Проект гелеоисточника для энергохозяйства (стр. 8 из 11)

Определили конструктивные данные первичной обмотки.

Число витков первичной обмотки [8]:

. (2.19)

W₁= 600/(2 (1+1.474·10^-3)·30000·0.7·1.35·10^-6) »1050.

Cечение провода в первом приближении:

(2.20)

q_1,1 = 60/(0.98·600·2.952·10^-6) = 5.4·10^-8 м².

По найденному сечению провода q_1,1 определили диаметры активного сечения провода без изоляции d_пр и с изоляцией d_из:

d_пр =0,83 мм,

d_из =0,89 мм.

Затем определили коэффициент заполнения сечения обмотки проводом в первом приближении l_п1,1:

(2.21)

где К_у – коэффициент укладки. Так как диаметр провода d_пр> 0,3 мм, то К_у=0,9. Подставив значения получили:

l_п1,1 = 0,9·(3,14/4)·(0,83·10^-3/0,89·10^-3)² = 0,644

По известным значениям W₁, q_1,1, l_п1,1 нашли площадь окна сердечника, занятую первичной обмоткой в первом приближении S_1,1:

. (2.22)

S_1,1 = 23.4∙10^-5 м².

Определили размеры сердечника после изоляции. Количество слоёв изоляции выбрали n=1, толщину изоляции D=0,15 мм. Тогда получим:

D_си=D_c+2·D·n=0.017 м, (2.23)

d_си=d_c+2·D·n=0.011 м, (2.24)

h_си=h_c+2·D·n=0.005 м. (2.25)

Определили коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой в первом приближении:

. (2.26)

l_01,1 = 0,975

Нашли среднюю длину витка первичной обмотки в первом приближении:

=0.028 м (2.27)

Определили во втором приближении сечение провода первичной обмотки:

=1.329∙10^-7 м². (2.28)

Провели цикл вычислений, получили следующие неравенство:

, (2.29)

расчёт остановили при Δ=0,05.

Определили размеры эквивалентного тороидального сердечника после намотки на него первичной обмотки:

Определили внешний диаметр эквивалентного тороидального сердечника:

, (2.30)

D₁=0,02 м

Нашли внутренний диаметр эквивалентного тороидального сердечника:

, (2.31)

d₁= 0,004 м,

Определили высоту эквивалентного тороидального сердечника:

. (2.32)

h₁=0,011 м.

Определили конструктивные данные вторичной обмотки.

Определили число витков вторичной обмотки:

. (2.33)

W₂₁=530; W₂₂=210; W₂₃=90

Сечение провода в первом приближении:

. (2.34)

q_2,1=0,678∙10^-6 м²; q_2,2 = 4∙10^-6 м²; q_2,3 =1,696∙10^-6 м²;

По найденным сечениям проводов определили диаметры активного сечения провода без изоляции d_пр и с изоляцией d_из:

d_пр2,1 = 0,93 мм, d_пр2,2 = 2,26 мм, d_пр2,3 = 1,5 мм,

d_из2,1 = 0,99 мм, d_из2,2 = 2,36 мм, d_из2,3 = 1,58 мм.

Коэффициент заполнения сечения обмотки проводом l_п2,1:

l_п2.1 = 0,62 l_п2.2 = 0,64 l_п2.3 = 0,63.

По известным значениям W₂, q_2,1, l_п2,1 нашли площадь окна сердечника, занятую вторичной обмоткой S_2,1:

. (2.35)

S_2,1= 1,74∙10^-5 м² S_2,1= 3,93∙10^-5 м² S_2,1= 0,74∙10^-5 м²

Коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой нашли по формуле:

. (2.36)

l_02.1=0,22 l_02.2=0,39 l_02.3=0,15

Нашли среднюю длину витка первичной обмотки:

. (2.37)

i_w2,1=24 мм. i_w2,2=24 мм. i_w2,3=24 мм.

Нашли во втором приближении сечение провода вторичной обмотки:

(2.38)

q_2,21=4,5∙10^-6 м²; q_2,22=1,1∙10^-6 м²; q_2,23=0,6∙10^-6 м².

Провели циклы вычислений, пока не выполнилось неравенство:

, (2.39)

расчёт остановили при Δ=0,05.

Определили размеры эквивалентного тороидального сердечника после намотки на него первичной и вторичной обмоток:

Определили внешний диаметр:

, (2.40)

D₂=20 мм,

Определили внутренний диаметр:

, (2.41)

d₂=3 мм,

Определили высоту:

(2.42)

h₂=7,4 мм.

В ходе расчета были получены данные трансформатора, соответствующие требуемому. Трансформатор имеет:

P2=60 Вт;

Е1=600 В;

U₂₁=±15 В; U₂₂=5; U₂₃= 12 В;

f =30 кГц;

Т_тмах =130 ⁰С;

m₁=2, m₂=3;

α=0,0014 Вт/см∙ ⁰С;

η_т=98,6%;

I_мmax< 0,2; T_o=40 C.

Сердечник К16´10´4,5, покрытый лаком КФ‑965, и изолированный с торцевой стороны кольцами из картона с обортовкой, и одним слоем из стеклоленты с половинным перекрытием толщиной 0,15 мм.

3. Безопасность и экологичность при изготовлении, ремонте и обслуживании гелиогенератора

3.1 Описание рабочего места, оборудования и выполняемых технологических операций

Помещение размером 6´6 – аккумуляторная комната, в ней находятся аккумуляторная батарея и система управления гелеоисточником. В лаборатории работает 1 человек 2 часа в рабочий день. При работе используются следующие инструменты: набор ключей, набор отверток, плоскогубцы, мультиметр. Работа заключается в поиске и устранении неисправности оборудования, при необходимости, монтаж, демонтаж отдельных его блоков. В данном помещении должно быть естественное и искусственное общее освещение в соответствии с СНиП 11–4–95, а также отопление и вентиляция в соответствии с ГОСТ 12.1.005–76.

Общая площадь помещения составляет: S_общ = 36м².

Высота помещения: h = 3 м.

Объем помещения: V = 36*3=108 м³.

На одного работающего приходится пространство площадью 36 м² и объемом 108 м³. Согласно требованиям СНиП 2.09.04–87 объем помещения на одного работающего должен составлять не менее 20 м³, площадь – не менее 6 м². Следовательно, условия для работы в лаборатории вполне благоприятны.

3.2 Идентификация опасных и вредных производственных факторов

Исследования условий труда показали, что факторами производственной среды в процессе труда являются:

Санитарно-гигиеническая обстановка, определяющая внешнюю среду в рабочей зоне – микроклимат, механические колебания, излучения, температуру, освещение и другие, как результат воздействия применяемого оборудования, сырья, материалов, технологических процессов;

Психофизиологические элементы: рабочая поза, физическая нагрузка, нервно-психологическое напряжение и другие, которые обусловлены самим процессом труда;

Опасные и вредные производственные факторы, связанные с характером работы:

· повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

· повышенная температура поверхностей оборудования;

· не соответствие условий микроклимата помещения, в котором производятся работы;

· опасность возникновения пожара;

· травматизм связанный с использованием инструмента;

· повышенное содержание в воздухе рабочей зоны пыли, а также вредных и пожароопасных веществ;

Для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий электромонтеры обязаны использовать предоставляемые работодателями бесплатно комбинезон хлопчатобумажный, ботинки кожаные, рукавицы комбинированные, костюмы на утепляющей прокладке и валенки для зимнего периода.

При нахождении на территории стройплощадки электромонтеры должны носить защитные каски.

Находясь на территории строительной (производственной) площадки, в производственных и бытовых помещениях, участках работ и рабочих местах, электромонтеры обязаны выполнять правила внутреннего распорядка, принятые в данной организации.

Допуск посторонних лиц, а также работников в нетрезвом состоянии на указанные места запрещается.

В процессе повседневной деятельности электромонтеры должны:

· применять в процессе работы инструмент по назначению, в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей;

· поддерживать инструмент и оборудование в технически исправном состоянии, не допуская работу с неисправностями, при которых эксплуатация запрещена;

быть внимательными во время работы и не допускать нарушений требований безопасности труда.

При организации условий труда необходимо также учитывать воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов, которые могут привести к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья и заболеванию или снижению работоспособности.