Разработка системы управления асинхронным двигателем с детальной разработкой программ при различных законах управления

разработка системы управления асинхронным двигателем. В данной системе

присутствуют такие опасные факторы как вращающиеся части двигателя,

механизмы и их элементы, электрический ток, которым питаются устройства. К

вредным факторам относится излучение монитора ЭВМ, которое в результате

длительного воздействия может привести к стойкому нарушению в состоянии

здоровья, шум, издаваемый при работе печатающих и копирующих устройств,

находящихся в помещении, отсутствие или недостаток естественного света,

недостаточная освещенность рабочей зоны, статическое электричество.

Оказывают негативное воздействие такие психофизические факторы как

умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и слуховых

анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки, приводящие к

развивающемуся утомлению и снижению работоспособности.

В качестве причин травматизма можно привести в пример травмы от работ

с печатающими устройствами при снятом кожухе и поражение электрическим

током.

6.2 Выбор и обоснование мероприятий для создания

безопасных условий труда

Электрические установки, к которым относится практически все

оборудование ЭВМ, представляют собой большую потенциальную опасность,

поскольку в процессе эксплуатации или проведении профилактических работ

человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. Опасность

прикосновения человека к токоведущим частям электроустановки определяется

величиной протекающего через тело человека тока.

Основное питание ПЭВМ и периферийных устройств в ОГЭ осуществляется

от трехфазной сети частотой 50 Гц, напряжением 380/220 В. Для питания

отдельных устройств используются однофазные сети как переменного, так и

постоянного тока с напряжением от 5 до 380 В.

Как показывает анализ случаев электротравматизма, двухполюсное

касание встречается относительно редко, значительно чаще встречается

однофазное прикосновение в изолированных и глухозаземленных сетях.

Для предотвращения электротравматизма недостаточно только

организационных мер; здесь требуются также технические меры: защитное

заземление, зануление, защитное отключение и т. д.

Трехфазные сети переменного тока могут работать как с изолированной,

так и с заземленной нейтралью. В таких сетях напряжением до 1000 В защита

персонала осуществляется занулением, являющимся преднамеренным

электрическим соединением с нулевым защитным проводником металлических

нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (ГОСТ

12.1.009-76). Это превращает любое замыкание на корпус в короткое

замыкание, при котором срабатывает максимальная токовая защита, отключая

поврежденную установку от сети.

Первое требование правил устройства электроустановок (ПУЭ) в

отношении зануления:

. проводимости фазных и нулевых защитных проводников должны быть такими,

чтобы при замыкании на корпус выполнялось отношение Iкз >= 3 Iн ближайшей

плавкой вставки;

. вставка тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя должна

иметь характеристику, обратно зависимую от тока характеристику.

Второе требование ПУЭ заключается в том, чтобы выполнялось условие rн

=< 2 rф.

Обычно первое требование выполняется автоматически, и задача

организации зануления сводится к правильному выбору сопротивления нулевого

проводника. Сечение медного или алюминиевого защитного проводника в этом

случае должно быть не менее 50% сечения фазного проводника. Для стальных

проводников следует использовать таблицы, приведенные в ПУЭ и содержащие

удельные сопротивления для различных значений Iз.

Для уменьшения сопротивления цепи зануления, защитный нулевой

проводник соединяют со всеми заземленными металлическими конструкциями.

Установка в нулевой защитный проводник плавких вставок и выключателей

запрещается.

Электрические установки, к которым относится практически все

оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную

опасность, так как в процессе эксплуатации или проведении профилактических

работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением.

Специфическая опасность электроустановок: токоведущие проводники,

корпуса стоек ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в

результате повреждения (пробоя) изоляции, не подают каких-либо сигналов,

которые предупреждают человека об опасности. Реакция человека на

электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело

человека. Исключительно важное значение для предотвращения

электротравматизма имеет правильная организация обслуживания действующих

электроустановок, проведения ремонтных, монтажных и профилактических работ.

При этом под правильной организацией понимается строгое выполнение ряда

организационных и технических мероприятий и средств, установленных

действующими “Правилами технической эксплуатации электроустановок

потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации

электроустановок потребителей” (ПТЭ и ПТБ потребителей) и “Правила

установки электроустановок” (ПУЭ). В зависимости от категории помещения

необходимо принять определенные меры, обеспечивающие достаточную

электробезопасность при эксплуатации и ремонте электрооборудования. Так, в

помещениях с повышенной опасностью электроинструменты, переносные

светильники должны быть выполнены с двойной изоляцией или напряжение

питания их не должно превышать 42 В. В особо опасных же помещениях

напряжение питания переносных светильников не должно превышать 12 В. Работы

без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них, работы проводимые

непосредственно на этих частях или при приближении к ним на расстояние

менее установленного ПЭУ. К этим работам можно отнести работы по наладке

отдельных узлов, блоков. При выполнении такого рода работ в

электроустановках до 1000 В необходимо применение определенных технических

и организационных мер, таких как:

. ограждения, расположенные вблизи рабочего места и других токоведущих

частей, к которым возможно случайное прикосновение;

. работа в диэлектрических перчатках или стоя на диэлектрическом коврике;

. применение инструмента с изолирующими рукоятками, при отсутствии такого

инструмента следует пользоваться диэлектрическими перчатками.

Работы этого вида должны выполнятся не менее чем двумя работниками.

В соответствии с ПТЭ и ПТВ потребителям и обслуживающему персоналу

электроустановок предъявляются следующие требования :

. лица, не достигшие 18-летнего возраста, не могут быть допущены к работам

в электроустановках;

. лица не должны иметь увечий и болезней, мешающих производственной работе;

. лица должны после соответствующей теоретической и практической подготовки

пройти проверку знаний и иметь удостоверение на доступ к работам в

электроустановках.

Разрядные токи статического электричества чаще всего возникают при

прикосновении к любому из элементов ЭВМ. Такие разряды особой опасности для

человека не представляют, но кроме неприятных ощущений они могут привести к

выходу из строя ЭВМ. Для снижения величины возникающих зарядов статического

электричества покрытие технологических полов следует выполнять из

однослойного поливинилхлоридного антистатического линолеума.

Другим методом защиты является нейтрализация заряда статического

электричества ионизированным газом. В промышленности широко применяются

радиоактивные нейтрализаторы. К общим мерам защиты от статического

электричества можно отнести общее и местное увлажнение воздуха.

При эксплуатации ЭВМ, как правило, применяется боковое естественное

освещение. В тех случаях, когда одного естественного освещения не хватает,

устанавливается совмещенное освещение. При этом дополнительное

искусственное освещение применяется не только в темное, но и в светлое

время суток.

Искусственное освещение по характеру выполняемых задач делится на

рабочее, аварийное, эвакуационное.

Рациональное цветовое оформление помещения направленно на улучшение

санитарно-гигиенических условий труда, повышение его производительности и

безопасности. Окраска помещения, где работает пользователь ЭВМ влияет на

нервную систему человека, его настроение и в конечном счете на

производительность и целесообразно окрашивать в соответствии с цветом

технических средств. Освещение помещения и оборудования должно быть мягким,

без блеска.

Снижение шума, создаваемого на рабочем месте внутренними источниками,

а также шума проникающего извне, является очень важной задачей. Снижение

шума в источнике излучения можно обеспечить применением упругих прокладок

между основанием машины, прибора и опорной поверхностью. В качестве

прокладок используются резина, войлок, пробка, различной конструкции

амортизаторы. Под настольные шумящие аппараты можно подкладывать мягкие

коврики из синтетических материалов, а под ножки столов, на которых они

установлены, - прокладки из мягкой резины, войлока, толщиной 6 - 8 мм.

Крепление прокладок возможно путем приклейки их к опорным частям.

Возможно также применение звукоизолирующих кожухов. Не менее важным

для снижения шума в процессе эксплуатации является вопрос правильной и

своевременной регулировки, смазывания и замены механических узлов шумящего

оборудования. Снижение уровня шума может быть также достигнуто

увеличением звукоизоляции ограждающих конструкций, уплотнением по периметру

притворов окон, дверей.

Рациональная планировка помещения, размещение оборудования является

важным фактором, позволяющим снизить шум при существующем оборудовании ЭВМ.

Таким образом для снижения шума создаваемого на рабочих местах

внутренними источниками, а также шума, проникающего извне следует :

. ослабить шум самих источников (применение экранов, звукоизолирующих

кожухов);

. снизить эффект суммарного воздействия отраженных звуковых волн

(звукопоглощающие поверхности конструкций );

. применять рациональное расположение оборудования;

. использовать архитектурно-планировочные и технологические решения

изоляций источников шума.

6.3 Инструкция по охране труда, при монтаже и эксплуатации системы

6.3.1 Правила по технике безопасности при монтаже и эксплуатации должны

соответствовать ''Правилам технической эксплуатации электроустановок

потребителей и правилам техники безопасности при эксплуатации

электроустановок потребителей'' в части, касающейся электроустановок до

1000 В.

6.3.2 Корпус устройства сбора информации при эксплуатации должен быть

надежно заземлен через крепление к стойке.

6.3.3 При техническом обслуживании (ремонте) узлов системы температура жала

паяльника при лужении и пайке микросхем должна быть не более + 260' С , а

время пайки не должно превышать 5 сек. Жало паяльника необходимо заземлить.

При пайке обязательно применение мер защиты корпусов микросхем и

транзисторов от попадания флюса и припоя.

6.3.4 Напряжение питания электропаяльника не должно превышать 36 В, а

мощность не более 40 Вт.

6.4 Расчет искусственного освещения

Рациональное освещение производственных участков является одним из

важнейших факторов предупреждения травматизма и профессиональных

заболеваний. Правильно организованное освещение создает благоприятные

условия труда, повышает работоспособность и производительность труда.

Освещенность на рабочем месте должна быть такой, чтобы работающий мог

без напряжения зрения выполнять свою работу при допустимом с

народнохозяйственной точки зрения расходом средств, материалов и

электроэнергии.

Так как в настоящем дипломном проекте рассматривается вопрос

проектирования и изготовления автоматической системы регулирования

асинхронным двигателем, то приведем расчет искусственного освещения для

помещения, где будет эксплуатироваться эта система. Размеры помещения:

длина 5м, ширина 3м, высота 3м.

Расчет освещенности выполним методом коэффициента использования. Этот

метод используется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных

поверхностей производственных помещений при отсутствии затемнений.

Расчет освещения методом коэффициента использования выполняется по

формуле:

[pic] (6-1)

где Ф - необходимый световой поток ламп в каждом светильнике, лм;

Е - нормативная минимальная освещенность, лк, определяется по таблице

3.10 [ ];

k - коэффициент запаса, выбирается по таблице 3.13 [ ];

S - освещаемая площадь, кв м;

z - коэффициент минимальной освещенности, величина которого находится

в пределах от 1.1 до 1.5 (при оптимальных отношениях расстояния между

светильниками к расчетной высоте для ламп накаливания и ДРЛ z=1.15 и для

люминесцентных ламп z=1.1);

N - число светильников в помещении;

( - коэффициент использования светового потока.

Принимаем: Е=300 лк; k=1.5; z=1.1

Для освещения помещения применяем газоразрядные лампы.

Освещаемая площадь помещения определяется по формуле:

[pic] (6-2),

где S - освещаемая площадь, кв м;

A - длина помещения, м;

B - ширина помещения, м.

S=5*3=15 кв м

Размещение светильников в помещении при системе общего освещения

зависит от рассчитанной высоты их подвеса h, которая обычно задается

размерами помещений. Наиболее выгодное соотношение расстояния между

светильниками к расчетной высоте подвеса:

[pic] (6-3)

принимается по таблице 3.14 [ ] в зависимости от типовой кривой силы света

светильника. Для люминесцентных ламп при косинусоидальной типовой кривой

выбираем а = 1.4.

Находим расчетную высоту подвеса по следующей формуле:

[pic] (6-4),

где H - высота помещения, м;

[pic] - высота свеса светильника (от перекрытия), м;

[pic] - высота рабочей поверхности над полом, м.

Принимаем: H=3 м, [pic]=0.7 м, [pic]=0.8 м.

h=3-0.7-0.8=1.5 м

Расстояние между светильниками определяем из формулы (6-3):

[pic] (6-4)

L=1.4*1.5=2.1 м

Определяем количество светильников для установки в помещении:

[pic] (6-5),

[pic]

Для определения коэффициента использования ( находим индекс помещения

i:

[pic] (6-6),

где A и B - соответственно длина и ширина помещения, м;

h - расчетная высота подвеса, м.

[pic]

Полученное значение i округляем до ближайшего табличного значения и

принимаем i=1.5.

По таблице 3.15 [ ] оцениваем коэффициенты отражения поверхностей

помещения: потолка - [pic], стен - [pic], рабочей поверхности - [pic].

Принимаем: [pic]=70%, [pic]=50%, [pic]=30%.

По полученным значениям i и ( по таблице 3.16 [ ] определяем величину

коэффициента использования светового потока для выбранного светильника.

Выбираем светильник типа ПВЛМ - Д, для которого (=73%.

По формуле (6-1) определяем необходимый световой поток ламп в каждом

светильнике:

[pic]

По таблице 3.20 [ ] выбираем необходимую лампу. Тип выбранной лампы -

ЛХБЦ40-4. В светильнике будут установлены две таких лампы.

Краткие технические данные лампы ЛХБЦ40-4:

= мощность - 40 Вт;

= напряжение - 103 В;

= световой поток после 100 ч горения - 2000 лм.

6.5 Противопожарная защита

Пожары представляют особую опасность, так как сопряжены с большими

материальными потерями. Как известно пожар может возникнуть при

взаимодействии горючих веществ, окисления и источников зажигания. Горючими

компонентами являются: строительные материалы для акустической и

эстетической отделки помещений, перегородки, двери, полы, изоляция кабелей

и др.

Противопожарная защита - это комплекс организационных и технических

мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на

предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также на создание

условий для успешного тушения пожара.

Источниками возгорания могут быть электронные схемы от ЭВМ, приборы,

применяемые для технического обслуживания, устройства электропитания,

кондиционирования воздуха, где в результате различных нарушений образуются

перегретые элементы, электрические искры и дуги, способные вызвать

загорания горючих материалов.

В современных ЭВМ очень высокая плотность размещения элементов

электронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются

соединительные провода, кабели. При протекании по ним электрического тока

выделяется значительное количество теплоты. При этом возможно оплавление

изоляции. Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служат системы вентиляции и

кондиционирования воздуха. При постоянном действии эти системы представляют

собой дополнительную пожарную опасность.

Энергоснабжение помещения осуществляется от трансформаторной станции.

На трансформаторных подстанциях особую опасность представляют

трансформаторы с масляным охлаждением. В связи с этим предпочтение следует

отдавать сухим трансформаторам.

Для большинства помещений, где размещены ЭВМ, установлена категория

пожарной опасности В.

К средствам тушения пожара, предназначенных для локализации небольших

возгораний, относятся пожарные стволы, внутренние пожарные водопроводы,

огнетушители, сухой песок, асбестовые одеяла и т. п.

Для тушения пожаров на начальных стадиях широко применяются

огнетушители. По виду используемого огнетушащего вещества огнетушители

подразделяются на следующие основные группы.

Пенные огнетушители, применяются для тушения горящих жидкостей,

различных материалов, конструктивных элементов и оборудования, кроме

электрооборудования, находящегося под напряжением.

Газовые огнетушители применяются для тушения жидких и твердых

веществ, а также электроустановок, находящихся под напряжением.

В помещениях, где присутствуют ЭВМ применяются главным образом

углекислотные огнетушители, достоинством которых является высокая

эффективность тушения пожара, сохранность электронного оборудования,

диэлектрические свойства углекислого газа, что позволяет использовать эти

огнетушители даже в том случае, когда не удается обесточить

электроустановку сразу.

Для обнаружения начальной стадии загорания и оповещения службу

пожарной охраны используют системы автоматической пожарной сигнализации

(АПС). Кроме того, они могут самостоятельно приводить в действие установки

пожаротушения, когда пожар еще не достиг больших размеров. Системы АПС

состоят из пожарных извещателей, линий связи и приемных пультов (станций).

В соответствии с “Типовыми правилами пожарной безопасности для

промышленных предприятий” залы ЭВМ, помещения для внешних запоминающих

устройств, подготовки данных, сервисной аппаратуры, архивов, копировально-

множительного оборудования и т. п. необходимо оборудовать дымовыми

пожарными извещателями. В этих помещениях в начале пожара при горении

различных пластмассовых, изоляционных материалов и бумажных изделий

выделяется значительное количество дыма и мало теплоты.

SUMMARY

The electric drives for such machinery as pumps, compressors,

conveyers, etc. occupy the intermediate position between the high dynamic

and low dynamic drives. The existing automatic control systems do not

satisfy with all requirements presented to such drives. Therefore it is

proposed the alternating current electric drive with improved power

parameters.

Principles of the work of the alternating current electric drive with

improved power parameters is based on the maintenance of a constant corner

between generalized vectors of the stator current and rotor flux that

provides work of an engine in the field of nominal mode with the maximum

values of efficiency and capacity factor (cos j).

Induction Motor Automatic Control System is intended for regulation

of rotor speed by change of voltage and stator field frequency values. In

comparison with existing AC electric drives the designed system has the

number of advantages: absence of mechanical gauges (tachometers, position

detectors, etc.) makes the system cheaper, increases its reliability and

improves the dynamic characteristics; the regulation of phase flux values

in function from load permits to obtain essential economy of the electric

power (especially when motor works in the range of small loads); the

maintenance of relative sliding constancy permits to obtain the hard

mechanical characteristics.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

К.П.Ковач, И.Рац. Переходные процессы в машинах переменного тока. М. - Л.:

Госэнергоиздат, 1963, 744 стр.

Эпштейн И. И. Автоматизированный электропривод переменного тока. - М.:

Энергоиздат, 1982 - 192 c., ил.

Шипачев В.С. Высшая математика: Учеб. для немат. спец. вузов / Под ред.

акад. А. Н. Тихонова. - 2 - е изд., стер. - М.: Высш. шк., 1990. - 479 с.,

ил.

Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В.

И. Афонин, Е. А. Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982. - 504 с., ил.

В. Л. Грузов, Ю. А. Сабинин. Асинхронные маломощные приводы со статическими

преобразователями. Л.: "Энергия", 1970, 136 с.

Turbo Pascal Version 5.5 Object - Oriented Programming Guide. -Borland

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8