Контролер двигуна змінного струму

Т = 264 · 8 –  к-ть робочих годин на рік (згідно з прийнятим бюджетом робочого часу на відповідний період);

 Еен = (0,015 – 0,012) · 2112 · 0,24 = 1.52 грн. /рік  

Річний економічний  ефект по заробітній платі у нашому випадку :

Езпл. = 0, так як зарплата фахівця з обслуговування залишилася такою ж.

Оскільки  конструкцією камери ремонт не передбачений, то Ер=0.

Сумарний  річний економічний ефект визначається за формулою:

Еер = 47.31 + 1.52 = 48.83 (грн. /рік)

Термін експлуатації пристрою становить 10 років. Річний  
Еер = 48.83 грн /рік. Тоді сумарний економічний ефект за термін експлуатації становить:

Ее =  48.83 · 3.76 + 48.83 · 3.19 + 48.83 ·2.70 + 48.83 ·  2.29 +  48.83 ·  1.94 + 48.83 ·  1.64 + 48.83 ·1.39 + 48.83 ·  1.18 + 48.83 · 1 = 932.16 грн.

Загальний економічний  ефект:

Ез = Ев + Ее = 932.16 + 515.39  = 1447.55 грн.

• 4.5. Підсумки до розділу

 

За результатами проведених розрахунків було визначено економічні показники системи та доцільність її розробки. При порівнянні з наближеним аналогом проаналізовано різницю величин витрат та технологічні показники.

Згідно проведених обчислень: ціна розробленого приладу – 2336.5грн.; економічний ефект у сфері виробництва – 690.37 грн.; загальний економічний ефект – 1447.55 грн.

• 5. ОХОРОНА ПРАЦІ

• 5.1. Характеристики об’єкту дослідження

 

Об’єктом  дослідження є мікроконтролер двигуна  змінного струму. Оскільки мікроконтролер керує роботою електродвигуна не безпосередньо, але через перетворювач частоти, в якому змінний струм  перетворюється в постійний, а постійний  струм в змінний, заданої частоти  і фази, що і безпосередньо дозволяє керувати швидкістю і моментом обертання  вала електродвигуна. Мною розроблена система обладнана давачем струму і при перенавантаженнях в самій електромережі відбувається автоматичне відключення електродвигуна і вузлів схеми керування. Хоча все ж при роботі з таким пристроєм є імовірність ураження електричним струмом, при чому як змінним, напругою 380 В, так і постійним. Важливим є дотримання усіх вимог електробезпеки під час експлуатації цієї системи.

• 5.2. Ураження людини електричним струмом

 

Основними причинами  електротравматизму є: випадкове доторкання до неізольованих струмопровідних частин електроустаткування; використання несправних електроінструментів; робота без надійних захисних засобів та запобіжних пристосувань; доторкання до незаземлених корпусів електроустаткування, що опинилися під напругою внаслідок пошкодження ізоляції; недотримання правил улаштування, технічної експлуатації та правил техніки безпеки при експлуатації електроустановок та ін.

Проходячи через  організм людини електричний струм  справляє на нього термічну, електролітичну, механічну та біологічну дію.

Характерними  місцевими електричними травмами є  електричні опіки, електричні знаки, металізація  шкіри, механічні ушкодження та електроофтальмія.

Електричні  опіки залежно від умов їх виникнення бувають двох видів: струмові (контактні), коли внаслідок проходження струму електрична енергія перетворюється в теплову, та дугові, які виникають внаслідок дії на тіло людини електричної дуги. Електричні знаки (електричні позначки) являють собою плями сірого чи блідо-жовтого кольору у вигляді мозоля на поверхні шкіри в місці її контакту із струмопровідними частинами.

Металізація шкіри є проникнення у верхні шари шкіри найдрібніших часточок металу, що розплавляється внаслідок дії  електричної дуги. Такого ушкодження, зазвичай, зазнають відкриті частини  тіла — руки та лице. Ушкоджена ділянка  шкіри стає твердою та шорсткою, однак за відносно короткий час вона знову набуває попереднього вигляду  та еластичності.

Механічні ушкодження виникають внаслідок судомних скорочень  м'язів під дією електричного струму, що проходить через тіло людини. Механічні ушкодження проявляються у вигляді розривів шкіри, кровоносних  судин, нервових тканин, а також вивихів  суглобів і навіть переломів кісток.

Електроофтальмія  є ураженням очей внаслідок дії  ультрафіолетових випромінювань електричної  дуги.

Найбільш  небезпечним видом електротравм є електричний удар, який у більшості  випадків (близько 80%, включаючи й  змішані травми) призводить до смерті потерпілого.

4.3 Чинники,   що   впливають  на  наслідки   ураження   електричним   струмом

Характер  впливу електричного струму на організм людини, а відтак і наслідки ураження, залежать від цілої низки чинників, які умовно можна підрозділити на чинники електричного (сила струму, напруга, опір тіла людини, вид та частота  струму) та неелектричного характеру (тривалість дії струму, шлях проходження струму через тіло людини, індивідуальні  особливості людини, умови навколишнього  середовища тощо).

Сила струму, що проходить через тіло людини є  основним чинником, який обумовлює  наслідки ураження.

Струм (змінний  та постійний) більше 5 А викликає миттєву  зупинку серця, минаючи стан фібриляції. 

Чим вище значення напруги, тим більша небезпека ураження електричним струмом.

Вид та частота  струму, що проходить через тіло людини, також впливають на наслідки ураження. Постійний струм приблизно  в 4—5 разів безпечніший за змінний.  Однак, слід зауважити, що вищезазначене  стосовно порівняльної небезпеки постійного та змінного струму є справедливим лише для напруги до 500В. При більш  високих напругах постійний струм  стає небезпечнішим ніж змінний.

Частота змінного струму також відіграє важливе значення стосовно питань електробезпеки. Так  найбільш небезпечним вважається змінний  струм частотою 20—100 Гц. При частоті  меншій ніж 20 або більшій за 100 Гц небезпека ураження струмом помітно  зменшується. Струм частотою понад 500 кГц не може смертельно уразити  людину, однак дуже часто викликає опіки.

Шлях проходження  струму через тіло людини є важливим чинником. Небезпека ураження особливо велика тоді, коли на шляху струму знаходяться  життєво важливі органи — серце, легені, головний мозок. Ступінь впливу струму істотно залежить від стану  нервової системи та всього організму  в цілому. Так, у стані нервового  збудження, депресії, сп'яніння, захворювання (особливо при захворюваннях шкіри, серцево-судинної та центральної нервової систем) люди значно чутливіші до дії  на них струму.

Умови навколишнього  середовища можуть підвищувати небезпеку  ураження людини електричним струмом. Так у приміщеннях з високою  температурою та відносною вологістю  повітря наслідки ураження можуть бути важчими, оскільки значне потовиділення  для підтримання теплобалансу між  організмом та навколишнім середовищем, призводить до зменшення опору тіла людини.

 

• 5.3. Заходи і засоби електробезпеки.

 

Основне завдання електробезпеки – мінімізувати можливість негативного впливу електричного струму на людину. Досягти цієї мети можна  за допомогою таких заходів і  засобів:

– безпечною  і надійною конструкцією електроустановок;

– організаційними  та технічними заходами щодо безпечної  експлуатації електроустановок та використання електричної енергії;

– технічними засобами захисту.

Конструкція електроустановки має відповідати  вимогам технічних умов і стандартів. При цьому, залежно від засобів  електробезпеки, усі електротехнічні  вироби поділяються на 5 класів: 0, 0І, І, ІІ, ІІІ, згідно з ГОСТ 12.2.007.0 – 75 “Вироби електротехнічні”.

Клас 0 – електрична установка має лише робочу ізоляцію як засіб захисту.

Клас 0І –  крім робочої ізоляції на корпусі  установки є пристрій для підключення  його до заземлювача або нульового  захисного провідника.

Клас І  – установка має робочу ізоляцію і виконана таким чином, що підключити її до електричної мережі можна лише після під’єднання корпусу до заземлювача (нульового захисного  провідника), а при від’єднанні  від мережі – корпус відключається  від заземлювача (нульового захисного  провідника) в останню чергу.

Клас ІІ –  захист забезпечується подвійною ізоляцією.

Клас ІІІ  – для живлення установки можливо  використання лише малої напруги (до 42 В).

Стан ізоляції струмопровідних частин повинен  відповідати правилам використання електроустановок. Цими правилами передбачене  періодичне випробування ізоляції (2 рази на рік у приміщеннях зі складними  умовами, підвищеною вологістю і 1 раз  на рік у приміщеннях з нормальним середовищем). Ізоляція створює великій  опір, який перешкоджає протіканню через неї струму. Опір ізоляції кожної установки або окремої  ділянки електричної мережі має бути не меншим 0,5 МОм. Якщо опір ізоляції знижується на 50% від початкового, мережу або ізоляцію міняють.

Для захисту  від дотику до струмоведучих елементів  комутаційних апаратів застосовують прилади  закритої конструкції (пакетні вимикачі, рубильники).

Відповідно  до ГОСТ 12.1.009-76 “Електробезпека. Терміни і визначення”, правил улаштування електроустановок (ПУЕ) необхідно здійснювати захисне заземлення:

-  при напрузі змінного струму 380 В і вище та 440 В і вище для постійного струму у всіх електроустановках;

-  при номінальних напругах змінного струму вище 42 В та 110 В постійного струму, що знаходяться в приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних, а також в електроустановках, які знаходяться на відкритій місцевості;

-  при будь-якій напрузі змінного та постійного струму – у вибухонебезепчних установках.

Відповідно  до ПУЕ (ГОСТ 12.1.009-76, “Електробезпека. Терміни і визначення”), занулення корпусів електроустаткування використовується в тих випадках, що й захисне заземлення. Слід відмітити, що одночасне заземлення та занулення корпусів електроустановок значно підвищує їх електробезпеку.

Захисне відключення  – це швидкодіючий захист, що забезпечує автоматичне вимикання електричної  установки при виникненні в ній  небезпеки ураження людей електричним  струмом.

За конструкцією пристрої, що вимикають, можуть реагувати  на напругу корпуса відносно землі (дифреле), на струм замикання на землю тощо. Час вимикання їх повинен бути не більше 0,2 с.

Відповідно  до ДНАОП 1.1.10-1.07-01 "Правила експлуатації електрозахисних засобів", електрозахисні засоби використовують з метою попередження дії електричного струму, електричної дуги та електромагнітного поля на людей, які працюють з електроустановками; вони поділяються на ізолювальні, огороджувальні та запобіжні.

Ізолювальні електрозахисні засоби призначені для  ізоляції людини від частин електроустановок, що знаходяться під напругою, та від землі, якщо людина одночасно  доторкається до землі чи заземлених частин електроустановок та струмопровідних  частин (корпусів), які опинились  під напругою. Використання цих засобів  залежить від типу електроустановок:

- при роботах на електроустановках з напругою до 1 кВ використовують діелектричні рукавички, ізольовані штанги, інструменти з ізольованими ручками, струмовимірювальні кліщі, діелектричні калоші, килимки, ізольовані підставки;

-  при роботах на електроустановках з напругою понад 1 кВ – ізольовані штанги, струмовимірювальні та ізолювальні кліщі, покажчики напруги, діелектричні рукавички, діелектричні калоші, килимки, ізольовані підставки.

Рекомендується  використовувати огороджувальні електрозахисні засоби, такі як переносні огорожі, щити та інші засоби, призначені для  тимчасового огороджування струмопровідних  частин, а також для їх заземлення.

Запобіжні електрозахисні засоби призначені для захисту персоналу, згідно з положенням про порядок забезпечення працівників спеціальним одягом, спеціальним взуттям та іншими засобами індивідуального захисту (ДНАОП 0.00-4.26-96 “Положення про порядок забезпечення працівників спеціальним одягом, спеціальним взуттям та іншими засобами індивідуального захисту”), для зменшення негативної дії світлової, теплової енергії та дії електромагнітного поля – захисні окуляри, щитки, рукавички, спецодяг тощо.

• 5.4. Підсумки до розділу

 

Проаналізувавши основні заходи і засоби електробезпеки можна сказати, що для забезпечення безпеки праці необхідно дотримуватись  наступних вимог:

- допускати до роботи на електроустановках осіб не молодших 18 років, які мають відповідне посвідчення, пройшли інструктаж і медичний огляд;

- призначення осіб, які відповідають за організацію та проведення робіт на електроустановках, електромережах;

- встановлення знаків безпеки та захисних огорож біля струмовідних частин;

- огородження робочих місць та вивішування плакатів безпеки;

- виконання робіт за нарядом не менше ніж двома працівниками із застосуванням електрозахисних засобів, (ізоляція струмопровідних частин згідно з ГОСТ 12.1.009-76 “Електробезпека. Терміни і визначення”; недоступність для випадкового дотику до струмопровідного устаткування; захисне заземлення; занулення; захисне відключення; захисне розділення електромережі; сигналізація про небезпеку дотику);

- використання механізмів і пристосувань при проведенні робіт на струмовідних частинах та поблизу них тощо.

 

 

• ВИСНОВКИ

 

В результаті виконання бакалаврської кваліфікаційної  роботи був спроектований контролер  з наступними характеристиками і  особливостями:

• Формування послідовності імпульсів управління силовими ключами по алгоритму, який реалізує лінійну залежність дійсного значення напруги від частоти;
• Регулювання частоти вихідної напруги інвертора від 5 Гц до 500 Гц;
• Розрядність операційного пристрою – 8.
• Швидкодіючий захист силових ключів інвертора від струмів короткого замикання;
• Можливість використання в якості датчика струму схеми захисту як спеціалізованого датчика (наприклад фірми LEM), так і звичайного шунта;
• Дисплей з послідовним інтерфейсом для індикації поточної і заданої частоти;