Главная / Образцы дипломных работ

Конструирование и технология электронных средств

Внимание: Акция! Курсовая работа, Реферат или Отчет по практике за 10 рублей!
Только в текущем месяце у Вас есть шанс получить курсовую работу, реферат или отчет по практике за 10 рублей по вашим требованиям и методичке!
Все, что необходимо - это закрепить заявку (внести аванс) за консультацию по написанию предстоящей дипломной работе, ВКР или магистерской диссертации.
Нет ничего страшного, если дипломная работа, магистерская диссертация или диплом ВКР будет защищаться не в этом году.
Вы можете оформить заявку в рамках акции уже сегодня и как только получите задание на дипломную работу, сообщить нам об этом. Оплаченная сумма будет заморожена на необходимый вам период.
В бланке заказа в поле "Дополнительная информация" следует указать "Курсовая, реферат или отчет за 10 рублей"
Не упустите шанс сэкономить несколько тысяч рублей!
Подробности у специалистов нашей компании.

Код работы:	W013948
Тема:	Конструирование и технология электронных средств

Содержание

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры (КИПР)

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий каф. КИПР

___________ В.М. Карабан

«___» _________________ 2018г.

РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ТРЁХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Бакалаврская работа (дипломный проект) по направлению 11.03.03. «Конструирование и технология электронных средств» Пояснительная записка

КИПР.387551.001 ПЗ

Студент гр. 234-1

________ Лобажевич А.Ю.

«___» ____________ 2018 г.

Руководитель дипломного проекта:

Доцент каф. КИПР

________ Кобрин Ю.П.

«___» ____________ 2018 г.

Томск 2018

РЕФЕРАТ

Дипломный проект содержит 89 страниц, 20 рисунков, 19 таблиц, 26

источников, 25 листов графического материала.

РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ТРЁХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА, ПЕЧАТНЫЙ УЗЕЛ, ТЕХНОЛОГИЯ, КОНСТРУКЦИЯ, НАДЁЖНОСТЬ, ИЗДЕЛИЕ.

Объектом разработки является устройство «Регулятор частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя».

Цель работы разработка конструкции устройства «Регулятор частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя», с учётом требований технического задания.

В результате работы построена структурная схемы регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя удовлетворяющая требованиям технического задания, разработана конструкция устройства,

предложена технология сборки и монтажа.

Пояснительная записка выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word

2016. Конструкторская документация выполнена в системах автоматизированного проектирования (САПР) Altium Designer 2017, КОМПАС-3D V16, SolidWorks 2017.

ABSTRACT

The diploma project contains pages 89, fig 20, tab 19, sources 26, 25 sheets of graphic material.

REGULATOR OF FREQUENCY OF ROTATION OF ROTOR OF THREE PHASE ASYNCHRONOUS ENGINE, PRINTED CIRCUIT BOARD, PRINTED KNOT, TECHNOLOGY, DESIGN, RELIABILITY, PRODUCT.

The object of development is the device "Regulator of frequency of rotation of rotor of three-phase asynchronous engine".

The purpose of the work is the development of the design of the device " Regulator of frequency of rotation of rotor of three-phase asynchronous engine", taking into account the requirements of the technical assignment.

As a result of the work, a block diagram of the rotor speed regulator of a three-phase asynchronous motor that satisfies the requirements of the technical specification is constructed, the design of the device is developed, and the technology of assembly and installation is proposed.

The explanatory note is executed in the text editor Microsoft Word 2016. The construction documentation is executed in systems of computer-aided design (CAD) Altium Designer 2017, KOMPAS-3D V16, SolidWorks 2017.

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий каф. КИПР

___________ В.М. Карабан

«___» _________________ 2018г.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на бакалаврскую дипломную работу (дипломный проект)

«Регулятор частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя»

Этап разработки: технический проект.

Исполнитель: студент группы № 234-1 Лобажевич Артём Юрьевич, оканчивающий университет по специальности 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств»
Приказ ректора от _____________________№______________________

Срок сдачи законченного проекта на кафедру «___»___________2018г.

Руководитель дипломного проекта:

Доцент кафедры КИПР Кобрин Юрий Павлович

СОГЛАСОВАНО:

Методист дипломирования,

Профессор каф. КИПР

____________ Е.В. Масалов

«___» _____________ 2018г.

1. ЦЕЛЬ И НАЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ

Разработка регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя, далее именуемого как регулятор частоты, предназначенного для регулировки пускового момента и частоты вращения ротора, с целью повышения надежности устройства в условиях эксплуатации.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1 Системный анализ и выявление возможности плавного пуска и изменение частоты вращения ротора.

2.2 Анализ возможных вариантов схем регулятора частоты.

2.3 Разработка схемы электрической структурной регулятора частоты.

2.4 Разработка схемы электрической принципиальной регулятора частоты.

2.5 Анализ схемы и выбор элементной базы.

2.6 Проектирование варианта топологии печатных плат регулятора частоты.

2.7 Описание и обоснование конструкции изделия.

2.8 Расчёт стоимости покупных изделий.

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

3.1 Технические характеристики:

3.1.1
Входное напряжение, В
~ 220
3.1.2
Потребляемый ток не более, А
5
3.1.3
Частота питания, Гц
50
3.1.4
Степень защиты изделия не менее
IP42
3.1.5
Диапазон рабочих температур, оС
-40…+45
3.1.6
Масса не более, кг
1,3
3.1.7
Габаритные размеры не более (v?l?h), мм3
260?180?140
3.1.8
Вероятность безотказной работы

при времени работы 1000 часов, не менее
0,96
3.1.9
Средняя наработка на отказ не менее, ч
100000

3.1.10 Номинальные значения климатических факторов внешней среды устанавливаются согласно ГОСТ 15543.1-89. Вид климатического исполнения

M1: диапазон рабочих температур: -40…+45 оС, относительная влажность 85% при температуре 22 оС, давление воздуха в диапазоне: 106,7…86,6 кПа, степень жёсткости 1.

3.2 Конструктивные требования

Регулятор частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя выполнить в виде автономного функционально законченного устройства. Конструкция уточняется в процессе разработки. Предусмотреть возможность внешнего закрепления устройства. Внешний вид конструкции модуля выполнить с учетом современных требований технической эстетики и эргономики.

3.3 Технологические требования

Коэффициенты стандартизации и унификации KСТ, KУН – не менее 0,8.

Коэффициент технологичности KТЕХН – не менее 0,7.

Объем производства – 150 шт./год.

3.4 Экономические требования

Коэффициент заполнения по массе – не менее 0,35;

Коэффициент заполнения по объёму – не менее 0,6;

Коэффициент заполнения по площади печатных узлов – не менее 0,3;

Потребляемая мощность – PПОТР ? 120 Вт.

3.5 Требования безопасности и влияния на окружающую среду

Все выводы изделия и элементы конструкции должны обеспечивать электрическую безопасность для обслуживающего персонала. Степень защиты изделия не менее IР42 по ГОСТ 14254-96. Условия безопасности по ГОСТ 12001-80.

3.6 Прочие требования

Полупроводниковые приборы и электрорадиоэлементы, используемые в регуляторе частоты ротора двигателя, должны соответствовать перечню полупроводниковых приборов и деталей общего назначения, разрешенных к применению в новых разработках. В регуляторе частоты должны использоваться отечественные электрорадиоэлементы и осуществляться защита от перебоя питания.

4. ТРЕБОВАНИЯ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СРЕДСТВ

АВТОМАТИЗАЦИИ ИНФЕНЕРНОГО ТРУДА

4.1 При разработке устройства регулятора частоты и оформлении его конструкторской документации использовать САПР Компас 3D V16, Altium Designer, SolidWorks и текстовый редактор Microsoft Office 2016.

5. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

5.1 Озёркин Д.В., Алексеев В.П. Системная технология инженерного проектирования РЭС в дипломировании. Учебное пособие для студентов специальностей 210201 – «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» и 160905 – «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования». Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2012. – 97 с.

5.2 Озёркин Д.В. Altium Designer. SolidWorks. Сборник практических заданий по проектированию печатных узлов РЭС. Часть 3. Топологическое проектирование. Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2008. – 93 с.

5.3 Дубровский А. Регулятор частоты вращения двигателя, журнал «Радио» №4 2001; г. Новополоцк Витебская обл. 42. – 43 с.

5.4 Кобрин Ю.П. Информационные технологии проектирования радиоэлектронных средств. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов очного и заочного обучения специальностей 211000.62 и 162107.65. Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2012. – 140 с.

5.5 Медведев А. Технология производства печатных плат. Москва:

Техносфера, 2005 – 360с.

5.6 Болдин Л.И., Залнранов Л.И. Основы автоматизированного проектирования: Учебное пособие. - М: МГИУ. 2006. - 104 с.

5.7 Кофанов Ю.Н., Сарафанов А.В., Трегубов С.И. Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат: Учеб. Пособ. 2-е изд., перераб. И доп. М.: Радио и связь, 2002. – 220с.

5.8 Романычева Э.Т. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Романычева Э.Т., Иванова А.К., Куликов А.С., Миронова И.Г., Антипов А.В. М.: Радио и связь, 1989. – 448 с.

5.9 Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат: Учебник.

– М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 560с.

5.10 ГОСТ 2.710-81 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем.

Обозначение буквенно-цифровые в электрических схемах. 1981. – 10с.

5.11 ГОСТ 2.417-91 Единая система конструкторской документации.

Платы печатные. Правила выполнения чертежей. 1991. – 6с.

5.12 Масандилов Л.Б., Москаленко В.В. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1978. – 96с.

5.13 ГОСТ 27.003-90 Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности. 2007 - 20 с.

5.14 ГОСТ 23752-79 Платы печатные. Общие технические условия. 1991. -

34с.

6. МАТЕРИАЛЫ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ ПО ОКОНЧАНИЮ РАБОТЫ

В ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКЕ

6.1 Титульный лист.

6.2 Рефераты на русском и английском языках.

6.3 Техническое задание.

6.4 Содержание.

6.5 Введение.

6.6 Системный анализ существующих методов регулировки оборотов ротора двигателя; в том числе, разработка варианта структурной схемы регулятора частоты.

6.7 Анализ и описание схемы электрической принципиальной регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя. Выбор элементной базы.

6.8 Конструкторская часть:

- описание и обоснование конструкции;

- тепловое моделирование;

- расчет надежности;

- конструирование печатных плат регулятора частоты;

- проектирование топологии печатных узлов регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя в системе Altium Designer.
- построение 3D модели устройства в САПР SolidWoks.

6.9 Технологическая часть:

- выбор и обоснование материалов и технологии изготовления печатных

плат;

- описание технологии изготовления печатной платы.

6.10 Расчёт стоимости покупных изделий.

6.11 Вопросы безопасности жизнедеятельности.

6.12 Заключение.

7. ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

7.1 Схема электрическая принципиальная регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя, 1 лист, формат А3.

7.2 Схема электрическая структурная регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя, 1 лист, формат А3.

7.3 Перечень элементов регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя, 2 листа, формат А4.

7.4 Спецификация регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя, 2 листа, формат А4.

7.5 Схема электрическая принципиальная платы объединительной, 1 лист, формат А3.

7.6 Схема электрическая принципиальная платы усилителя, 1 лист, формат

А3.

7.7 Сборочный чертеж печатного объединительного узла, 1 лист, формат

А3.

7.8 Сборочный чертеж печатного узла усилителя, 1 лист, формат А4.

7.9 Сборочный чертёж регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя, 1 лист, формат А3.

7.10 Спецификация печатного узла объединительного, 2 листа, формат А4.

7.11 Спецификация печатного узла объединительного, 2 листа, формат А4.

7.12 Чертеж печатной объединительной платы, 4 листа, формат А4 и А3.

7.13 Чертеж печатной платы усилителя, 3 листа, формат А4 и А3.

7.14 Чертёж нижней крышки корпуса, 1 лист, формат А3.

7.15 Чертёж верхней крышки корпуса, 1 лист, формат А3.

7.16 Электромонтажный чертёж регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя, 1 лист, формат А4.

Все предъявляемые материалы должны соответствовать требованиям действующих стандартов, ОС ТУСУР 01-2013 и методическим указаниям по дипломному проектированию.

8. СОДЕРЖАНИЕ ПРЕЗЕНТАЦИИ

8.1 Титульный лист 1 слайд.

8.2 Конструкторская документация 5 слайдов.

8.3 Демонстрационные листы по докладу 9 слайда.

Руководитель дипломного проектирования

к.т.н., доцент кафедры КИПР Исполнитель (дипломник)

_____________Ю.П. Кобрин ___________А.Ю. Лобажевич «____»______________2018 г.

Заказывающее подразделение

__________________________

«____»______________2018 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................
14
2 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ........
15
2.1 Фиксация проблемы проектирования ............................................................
15
2.1.1
Определение потребности в разрабатываемом изделии ........................
15
2.1.2
Анализ состояния рынка. Прогнозирование объемов производства.

Поиск аналогов и прототипа. .............................................................................
16
2.1.2.1 Анализ состояния рынка ........................................................................
16
2.1.2.2 Прогнозирование объёмов производства .............................................
16
2.1.2.3 Поиск аналогов и прототипа проектного изделия ..............................
17
2.1.3
Критика прототипа и формулировка проблемы .....................................
23
2.2 Участники проблемной ситуации и анализ их интересов ...........................
25
2.2.1
Список участников проблемной ситуации ..............................................
25
2.2.2
Анализ адекватности требований заказчика. Определение источников
финансирования ..................................................................................................
25
2.2.3
Анализ возможностей разработчика ........................................................
25
2.2.4
Анализ возможностей изготовителя ........................................................
26
2.2.5
Анализ возможностей потребителя .........................................................
26
2.2.6
Анализ возможностей служб сбыта, сервиса и утилизации ..................
26
2.2.7
Анализ интересов прошлого и будущего поколений .............................
26
2.2.8
Анализ возможных последствий решения проблемы проектирования

на экологическую ситуацию ..............................................................................
27
2.3 Формирование проблемного массива ............................................................
28
2.3.1. Матрица проблемного массива ...............................................................
28
2.3.2
Анализ противоречий и поиск компромиссов ........................................
31
2.4 Формирование конфигуратора .......................................................................
31
2.5. Целевыявление ................................................................................................
32
2.5.1
Формирование массива критериев и показателей решения проблемы

проектирования ...................................................................................................
32
2.5.2
Формирование дерева целей .....................................................................
33

2.6 Исследование проблемы проектирования и пути ее решения ....................
35
2.6.1
Основные методы регулировки частоты .................................................
35
2.6.1.1 Скалярный метод управления ...............................................................
35
2.6.1.2 Векторный метод управления ...............................................................
36
2.6.1.3 Вариант частотного микроконтроллера ...............................................
38
2.6.2
Питание трёхфазного асинхронного двигателя от однофазной цепи ..
39
2.6.3
Методы обеспечения надёжности ............................................................
40
2.7 Генерация идеи решения проблемы проектирования ..................................
41
2.7.1
Анализ возможных вариантов решения проблемы проектирования ...
41
2.7.2
Описание альтернативного варианта .......................................................
44
3 ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ РЕГУЛЯТОРА ЧАСТОТЫ
ВРАЩЕНИЯ
РОТОРА
ТРЁХФАЗНОГО
АСИНХРОННОГО
ДВИГАТЕЛЯ
............................................................................................................

45
3.1 Описание схемы электрической структурной регулятора частоты

вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя ...................................
45
3.2 Описание схемы электрической принципиальной регулятора частоты

вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя ...................................
47
3.3 Анализ элементной базы .................................................................................

4 ОПИСАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РЕГУЛЯТОРА

ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ТРЁХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО

ДВИГАТЕЛЯ 52

4.1 Конструирование печатных узлов 52

4.1.1 Определение размеров ПП 52

4.1.2 Выбор класса точности, шаг сетки и группы жесткости ПП 53

4.1.3 Проектирование топологии печатных узлов «Регулятора частоты

вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя» 56

4.1.4 Построение 3D модели "Регулятор частоты вращения ротора

трёхфазного асинхронного двигателя" в САПР SolidWorks 2017 59

4.1.5 Выбор корпуса изделия 60

4.2 Расчёт надёжности 61

4.3
Расчет массы .....................................................................................................
66
4.3.1
Расчет массы ПУ ........................................................................................
67
4.3.2
Расчет массы корпуса ................................................................................
70
4.3.3
Расчёт массы сборки ..................................................................................
70
4.4
Моделирование теплового режима ................................................................
71

5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .............................................................
74
5.1
Выбор и обоснование материалов ПП ...........................................................
74

6 РАСЧЁТ СТОИМОСТИ ПОКУПНЫХ ИЗДЕЛИЙ ............................
77
6.1
Расчёт стоимости покупных ЭРЭ и деталей .................................................
77

7 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ..
79
7.1
Анализ опасных и вредных производственных факторов при

проектировании, производстве и эксплуатации .................................................
79
7.2
Требования безопасности к рабочему месту конструктора ........................
81
7.2.1
Микроклимат ..............................................................................................
81
7.2.2
Шум .............................................................................................................
82
7.2.3
Освещение ..................................................................................................
82
7.2.4
Электробезопасность .................................................................................
83
7.3
Общие требования безопасности к разрабатываемому устройству и

правила его эксплуатации .....................................................................................
84

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ...............................
87

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, асинхронный электродвигатель стал основным устройством во многих областях современной промышленности. Все чаще для его управления используется регулятор частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя. Устройства данного типа, работающие на переменном токе, гораздо проще сконструированы, и их легче эксплуатировать в сравнении

с двигателями, использующими постоянный ток [1].

Регулятор частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя используется для регулировки уровня напряжения питающего тока и его частоты. Как результат, КПД преобразования стремится к ста процентам при достаточно низкой угрозе поломок [1].

Целью настоящей работы является разработка изделия «Регулятор частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя», а также повышение надёжности данного устройства.

2 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ 2.1 Фиксация проблемы проектирования
2.1.1 Определение потребности в разрабатываемом изделии

В различных областях современной промышленности используется регулятор частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя, далее именуемого как регулятор частоты, для регулировки пускового момента и частоты вращения ротора. Одно из требований к данному устройству это высокая надёжность. Если данное требование не выполняется, то устройство может выйти из строя и стать причиной возникновения пожара. Устройство состоит из объединяющей платы и блоков усилителя, которые подключаются непосредственно к трёхфазному асинхронному двигателю [3].

Такие регуляторы частоты в процессе эксплуатации подвергаются вибрационным и ударным воздействиям, из-за которых происходят сбои и устройство выходит из строя, что снижает надёжность устройства. Также отсутствует возможность замены определённых блоков для быстрого выявления неполадки и ремонта устройства. Поэтому в качестве альтернативы регуляторов частоты индукционного типа появились электронные регуляторы частоты [3].

В состав электронного регулятора частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя входит:

1) Мостовой выпрямитель, оборудован конденсатором на выходе, является источником постоянного напряжения.

2) Мостовой инвертор, который питается постоянным и служит для генерации напряжения переменного тока с изменяемой амплитудой и частотой.

3) Модуль управления, который подает команды на регулятор частоты.

Для недорогих регуляторов частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя не предусмотрена установка устройства на вибрационных поверхностях. Для обеспечения данного условия необходимо внести изменения в конструкцию устройства.

Таким образом, имеет место потребность в разработке регулятора частоты вращения обладающего высокой надёжностью и функционирования.

2.1.2 Анализ состояния рынка. Прогнозирование объемов производства.

Поиск аналогов и прототипа.

2.1.2.1 Анализ состояния рынка

Анализ состояния рынка проводим на основе определения объёма запросов

и продаж на регуляторы частоты вращения ротора трёхфазного асинхронного двигателя в прежней реализации. Основой для данного анализа служит таблица

2.1, которая была составлена на основании маркетингового исследования.

Таблица 2.1 – Матрица потребности и реализации изделия

Объём
Объём
Дефицит/ профит,

Регион
продаж,
продаж, на

шт.

в 2016 году, шт.
2017 год, шт.

Уральский
130 в год
170 в год
Дефицит 40 в

2016 году

Сибирский
180 в год
170 в год
Профицит 1 в

2016 году

Исходя из таблицы 2.1, можно сделать вывод о том, что в сибирском регионе требуются дополнительные маркетинговые исследования о причинах падения спроса на изделие. Однозначно можно сделать вывод о том, что объём серийного производства в 150 изделий в год сохраняется.

2.1.2.2 Прогнозирование объёмов производства

На основании таблицы 2.1 и анализа потребности установливаем уровень серийного производства в объёме 150 изделий в год с возможностью увеличения до 300 изд./год. При увеличении потребности в данном изделии необходимо предусмотреть технологические и организационные способы обеспечения спроса.

2.1.2.3 Поиск аналогов и прототипа проектного изделия

Рассмотрим аналогичные регуляторы частоты, выпускаемые отечественной промышленностью.

Устройство «Е4-8400-SP5L» фирмы «Веспер» (рисунок 2.1) с цифровой настройкой предназначено для регулировки скорости вращения трехфазных двигателей асинхронного типа мощностью 0,4кВт (380 В) [4].

Рисунок 2.1 – Устройство «Е4-8400-SP5L» фирмы «Веспер»

Одновременно, кроме регулировки скорости, устройство имеет возможность индикации следующих параметров:

- Потребляемого тока;

- Напряжения в сети;

- Частоты сети.

Технические характеристики:

? Напряжение питания: 380 В;

? Максимальный выходной ток: 3,1 А;

? Рекомендуемая мощность подключаемого электродвигателя: 0,4

кВт;

? Диапазон рабочих температур: -10…+50°C

? Габаритные размеры: 79x160x126 мм;

? Масса: 1,0 кг.

? Цена: 6800 руб.

Имеющиеся недостатки данного устройства в том, что не предусмотрена возможность плавного пуска двигателя, а также из-за неправильной настройки устройства появляются ошибки, которые приводят к сбою устройства.

Данное устройство подключается непосредственно к двигателю и промежуточных устройств иметь не может.

Устройство «ПЧВ101-К18-А» фирмы «ОВЕН» (рисунок 2.2) предназначено для плавного пуска и регулировки скорости вращения на базе асинхронных двигателей мощностью 0,18 кВт (220/380 В) [5].

Рисунок 2.2 – Устройство «ПЧВ101-К18-А» фирмы «ОВЕН»

Основные функциональные возможности:

? Плавный пуск и остановка двигателя, в том числе отложенный

запуск;

? Вольт-частотный или векторный алгоритмы управления;

? Возможность динамического торможения.

Технические характеристики:

? Напряжение питания: 380 В;

? Максимальный выходной ток: 1,2 А;

? Рекомендуемая мощность подключаемого электродвигателя: 0,18

кВт;

? Диапазон рабочих температур: 0…+40 ?С;

? Габаритные размеры: 70x150x139,5 мм;

? Масса: 2,0 кг.

? Цена: 8319 руб.

У данного устройства «ПЧВ101-К18-А» имеется недостатки:

? отсутствие ручной регулировки частоты оборотов;

? нет возможности подключения дополнительного оборудования;

? низкая вибропрочность и ударопрочность.

Устройство «ПЧ-С100» фирмы «ИРЗ» (рисунок 2.3) предназначено для плавного пуска и регулировки скорости вращения трехфазных двигателей асинхронного типа мощностью 0,37 кВт (220В), обеспечивает защиту двигателя [6].

Рисунок 2.3 – Устройство «ПЧ-С100» фирмы «ИРЗ»

Технические характеристики:

? Напряжение питания: 220 В;

? Максимальный выходной ток: 3,3 А;

? Рекомендуемая мощность подключаемого электродвигателя: 0,37

кВт;

? Диапазон рабочих температур: -10…+40 ?С;

? Габаритные размеры: 266x107x150 мм;

? Масса: 3,0 кг;

? Цена: 9000 руб.

? Вероятность безотказной работы при времени работы 1000 часов:

0,95

Недостатки устройства «ПЧ-С100»:

? низкая ударопрочность и виброустойчивость;

? нет возможности подключения дополнительного оборудования.

Устройство «PM-G540-0,4K-RUS» фирмы «Приводная техника» (рисунок 2.4) с цифровой настройкой предназначено для регулировки скорости вращения трехфазных двигателей асинхронного типа мощностью 0,4 кВт (380 В) [7].

Рисунок 2.4 – Устройство «PM-G540-0,4K-RUS»

фирмы «Приводная техника»

Технические характеристики:

? Напряжение питания: 400 В;

? Максимальный выходной ток: 2,5 А;

? Рекомендуемая мощность подключаемого электродвигателя: 0,37

кВт;

? Диапазон рабочих температур: -10…+50 ?С;

? Габаритные размеры: 70x30x128 мм;

? Масса: 0,76 кг;

? Цена: 8700 руб.

В устройстве имеется защита по пониженному напряжению, по току. Конструкция корпуса позволяет легко добраться к нужным элементам для выявления неполадки и ремонта устройства.

Недостатки устройства «PM-G540-0,4K-RUS»:

? нет возможности плавного пуска;

? низкая ударопрочность и виброустойчивость;

? нет возможности подключения дополнительного оборудования.

Существующие регуляторы частоты отличаются большим конструктивным и функциональным разнообразием. Систематизировав анализ рассмотренных устройств, сведем полученные результаты в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Существующие регуляторы частоты

Название,
Выполняемые

фирма-

Достоинства
Недостатки

функции

разработчик

Нет возможности

Регулятор частоты

подключения

Цифровая
дополнительного

«Е4-8400-
для регулировки

настройка и
оборудования. Нет

SP5L»
скорости вращения

индикация
возможности

фирмы
трехфазных

контролируемых
плавного пуска.

«Веспер»
двигателей

параметров
Необходимость

асинхронного типа

подключения к

компьютеру.

Продолжение таблицы 2.2

Название,

фирма-
Выполняемые
Достоинства
Недостатки

функции

разработчик

Регулятор

Отсутствие ручной

частоты для
Цифровая
регулировки

плавного пуска и
настройка и
частоты оборотов.

«ПЧВ101-К18-
регулировки
индикация
Низкая

скорости
контролируемых
ударопрочность и

А» фирмы

вращения
параметров.
виброустойчивость.

«ОВЕН»

трехфазных
Большой
Нет возможности

двигателей
диапазон
подключения

асинхронного
регулировки.
дополнительного

типа.

оборудования.

Регулятор

частоты для
Цифровая
Низкая

плавного пуска и

настройка
ударопрочность и

регулировки

контролируемых
виброустойчивость;

«ПЧ-С100»
скорости

параметров.
Нет возможности

фирмы «ИРЗ»
вращения

Использование
подключения

трехфазных

дополнительно-
дополнительного

двигателей

го охлаждения.
оборудования.

асинхронного

типа.

Окончание таблицы 2.2

Название,

фирма-
Выполняемые
Достоинства
Недостатки

функции

разработчик

Цифровая
Низкая

Регулятор

ударопрочность и

настройка и

частоты для

виброустойчивость.

индикация

«PM-G540-0,4K-
регулировки

Нет возможности

контролируемых

RUS»
скорости

подключения

параметров.

фирмы
вращения

дополнительного

Защита по

«Приводная
трехфазных

оборудования.

пониженному

техника»
двигателей

Нет возможности

напряжению, по

асинхронного

плавного пуска.

току.

типа.

Малый диапазон

регулировки.

2.1.3 Критика прототипа и формулировка проблемы

На основании анализа в приведенной таблицы 2.2 можно сделать вывод о том, что ни один из приведенных выше регуляторов частоты однозначно не соответствует предъявляемым требованиям технического задания. В данной проектной ситуации в качестве прототипа определим устройство ПЧ-С100.

Заполним таблицу недостатков прототипа (таблица 2.3).

Таблица 2.3 – Недостатки прототипа «ПЧ-С100»

Параметры
Схемные
Конструктивные
Технологические

недостатки
недостатки
недостатки

Показатель
Отсутствие
Недостаточная

необходимых
степень защиты
Не выявлено

надёжности

схемных решений
корпуса IP20

Продолжение таблицы 2.3

Параметры
Схемные
Конструктивные
Технологические

недостатки
недостатки
недостатки

для обеспечения

необходимого

показателя

надёжности

Защита

устройства
Отсутствие
Не выявлено
Не выявлено

от перебоя
предохранителей

питания

Не имеется

Ремонтопри-
разделения
Низкая

устройства на
ремонтопри-
Не выявлено

годность

функциональные
годность

узлы

Проблема проектирования состоит в том, что необходимо разработать конструкцию устройства с более высокой надёжностью. Также регулятор частоты должен исправно функционировать в течении всего времени эксплуатации. Регулятор частоты должен быть удобен при монтаже, эксплуатации, демонтаже, разборке на составные части при техническом обслуживании и замены узлов. Устройство должно обладать простотой в обращении и обслуживании, обеспечивать надлежащий срок надежной эксплуатации при низкой стоимости.

2.2 Участники проблемной ситуации и анализ их интересов

2.2.1 Список участников проблемной ситуации

В процессе проектирования, производства и эксплуатации регулятора частоты выявлены следующие участники проблемной ситуации:

1. Заказчик: АО «Томский электротехнический завод».

2. Разработчик: студент группы 234-1 Лобажевич А.Ю.

3. Изготовитель: опытное производство АО «Томский электротехнический

завод».

4. Служба сбыта: служба сбыта АО «Томский электротехнический завод».

5. Потребитель: предприятия машиностроительного производства,

пищевой промышленности, а также в медицинском оборудовании.

6. Служба сервиса: сервисная служба АО «Томский электротехнический

завод».

7. Окружающая среда: флора, фауна, человек.

8. Культура: традиции проектирования, производства, сервиса, утилизации изделий, выпускаемых на опытном производстве АО «Томский электротехнический завод».

9. Инвесторы: банки; инвестиционные организации, финансирующие АО

«Томский электротехнический завод».

2.2.2 Анализ адекватности требований заказчика. Определение

источников финансирования

Из формулировки проблемы следует, что условия заказчика о создании регулятора частоты должны соответствовать современным требованиям по обеспечению надёжной работы систем. Такие устройства имеют большую потребность [2].

2.2.3 Анализ возможностей разработчика

Разработчик сталкивается с указанной проблемой впервые. Для её решения необходимо сформировать конфигуратор и изучить его. В список информационных источников должны войти материалы по особенностям

проектирования схем, конструкций и технологических процессов, обеспечивающих достижение поставленной цели и ограничений [2].

2.2.4 Анализ возможностей изготовителя

Производственная база АО «Томский электротехнический завод» сможет обеспечить заданную степень серийности, т.к. современное роботизированное оборудование не требуется. Принимаем решение о выпуске опытной серии в 150 изделий на этой базе для отладки конструкции на технологичность с последующей передачей конструкторской и технологической документации на серийный завод, который является заказчиком.

2.2.5 Анализ возможностей потребителя

Потребители являются как квалифицированными, так и неквалифицированными потребителями регулятора частоты, поэтому потребуетс.......................

Для получения полной версии работы нажмите на кнопку "Узнать цену"

Узнать цену

Каталог работ

Похожие работы: