Тема: Моделювання та дослідження імпульсно-фазового управління трьохфазним мостовим випрямлячем в системі управління швидкістю стрічкопротяжних механізмів

ТЕХНІКО – ЕКОНОМІЧНИЙ АНАЛІЗ СИСТЕМИ

1 Опис умов експлуатації

Трифазні керовані випрямлячі використовують для рівномірного навантаження фаз і зменшення пульсацій випрямленої напруги. Широко вживана в промисловості схема трифазного мостового керованого випрямляча, підключеного до трифазної мережі змінного струму через трифазний трансформатор.

Система імпульсно – фазового керування (СІФК) для даної схеми випрямляча повинна синтезувати імпульси, що управляють, в такій послідовності, щоб забезпечити регулювання напруги на навантаженні. При зміні кута управління від 0 до 180° (практично змінюється від 0 до 160°) трифазний мостовий керований випрямляч може працювати як у випрямному, так і в інверторному режимах.

Силова частина випрямляча складається з шести тиристорів. Для такої схеми потрібний шестиімпульсний блок управління. Кожен окремий блок пов'язаний з одним тиристором і видає в необхідний момент часу імпульс управління. При позитивній анодній напрузі тиристор можна відкрити коротким позитивним імпульсом, що управляє (близько 10 мкс). На практиці, в схемах, що працюють з промисловими перешкодами, стабільна робота перетворювача досягається збільшенням тривалості імпульсу до 400 мкс.

2 Визначення технічного рівня та комплексного показника якості

Для визначення степені відповідності технічного рівня і якості системи, що проектується, сучасному розвитку науково-технічного прогресу, як по технічному виконанню, так і по колу задач, які вирішуються за допомогою проектованої системи необхідним є аналог, який повинен відповідати проектованій системі за призначенням і за складом технічних характеристик та який можна прийняти за базовий.

Основним елементом проектованої системи в схемі трифазного мостового керованого випрямляча, підключеного до трифазної мережі змінного струму через трифазний трансформатор є система імпульсно – фазового керування (СІФК) випрямляча, яка повинна синтезувати імпульси, що управляють, в такій послідовності, щоб забезпечити регулювання напруги на навантаженні.

За базову систему приймаємо схему однофазного мостового керованого випрямляча.

Проведемо порівняння та аналіз показників технічного рівня існуючої та проектованої системи. Для цього розділимо дані показники на кілька груп: техніко-технологічні, показники конструкції, ергономічні та екологічні показники. Розрахуємо відносний коефіцієнт технічного рівня за формулою:

(1)

де – показники в базовому варіанті;

– показники в новому варіанті.

Комплексний показник якості визначається шляхом порівняння показників якості системи що проектується і базового варіанту за формулою:

(2)

де n – кількість одиничних показників, прийнятих для оцінки якості системи, що проектується;

Кі – коефіцієнт вагомості і-го одиничного показника якості, що визначає його відносну значимість, %.

Отримані результати занесенні в таблицю 6.1

Таблиця 1 – Визначення комплексного показника якості проектованої системи

Показники | Варіанти системи

Базовий варіант

() | Новий варіант () | Коефіцієнт технічного рівня ()

1 Техніко-технологічні показники

Довговічність (год) | 20000 | 30000 | 1,5

Точність роботи системи (%) | 0,8 | 1,7 | 2,1

Надійність (%) | 55 | 80 | 1,45

Швидкодія (с) | 0,6 | 1,6 | 2,6

2 Показники конструкції

Ремонтопридатність (%) | 50 | 50 | 1

3 Ергономічні та екологічні показники

Зручність використання | 60 | 85 | 1,42

Безпечність використання | 50 | 90 | 1,8

Таблиця 2 – Коефіцієнти вагомості показників якості

Показники якості | Коефіцієнт вагомості, (%)

Довговічність | 10

Точність роботи системи | 20

Надійність | 20

Швидкодія | 15

Ремонтопридатність | 10

Зручність використання | 10

Безпечність використання | 15

Згідно формули (2) комплексний показник якості рівний:

Згідно отриманого значення показника якості можна судити про доцільність впровадження нової системи управління. Так як Пк >1, то це свідчить про те, що проектована система забезпечує кращі показники якості і її впровадження є доцільним, оскільки вона має більшу надійність і швидкодію, а також кращу точність і довговічність, завдяки чому зменшуються втрати електроенергії час простою, а отже і збитки підприємства. Також скорочується кількість ремонтів.

Для зручності та наочного відображення впливу технічних параметрів на зміну експлуатаційних витрат оформимо таблицю 3.

Таблиця 3 – Вплив технічних параметрів на експлуатаційні витрати

Статі витрат | Параметри

Довговіч-ність | Надійність | Точність | Продуктив-ність

Основні матеріали | +– | +–

Зарплата–– | + | +

Енергія– | +– | +

Витрати на ремонт | + | +––

Періодичність наладки | + | + | +–

Умовно-постійні витрати– | +– | +

Брак–– | +–

3 Розрахунок капіталовкладень на розробку та запровадження нової системи автоматизації

При загальному підході до розрахунку капіталовкладень, які необхідні на розробку та запровадження системи автоматизації показник вартості можна записати у вигляді

К = Кпр + Впр + Вм, (3)

де К – капіталовкладення на створення і запровадження нової системи автоматизації;

Кпр – витрати на виконання проектних робіт;

Впр – кошторисна вартість приладів та обладнання нової системи;

Вм – витрати на монтаж нової системи.

Опираючись на це в даному пункті можна виділити декілька підпунктів, а саме: розрахунок витрат на виконання проектних робіт, кошторисна вартість приладів та обладнання нової системи, розрахунок витрат на монтаж нової системи.

3.1 Розрахунок витрат на виконання проектних робіт

При розрахунку витрат на виконання проектних робіт основними факторами, що впливають на суму є: затрати часу на виконання проекту, необхідна кількість та тарифна ставка спеціалістів.

Для проектування даної системи автоматизації запрошено два інженери, трудомісткість робіт складає 176 нормогодин. Тарифна ставка одного інженера — 7,95 грн./год. Тоді, виплати на виконання проектних робіт розрахують за такою формулою:

Кпр=nЧTpЧTc (4)

де n – необхідна кількість спеціалістів;

Tp – затрати часу на виконання проекту, нормогодин;

Tc – тарифна ставка спеціалістів, грн./год

Згідно формули (6.4) проводимо розрахунки:

Кпр = 2Ч176Ч7,95 = 2798,4 грн.

Отже,виплати на виконання проектних робіт дорівнюють 2798,4 грн.

3.2 Розрахунок кошторисної вартості приладів нової системи

Кошторисну