определения короткого замыкания (БКЗ). Если коэффициент напряжения не соответствует определенному диапазону значений, то блок управления тяговым приводом (БУТП) принимает это как возникновение короткого замыкания и принимает соответствующие ответные действия. На основании формы волны и измеренного коэффициента напряжения блок управления тяговым приводом по отдельной подпрограмме различает короткое замыкание на «землю», произошедшее на положительной шине постоянного тока (положительное короткое замыкание), на отрицательной шине постоянного тока (отрицательное короткое замыкание) или в тяговых электродвигателях (короткое замыкание переменного тока). Эта информация фиксируется в памяти контроллера.

При появлении сигнала с датчика напряжения аккумуляторных батарей (АБ) тяговый двигатель должен перейти в режим «ТОРМОЖЕНИЕ» для подзарядки АБ.

8.2 Разработка алгоритма и программы управления

Разрабатываемый алгоритм управления представляет собой совокупность правил выработки управляющих воздействий к исполнительным элементам объекта управления, учитывая сигналы внешних датчиков и команды, поступающие от водителя автобуса. Данные управляющие воздействия обеспечивают функционирование объекта управления с целью решения поставленной перед ним задачи.

Графически последовательность элементарных действий (этапов цикла) представим в виде блок-схем алгоритма управления в целом представляющего различные варианты работы автобуса.

Реализацию алгоритма управления обеспечим на языке релейно-контакторных схем (РКС), который представляет собой совокупность инструкций (команд), представленных в виде символов РКС. Этот язык основан на методике проектирования схем электроавтоматики с аппаратной реализацией на основе реле, контакторов, бесконтактных логических элементов.

Логическая цепь - это соединение элементов релейных схем, символа присвоения, представляющее собой последовательность команд, выполняемых ПК. Логическая цепь - это элемент программирования релейных языков. Формат цепи может быть фиксированным или переменным. Все логические цепи обрабатываются слева направо, что обеспечивает возможность выделения приоритетных сигналов.

В таблицах 8.1 и 8.2 приведены соответственно входные и выходные сигналы, используемые в системе автоматизации установки.

Таблица 8.1 - Перечень входных сигналов

Входные сигналы
Функциональное назначение	Адрес	Обозначение
Аварийный сигнал от датчиков температуры	X 0.0	Т1
Сигнал с блока определения короткого замыкания на корпус	X 0.1	КЗ
Сигнал подготовки системы электропривода автобуса к работе	X 0.2	«ВКЛ»
Сигнал начала пуска автобуса	X 0.3	«ЗАПУСК»
Сигнал положения рычага переключения передач в положении «НАЗАД»	X 0.4	«НАЗАД»
Сигнал контроля движения автобуса	X 0.5	«ДВИЖЕНИЕ»
Сигнал положения рычага переключения передач в положении «ВПЕРЕД»	X 1.0	«ВПЕРЕД»
Сигнал с датчика скорости	X 1.1	ДС
Сигнал с датчика АБ	X 1.2	ДАБ
Сигнал на начало торможения	X 1.3	«торможение»

Таблица 8.2 - Перечень выходных сигналов

Выходные сигналы
Функциональное назначение	Адрес	Обозначение
Сигнал включения контактора подачи питания на шкаф управления	Y 0.0
Сигнал включения дизельного двигателя	Y 0.1	«Д»
Сигнал включения контактора КМ1	Y 0.2	«КМ1»
Сигнал включения контактора КМ2	Y 0.3	«КМ2»
Сигнал аварийной остановки автобуса	Y 0.4	«АВАРИЯ»
Сигнал направления движения к преобразователю	Y 0.5	«ВПЕРЕД»
Сигнал направления движения к преобразователю	Y 1.0	«НАЗАД»
Сигнал на генераторный режим АД	Y 1.1	«ГЕНЕРАТОР»
Сигнал на отключение АД	Y 1.2	«отключение»

Разработанный алгоритм системы автоматизации приведен в соответствии с формализованным режимом работы приведен на рисунках 8.1 и 8.2.



Рисунок 8.1 - Алгоритм управляющей программы



Рисунок 8.2 - Алгоритм управляющей программы



Рисунок 8.3 - Алгоритм управляющей программы



Рисунок 8.4 - Схема подключения входных сигналов к модулям контроллера

Рисунок 8.5 - Схема подключения выходных сигналов к модулям контроллера

8.3 Разработка функциональной логической схемы

В качестве программируемого контроллера выбираем контроллер фирмы Siemens SIMATIC S7-300.

SIMATIC S7300 - это модульные программируемые контроллеры, работающие с естественным охлаждением. Модульная конструкция, возможность построения распределенных структур управления, наличие дружественного пользователю интерфейса позволяет использовать контроллер для экономичного решения широкого круга задач автоматического управления в различных областях промышленного производства.

Эффективному использованию контроллеров способствует возможность использование нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.

Функциональная схема контроллера приведена на рис. 8.4., где приведены следующие условные обозначения: 1 - модуль центрального процессора; 2 - интерфейсный модуль; 3 - модуль ввода дискретных сигналов; 4 - модуль вывода дискретных сигналов; 5 - модуль ввода аналоговых сигналов; 6 - модуль вывода аналоговых сигналов.

Функциональная схема контроллера



Рисунок 8.6 - Функциональная схема контроллера SIMATIC S7-300

Контроллеры SIMATIC S7-300 имеют модульную конструкцию и могут включать в свой состав:

Модули центральных процессоров (CPU). В зависимости от степени сложности решаемых задач в контроллерах могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающиеся производительностью, объемом памяти, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов и специальных функций, наличием или отсутствием коммуникационных интерфейсов.

Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими параметрами.

Коммуникационные процессоры (CP) для подключения к сетям PROFIBUS, Industrial Ethernet, AS интерфейсу или организации связи по PPI (point to point) интерфейсу.

Функциональные модули (FM), способные самостоятельно решать задачи автоматического регулирования, позиционирования, обработки сигналов. Функциональные модули снабжены встроенным микропроцессором и способны выполнять возложенные на них функции даже в случае отказа центрального процессора ПЛК.

При необходимости в составе контроллера могут быть использованы:

Модули блоков питания (PS), обеспечивающие возможность питания контроллера от сети переменного тока напряжением 120 - 230 В.

Интерфейсные модули (IM), обеспечивающие возможность подключения к центральному контроллеру стоек расширения ввода-вывода. Контроллеры SIMATIC S7-300 позволяют использовать в своем составе до 32 сигнальных и функциональных модулей, а также коммуникационных процессоров, распределенных по четырем монтажным стойкам. Все модули работают с естественным охлаждением.

8.4 Выбор аппаратов

В качестве центрального процессора выбираем процессор CPU 316-2 DP для построения модульных систем автоматизации со сложными алгоритмами обработки информации, использующих системы локального распределенного ввода-вывода, подключаемые по PROFIBUS-DP. Основные технические характеристики данного процессора приведены в таблице 8.3.

Таблица 8.3 - Технические характеристики процессора CPU 316-2 DP

Тип процессора	CPU 316-2 DP
Объем памяти программ	128Кбайт/ 42Кбайт инструкции
Встроенная, RAM	192 Кбайт
Карта памяти, Flash-EEPROM	До 4Мбайт
Пакет программирования	STEP 7 V 5.0
Время выполнения логические операции операции со словами операции с таймерами и счетчиками сложение целых чисел сложение действительных чисел Контроль длительности цикла по умолчанию допустимый диапазон	0,3...0,6 мкс 1,0 мкс 12 мкс 2,0 мкс 50,0 мкс 150 мс 1...6000 мс
Напряжение питания: номинальное значение допустимый диапазон изменений Потребляемый ток Пусковой ток Потребляемая мощность Габариты Масса	= 24 В 20,4...28,8 В 1 А 8 А 8 Вт 80х125х130 мм 0,53 кг
Степень защиты	IP 20
Диапазон рабочих температур	0...60°С
Относительная влажность	До 95% без конденсата

Выбираем модули ввода дискретных сигналов SM 321, основные характеристики которых приведены в таблице 8.4.

Таблица 8.4 - Технические характеристики модуля ввода

Тип модуля	SM 322
Количество входов	16
Напряжение питания модуля: номинальное значение допустимый диапазон изменений Входное напряжение: номинальное значение логической единицы логического нуля Изоляция Входной ток логической единицы Потребляемый ток Потребляемая мощность Габариты Масса	= 24 В 20,4...28,8 В = 24 В -13...-30 В -5...+30 В Оптоэлектронная 7,0 мА 10 мА 3,5 Вт 40х125х120 мм 0,2 кг

Выбираем модули вывода дискретных сигналов SM 322, основные характеристики которых приведены в таблице 8.5.

Таблица 8.5 - Технические характеристики модуля вывода

Тип модуля	SM 334
Количество выходов	16
Напряжение питания нагрузки L+/L1: номинальное значение допустимый диапазон изменений Входное напряжение логической единицы: Выходной ток логической единицы: при номинальном напряжении и 60°С минимальный Выходной ток логического нуля Суммарный выходной ток Ламповая нагрузки Частота переключения выходов: при активной нагрузке при индуктивной нагрузке при ламповой нагрузке Ограничение коммутационных перенапряжений Потребляемый ток: от шины расширения ввода-вывода от источника питания L+/L1 Потребляемая мощность Габариты Масса	= 24 В 20,4...28,8 В L+ - 0,8 В 0,5 А 5 мА 0,5 мА 3,0 А 5 Вт 100 Гц 0,5 Гц 100 Гц L+ - 48 В 90 мА 200 мА 5,0 Вт 40х125х120 мм 0,21 кг

9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ

9.1 Выбор аппаратов, проводов и кабелей

9.1.1 Выбор автоматических выключателей

Для защиты электрических цепей от коротких замыканий, перегрузок, снижения напряжения на входе системы устанавливается автоматический выключатель. Он предназначен для нечастых коммутаций. Автоматический выключатель выбирается из следующего условия:

, (9.1)

где IНР - номинальный ток расцепителя, А;

IДЛ - длительный ток, протекающий через автоматический выключатель, А;

IДЛ = Iном=549 А - номинальный ток двигателя.

Следовательно, автоматический выключатель должен соответствовать условию IНР ?549 А. Из справочника [9], по этому условию выбираем выключатель автоматический типа ВА-57-35.

Автоматические выключатели ВА 57-39 341810 630А предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях, перегрузках и недопустимых снижениях напряжений, а также для нечастых, оперативных включений и отключений электрических цепей.

Параметры автоматического выключателя ВА-57-39:

Номинальное напряжение 600 В;

Номинальный ток 630 А;

Номинальный ток расцепителя 550 А.

Определим требуемую кратность тока отсечки:

, (9.2)

где IПИК - пиковый ток, который примем равным наибольшему пусковому току электродвигателя; А;

1,25 - коэффициент, учитывающий разброс защитных характеристик автоматических выключателей, а также погрешность в определении пикового тока.

По формуле 9.2 определяем

;

Из стандартного ряда выберем значение .

Рассчитаем ток срабатывания расцепителя:

А.

Проверяем невозможность срабатывания расцепителя автоматического выключателя при пуске электродвигателя:

;

.

Условие выполнено, поэтому считаем выбор автоматического выключателя законченным.

9.1.2 Выбор сечения проводов

Выбор сечения проводов и кабелей в электрических сетях до 1 кВ проводится по следующим условиям:

по допустимому нагреву длительным током нагрузки;

по условию соответствия аппаратов максимальной токовой защиты установленной в начале линии.

Выбор сечения кабеля по допустимому нагреву производится из таблиц допустимых токов по условию:

, (9.3)

где kП - коэффициент, учитывающий фактические условия прокладки, при нормальных условиях прокладки kП =1.

Следовательно, должно выполняться условие IДОП?549 А.

Выбор сечения по условию соответствия аппаратам максимальной токовой защиты установленных в начале линии производится по условию:

, (9.4)

где kЗ - кратность длительно допустимого тока проводника по отношению к IНОМ или току срабатывания защитного аппарата. При использовании автоматического выключателя, имеющего только отсечку, kЗ=0,22;

IСР - при использовании автоматических выключателей с отсечкой А.

Тогда по условию 10.4: А.

Так как сечение выбирается по наибольшему току, то из условий 9.3 и 9.4 выбираем наибольший допустимый ток, то есть должно выполняться условие IДОП?549 А.

Для кабеля напряжением до 1 кВ с медными жилами, сечение должно быть S?0,75 мм2 [12]. Следовательно, выбираем провода марки ППСРМО со способом прокладки в трубе, сечением 1,0 мм2 на напряжение 660В.

9.2 Составление таблицы перечня элементов электрооборудования производственной установки

На основе вышеприведённого выбора элементов электрооборудования производственной установки составим таблицу перечня элементов электрооборудования производственной установки. В таблице 9.1 приведён перечень элементов силовой схемы электропривода.

Таблица 9.1 - Перечень элементов силовой схемы

Поз. обозн.	Наименование	Кол.	Примечание
	Автоматические выключатели
QF1, QF2	ВА-57-39	2
	Кабель
	ППСРМО
	Накопитель энергии
	заказ
	Контроллер
	S70-300 (CPU 212)
	Электродвигатель
М1	4A355М4У3	1

10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

В данной принципиальной схеме используется следующее распределение клемм силовых цепей, представленных в таблице 10.1.

Таблица 10.1 - распределение клемм силовых цепей

Клемма	Название клеммы
STF	Пуск в прямом направлении	Подача сигнала на клему STF вызывает вращение в прямом направлении. При одновременной подаче сигналов на клеммы STF и STR выполняется команда STOP
STR	Пуск в обратном направлении	Подача сигнала на клему STК вызывает вращение в обратном направлении. При одновременной подаче сигналов на клеммы STF и STR выполняется команда STOP
STOP	Импульсное управление для STF/STR	Если на клемму подан сигнал STOP, сигналы на запуск не требуют фиксации.
RH, RM, RL	Ступенчатое задание скорости
RES	Сброс	Выполняется сброс защитной функции
AU	Активизация токового входа	Активизируется задание частоты входовым сигналом 4 - 20mA DC.
CS	Перезапуск после провала питания	Автоматический перезапуск после провала сигнала

Таблица 10.2 - Сигналы управления

Клемма	Название клеммы	Описание
2	Вход задания сигнала по напряжению	На данную слему подается потенциал 0 - 5 (10) V. Входное сопротивление 10кОм.
5	Общий для сигнала задания	Клемма 5 является референсной точкой для всех аналоговых входов/выходов инвертора. Клемма не предусматривает гальванической развязки от референсного потенциала цепей управления и не должна зазимляться.
1	Вспомогательный вход задания частоты	Вспомогательный вход задания частоты 0 - 5 (10) V DC соответствует клемме 1 цепей управления. По умолчанию тип входа: 0-10 V DC, входное сопротивление 10 кОм.
4	Вход сигнала задания по току	Задание тока DC 0/4-20 mA
10, 10Е	Источник питания потенциометра

11. ОХРАНА ТРУДА

11.1 Электробезопасность

Все применяемые в автобусе элементы электрооборудования и электронных систем устойчивы к воздействию импульсов от электростатических разрядов.

Автобус оборудован устройством контроля токов утечки, отключающем привод при появлении опасных токов утечки. Величина тока утечки в нормальных климатических условиях должна быть не более 0,2 мA. Поручни двери и нижние ступеньки изолированы от каркаса автобуса. Сопротивление изоляции не менее 6,0 МОм.

Каждая электрическая цепь питания любого элемента электрооборудования оснащена плавким предохранителем или автоматическим выключателем.

При проведении на автобусе сварочных работ или других работ с применением электроинструмента аккумуляторные батареи должны быть отключены от электрических цепей. Зажим массы сварочного аппарата должен подключаться как можно ближе к точке сварки.

При подаче высокого напряжения нахождение обслуживающего персонала внутри автобуса или на расстоянии менее 2 метров снаружи категорически запрещается. Проверка должна проводиться специально обученным и имеющим удостоверение об этом персоналом.

Защита от токов утечки имеет большое значение в плане безопасности пассажиров и водителей автобуса.

В связи с наличием на автобусе токоприемников в изоляции его корпуса от земли пневматическими шинами всякое ухудшение или повреждение изоляции токоведущих частей вызывает появление на корпусе некоторого потенциала. В этом случае через человека, стоящего на земле и касающегося металлических частей кузова, проходит ток утечки, при неблагоприятных условиях достигающий опасной для жизни человека величины. Наиболее опасны токи утечки в сырую погоду (снеготаяние, туман, дождь и др.).

Для защиты и предохранения от токов утечки можно применять следующие способы: усиление изоляции электрической проводки и токоведущих частей электрического оборудования; сокращение протяженности высоковольтной электрической проводки, разветвленной по кузову; введение в схему сигнализирующих устройств; введение в схему специальных устройств для отвода токов утечки через токоприемник и отрицательный контактный провод в землю.

Понижение уровня изоляции между токоведущими частями и корпусом автобуса может возникнуть уже после выпуска автобуса на линию, особенно при изменившихся погодных условиях. Поэтому на автобуса желательно иметь сигнализацию о снижении уровня изоляции.

Одна из простейших схем устройства, сигнализирующего водителю о снижении уровня изоляции токоведущих частей относительно корпуса автобуса во время его стоянки и работы на линии, приведена на рисунке 11.2,а. Схема обеспечивает непрерывный контроль токов утечки между токоведущими частями и корпусом троллейбуса. Устройство состоит из трех частей: коробки с размещенными в ней резисторами, диодами и конденсаторами, стрелочного указателя и выключателя. В качестве указателя используют малогабаритный магнитоэлектрический милливольтметр с малым потреблением и большой перегрузочной способностью. Зажимы J и Т присоединяют к контактной сети автобуса. Стрелочный указатель одним зажимом присоединяют к корпусу автобуса, а вторым через диоды VD и резисторы R1=60 кОм - к токоприемникам. Конденсаторы С защищают диоды от кратковременных пиков напряжения. При хорошем состоянии изоляции токоведущих частей по отношению к корпусу автобуса стрелка указателя не отклоняется. Поэтому для проверки указателя имеется потенциометр, состоящий из резисторов R2=1800 кОм. При замыкании выключателя П средняя точка резисторов «R2 соединяется с корпусом автобуса. При этом, если на зажиме J “+” контактной сети, то ток из сети проходит через левый резистор R2, выключатель П, указатель V, резистор R3=40 кОм, правый диод VD и резистор R1 к “-” контактной сети. Стрелка указателя отклонится на одну треть шкалы, что свидетельствует об исправности прибора.

а) б)

Рисунок 11.2 - Схема указателя уровня изоляции (а) и расчетная схема для определения токов утечки (б)

При понижении уровня изоляции со стороны плюса (Rиз+) по стрелочному указателю проходит ток утечки.

Расчет тока в указателе Iук и тока утечки Iчел между корпусом автобуса и заземлителем можно выполнить с помощью расчетной схемы, представленной на рисунке 11.2,б. В этой схеме сопротивления изоляции между токоприемниками и корпусом автобуса представлены в виде сосредоточенных составляющих Rиз+ (между плюсовым проводом и корпусом) и Rиз- (между минусовым проводом и корпусом); Rчел - сопротивление между корпусом автобуса и заземленным минусом тяговой подстанции, имитирующее сопротивление человека, стоящего на земле и касающегося корпуса; Uп - напряжение между токоприемниками автобуса; ?U - падение напряжения в одном из проводов контактной сети; Uпс - напряжение на шинах тяговой подстанции. Для расчета составим следующую систему уравнений:

I1=Iук+I2+Iчел;

Uп=I1Rиз+ +IукRук;

IукRук=I2Rиз-;

Uп+?U=I1Rиз+ + IчелRчел .

Здесь Rук=R1+R3=100 кОм. (11.1)

После совместного решения системы (11.1) и преобразований получим:

(11.2)

(11.3)

Из (11.3) видно, что ток утечки между корпусом автобуса и заземленным минусом подстанции зависит от Uп , ?U, Rиз+ , Rиз- , Rчел . при конкретных значениях параметров выражений (11.2), (11.3) можно значительно упростить. Так, сопротивление резиновых шин имеет обычно большую величину. Поэтому во время движения. Когда не может быть соприкосновения человека с корпусом автобуса, можно принять Rчел >?. Тогда (11.2) примет вид:

(11.4)

При Iук=0,42 мА стрелка указателя прибора достигает красной черты, что соответствует минимальному уровню изоляции токоведущих частей относительно корпуса троллейбуса по условиям безопасности. Из (11.4) при Uп=600 В, Rук=100 кОм и Iук=0,42 мА:

(11.5)

Эквивалентное расчетное сопротивление изоляции Rиз.э , получается между токоведущими частями и корпусом, а также расчетный ток утечки Iут между корпусом и автобуса и заземлителем при установке обоих токоприемников на плюсовой провод контактной сети:

Rиз.э=Rиз+ Rиз- /(Rиз+ +Rиз- ) (11.6)

Iут=Uп/Rиз.э (11.7)

При соприкосновении человека с корпусом автобуса в расчетах обычно принимают Rчел=1 кОм. Остальные сопротивления, входящие в (11.3), на два порядка больше Rчел, что позволяет существенно упростить выражение (11.3). Пусть Uпс=750 В, Uп=600 В, ?U=75 В и Rчел=1 кОм при таком малом Rчел, ?U>IукRук, поэтому во время соприкосновения заземлителя с корпусом автобуса (через Rчел=1 кОм) ток по указателю не проходит, что эквивалентно Rук >?. При Rчел=1 кОм и Rук >? (12.3) преобразовывается:

Iчел=(Uп+?U)/Rиз+ +?U/Rиз- (11.8)

В таблице 11.1 приведены результаты расчета Rиз+ , Rиз- , Rиз.э , Iут при условии Iук=0,42 мА, а также значение тока Iчел через человека при соприкосновении его с корпусом для двух значений ?U - 75 и 100 В.

Таблица 11.1

Rиз-, Ом	50	100	250	500	1000	2000	?
Rиз+, Ом	442	665	950	1110	1210	1265	1330
Rиз.э,кОм	44,9	87	198,5	344	547	694	1330
Iчел, мА, при U=75 В	2,885	1,765	1,011	0,759	0,635	0,571	0,57
Iчел, мА, при ?U=100 В	4,36	2,403	1,231	0,841	0,646	0,550	0,451

Как видно из (11.2) - (11.8) и результатов расчетов, отклонение стрелки указателя на предельный уровень изоляции и ток утечки между корпусом автобуса и заземлителем зависят не только от состояния изоляции со стороны плюса, но и со стороны минуса. При низкой изоляции со стороны минуса значительное влияние на ток Iчел оказывает падение напряжения в контактной сети (?U), что видно из (11.8). Так, при Rиз- =50 кОм и Rиз+ =442 кОм стрелка указателя покажет предельное значение уровня изоляции, а ток утечки при ?U=150 В превысит допустимое значение по ПТЭ. Таким образом, при Rиз- ?50 кОм стрелка не укажет недопустимый уровень изоляции по условиям безопасности, хотя ток утечки при неблагоприятных условиях может быть выше допустимого ПТЭ (большое ?U и малое Rчел ). При больших ?U показания прибора уменьшаются также при конечном значении изоляции шин, что видно из (11.2).

Важное значение для предупреждения повышенных токов утечки имеет тщательная и систематическая проверка изоляции токоведущих частей автобуса перед выпуском их на линию.

Электрическое сопротивление изоляции токоведущих частей должно быть не менее величин, указанных в таблице 11.2.

Таблица 11.2 - Электрическое сопротивление изоляции

Проверяемые цепи	Амплитудное значение испытательного напряжения, В	Сопротивление изоляции при нормальных климатических условиях по ГОСТ 15150 МОм, не менее
Между электрической цепью с номинальным напряжением 550 В постоянного тока, 380 В переменного тока и каркасом автобуса	1000	6,0
Между электрическими цепями с номинальным напряжением 27 В и каркасом автобуса	30	1,0
Между электрическими цепями с номинальным напряжением 550 В постоянного тока,380 В переменного тока и электрическими цепями с номинальным напряжением 27 В	500	5,0

Изоляция электрических цепей с номинальным напряжением 550 В постоянного тока и 380 В переменного тока должна выдерживать в течение 1 минуты без пробоя испытательное напряжение переменного тока согласно таблице 11.3.

Таблица 11.3 - Испытательные напряжения переменного тока

Проверяемые цепи	Амплитудное значение испытательного напряжения в нормальных климатических условиях по ГОСТ 15150, кВ
Между электрическими цепями с номинальным напряжением 550 В постоянного тока и 380 В переменного тока и каркасом автобуса	2,7

11.2 Пожарная безопасность

Должны быть выполнены требования пожарной безопасности Правил ЕЭК ООН №36.

Автобус комплектуется двумя огнетушителями. В кабине водителя устанавливается огнетушитель ОПУ-5.00.00.00, а в пассажирском салоне - ОП-2.

Порошковые огнетушители в настоящее время получили наибольшее распространение. Они применяются для ликвидации загорания и пожаров всех классов. Огнетушители выпускаются трех типов: ручные(переносные),возимые и стационарные.

В качестве огнетушащего средства используют порошки общего и специального назначения. Порошки обычного назначения используют при тушении пожаров и возгораний ЛВЖ, газов, древесины, и т.д. Порошки специального назначения применяются при ликвидации пожаров и загораний щелочных металлов, алюминий- и кремнийорганических соединений и других пирофорных(способных к самовозгоранию) веществ.

Огнетушитель ОП-10 приводиться в действие нажатием на пусковой рычаг. После этого игольчатый шток прокалывает мембрану баллона, поступает по сифонной трубке под аэроднище. В центре сифонной трубки (по высоте) имеется ряд отверстий, через которые выходит часть рабочего газа и производится рыхление порошка. Взрыхленный порошок под действием давления рабочего газа выдавливается по сифонной трубке и выбрасывается через пасадок на очаг загорания.

В рабочем положении огнетушитель необходимо держать строго вертикально.

Переносной порошковый огнетушитель ОП-1 «Спутник», предназначенный для тушения небольших загораний, состоит из корпуса, сетки и крышки. Все детали изготовлены из пластмассы. Для приведения его в действие необходимо отвернуть крышку на горловине, взять огнетушитель за нижнюю часть корпуса, подойти к месту загорания, встряхнуть огнетушитель, опрокинуть его горловиной вниз подавать порошок в очаг горения.

В порошковом огнетушителе ОП-1 «Момент» порошок выбрасывается углекислым газом, который содержится в стальном баллончике (37г под давлением 0.8 МПа, кгс/см2). В верхней части огнетушителя на предохранителе закреплена полусфера с наконечником, служащим для прокола мембраны в горловине баллончика.

Эти огнетушители выпускаются Витебским заводом электроизмерительных приборов, Новогрудским заводом газовой аппаратуры и Лидским заводом сельскохозяйственного машиностроения.

Неметаллические материалы, применяемые для отделки салона автобуса, соответствуют требованиям ГОСТ 25076.

Количество аварийных выходов соответствует требованиям Правил ЕЭК ООН №36.

Автобус имеет следующие аварийные выходы:

· два аварийных люка крыши;

· четыре запасных окна на левой боковине;

· пять служебных дверей на правой боковине, оборудованных кнопкой аварийного открывания.

Электроотопители салона и кабины водителя оборудованы автоматическими устройствами, отключающими нагревательные элементы при повышении температуры внутри отопителей или остановке вентилятора.

Все аварийные выходы обозначены информационными табличками. Рядом с каждым запасным окном должен располагаться молоток, позволяющий разбить стекло запасного окна.

12. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Расчет технико-экономических показателей осуществляется на основе анализа сравнительных технических данных двух альтернативных систем электропривода. Экономическая оценка базируется на принципе минимальных расходов: минимальных начальных затрат, эксплуатационных затрат, затрат электроэнергии, затрат связанных с вынужденным простоем электрооборудования. По техническим соображениям принят комплектный электропривод переменного тока фирмы MITSUBISHI ELECTRIC типа FR-A540-375k. Сравним данный электропривод сэлектроприводом постоянного тока. Технические данные электрооборудования сравниваемых систем приведены в таблице 12.1.

Таблица 12.1 - Технические данные электрооборудования сравниваемых систем

Параметры	Вариант с ДПТ	Проектируемый вариант
Тип двигателя	под заказ	4А355M4У3.
Мощность, кВт	315	315
к.п.д., %	88,5	94,5
Частота вращения, об/мин	1450	1470
Тип преобразователя	-	FR-A540-375k
Мощность преобразователя, кВт	-	375
к.п.д. преобразователя, %	-	0,98
Передаточный механизм	Коробка скоростей	Редуктор

Наиболее дорогостоящими составляющими электропривода являются двигатель, преобразователь и передаточный механизм. Таким образом, сметная стоимость электропривода для варианта с ДПТ:

,

где Кдв1 - стоимость электродвигателя под заказ,

Кдв1 = 49067310 руб.,

Кпра - стоимость пускорегулирующей аппаратуры, Кпра1 = 775000 руб.,

Ккс - стоимость коробки скоростей, Ккс = 1535000 руб.

.

Для проектируемого варианта:

,

где Кдв2 - стоимость электродвигателя 4А355M4У3,

Кдв2 = 18160620 руб.,

Кпр - стоимость преобразователя MITSUBISHI ELECTRIC ,

Кпр = 4235380 руб.,

Кр - стоимость редуктора, Кр = 570000 руб.

Кпра - стоимость пускорегулирующей аппаратуры, Кпра1 = 374000 руб.,

.

Стоимость монтажных работ вычисляется отдельно для электропривода и рабочего механизма. Для электропривода эту величину можно принять равной 6% от стоимости электропривода, для рабочего механизма - 5% стоимости электропривода. Таким образом, стоимость монтажных работ:

для варианта с ДПТ:

.

для проектируемого варианта:

.

Транспортно-заготовительные работы, составляют 2% от суммы стоимости электропривода и стоимости монтажных работ

для варианта с ДПТ :

.

для проектируемого варианта:

.

Плановое накопление монтажной организации составляют 10% от стоимости монтажных работ

для варианта с ДПТ:

.

для проектируемого варианта:

.

Для наглядности выполненный расчет капитальных вложений для обоих вариантов сведем в таблицу 12.2

Таблица 12.2 - Капитальные вложения для обоих вариантов

Источник затрат	для варианта с ДПТ	Проектный вариант
Электродвигатель, руб.	49067310	18160620
Преобразователь, руб.	-	4235380
Пускорегулирующая аппаратура, руб.	775000	374000
Механическая передача, руб.	1535000	570000
Монтажные работы, руб.	5651500	2567400
Транспортно- заготовительные работы, руб.	1140580	518150
Плановые накопления монтажной организации, руб.	114060	51820
Суммарные капитальные вложения, руб.	58283450	26477370

При расчете эксплуатационных затрат важное значение имеет величина периода, за который производится расчет. При сравнении приводов ограничимся периодом 20 лет.

Затраты на электроэнергию определяются количеством энергии, потребляемой за год, номинальной мощностью двигателей, а также тарифной ставкой на электроэнергию. Для расчета энергии, потребляемой за год, нужно знать суммарное время работы электропривода за год, которое определяется коэффициентом использования:

,

где ПВ - продолжительность включения установки, о.е.;

tраб.см - продолжительность работы установки за смену, tраб.см = 8 ч;

tсм - число рабочих часов за смену, tсм = 8 ч.

.

Определим число рабочих часов установки за год:

,

где Траб.см. - число рабочих дней в году, Траб.см. = 365;

nсм - число смен в сутки, nсм = 2;

.

Определим энергию, потребляемую за год:

для варианта с ДПТ :

,

где Рндвх, х - номинальные параметры двигателя, таблица 12.1;

.

для проектируемого варианта:

.

Таким образом, затраты на электроэнергию за 20 лет эксплуатации

для варианта с ДПТ :

;

где Стс - тарифная ставка, Стс = 87,34 руб/кВтч;

.

для проектируемого варианта:

.

Амортизационные отчисления составляют 9,5% от сметной стоимости электропривода. Тогда для обоих вариантов:

;

;

.

Плановая продолжительность ремонтного цикла (ремонтный цикл - наработка электрического оборудования, выраженная в годах календарного времени между двумя капитальными плановыми ремонтами) для асинхронного двигателя:

;

где Ттабл.дв. - продолжительность ремонтного цикла для электродвигателя, Ттабл.дв. = 9 лет;

р - коэффициент, определяемый сменностью работы оборудования, р = 2;

о - коэффициент, учитывающий уменьшение ремонтного цикла машин, отнесенных к категории основного оборудования, о = 0,85;

.

Для преобразователя частоты:

;

где Ттабл.пч. - продолжительность ремонтного цикла для преобразователя частоты, Ттабл.пч. = 6 лет.

.

Для редуктора:

;

где Ттабл.р. - продолжительность ремонтного цикла для редуктора, Ттабл.р. = 5 лет.

.

Для коробки скоростей:

;

где Ттабл.кс. - продолжительность ремонтного цикла для коробки скоростей, Ттабл.кс. = 5 лет.

.

Наработка энергетического оборудования, выраженная в месяцах календарного времени между двумя плановыми ремонтам, для асинхронного электродвигателя:

.

Для преобразователя частоты:

.

Для редуктора:

.

Для коробки скоростей:

.

По полученным величинам можно рассчитать количество капитальных и текущих ремонтов в расчете за 1 год. Количество капитальных ремонтов в год составляет:

;

;

;

.

Количество текущих ремонтов за один год определяется аналогично:

, , , .

По заданному количеству ремонтов в год, а также по заданной норме трудоемкости определяется годовая трудоемкость ремонтов. Годовая трудоемкость электрических машин рассчитывается по формуле:

,

где Нк.р.ад - норма трудоемкости капитальных ремонтов для двигателя, Нк.р.ад = 32 человеко-часов;

К - поправочный коэффициент, учитывающий частоту вращения электродвигателя, К = 1,1.

.

Для преобразователя частоты:

.

Для редуктора:

.

Для коробки скоростей:

.

Годовая трудоемкость текущих ремонтов для соответствующих типов определяем аналогично трудоемкости капитальных ремонтов:

.

.

.

.

Для удобства сравнения выполненный расчет трудоемкости ремонта и технического обслуживания для обоих вариантов сведен в таблицу 12.3.

Таблица 12.3 - Трудоемкость ремонта и технического обслуживания для обоих вариантов

Тип оборудования	Базовый вариант	Проект. вариант
Годовая трудоемкость капитальных ремонтов, человеко-часы
Электродвигатель	2,4	2,4
Преобразователь	-	8,4
Пускорегулирующая аппаратура	0,6	0,6
Механическая передача	16,8	12,4
Годовая трудоемкость текущих ремонтов, человеко-часы
Электродвигатель	3,82	3,82
Преобразователь	-	2,13
Пускорегулирующая аппаратура	0,95	0,95
Механическая передача	15,4	12,1
Годовая трудоемкость технического обслуживания, человеко-часы
Электродвигатель	22,8	22,8
Преобразователь	-	28,4
Пускорегулирующая аппаратура	6,8	5,7
Механическая передача	98,8	55,8
Суммарная трудоемкость эксплуатации оборудования:	168,37	155,5

По известной годовой трудоемкости эксплуатации оборудования, учитывая тарифную ставку ремонтного рабочего, а также соответствующие налоги, можно определить затраты на заработную плату ремонтных рабочих:

для варианта с ДПТ:

,

где Стар - часовая тарифная ставка ремонтного рабочего (по 4-му разряду), Стар = 1003,4 руб/ч;

Снал - коэффициент, определяющий затраты на выплату налогов в связи с начислением зарплаты:

4% - чернобыльский налог,

5% - начисление на содержание,

35% - фонд социальной защиты населения,

1% - фонд занятости населения,

25% - начисление на премирование,

10% - начисление на выплату дополнительной зарплаты.

Т - суммарная трудоемкость эксплуатации оборудования.

.

Для проектируемого варианта:

.

Стоимость материалов для ремонта и обслуживания принимается равной 100% от основной заработной платы ремонтных рабочих без учета выплаты налогов:

для варианта с ДПТ:

.

Для проектируемого варианта:

.

Общецеховые расходы принимаются равными 100% от основной заработной платы без учета налогов, т.е.:

;

.

Общезаводские расходы принимаются равными 50% от основной заработной платы без учета налогов:

;

.

Таким образом, найдены все величины, необходимые для определения годовых эксплуатационных расходов для обоих вариантов. Приведенные затраты определяем по формуле:

,

где ;

- капитал вложения;

- годовые эксплутационные издержки.

Для варианта с ДПТ:

Для проектируемого варианта:

Полученные показатели сравниваемых вариантов приведены в таблице 12.4.

Таблица 12.4 - Показатели сравниваемых вариантов

Наименование	Обозначение	Вариант с ДПТ	Проектируемый вариант
Номинальная мощность двигателя, кВт	Рном	315000	315000
Номинальный к.п.д. двигателя, %	ном.дв.	88,5	94,5
Номинальный к.п.д. преобразователя, %	ном.пч.	-	98
Капиталовложения, руб.	К	58283450	26477370
Амортизационные отчисления, руб.	Са
Плата за потребляемую электроэнергию, руб.	СЭ	2515392000
Заработная плата ремонтных рабочих, руб.	СЗП
Стоимость материалов для ремонта ЭП, руб.	Смат
Цеховые расходы, руб.	Сц
Общезаводские расходы, руб.	СЗ
Суммарные эксплуатационные расходы, руб.	С	557520	514857
Приведенные затраты, руб.	Зприв	9000340

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения дипломного проекта на тему «Автоматизированный тягово-тормозной электромеханический модуль автобуса МАЗ 203 » установили следующее:

Анализ состояния и перспектив развития электромобилей, а так же автомобилей на двигателе внутреннего сгорания показал устойчивую тенденцию расширяющегося применения комбинированных энергоустановок;

Анализ результатов математического моделирования подтвердил целесообразность и возможность широкого применения тягово-тормозного модуля в работе автобуса;

Применение данного модуля позволяет существенно снизить расход топлива автобуса в городском цикле;

Уменьшить выброс выхлопных газов в окружающую среду и снизить износ тормозных колодок, что приведет к увеличению их срока эксплуатации;

Анализ экономической части показал, что вариант ПЧ-АД в 2 раза выгоднее, чем вариант с ДПТ;

Время зарядки накопителя электрической энергии током 10А:

,

.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Ефремов И.С., Пролыгин А.П., Андреев Ю.М., Миндлин А.Б. Теория и расчет тягового привода электромобилей: Учеб. Пособие для вузов по спец. «Городской электрический транспорт» и «Электрическая тяга и автоматизация тяговых устройств»/ Под ред. И.С. Ефремова. - М.: Высш. Школа, 1984. - 383 с., ил.

2. Ключев В.И. Теория электропривода. Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1985-560с., ил.

3. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. Т. 2/ Под общ. ред. И.П. Копылова. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 688 с.:ил.

4. http://www.technikon.by/ru/content/index/61_0.html

5. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 392 с., ил.

6. http://www.contractelectronica.ru/files/124/CSLA2EN.pdf.

7. Кожемякин В.А. Монтаж силового оборудования промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 224 с.: ил.

8. Трунковский Л.Е. Обслуживание электрооборудования промышленных предприятий: Учебник для сред. Проф.-техн. Училищ. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1979. - 272 с., ил - (Профтехобразование, Энергетика).

9. http://www.maglem.ru/pdf/dn/lv100-sp51.pdf.

10. Электротехнический справочник. Под общей редакцией профессоров МЭИ - М.: Энергоатомиздат,1986.