Комп’ютеризована вимірювальна система параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом (стр. 5 из 16)
Рух обертання ЕМПЕ описується наступним рівнянням [15]:
(2.1)Аналіз виразу (2.1) свідчить про необхідність проведення динамічних вимірювань кутової швидкості для визначення параметрів руху. Кутова швидкість, а точніше її залежність від часу є як і МХ однією з найважливіших характеристик ЕМПЕ. Контроль кутової швидкості в багатьох випадках є необхідним у різноманітних технологічних процесах. Вимірювання МХ нерозривно зв’язане з вимірюванням кутової швидкості обертання, а вимірювання кутової швидкості у динамічному режимі ускладнено тими самими причинами, що і вимірювання механічної характеристики. Питанням автоматизації та механізації праці при випробуваннях ЕМПЕ приділяється недостатньо уваги. Вітчизняною промисловістю не виготовляються автоматизовані прилади для досліджень та промислових випробувань. Між тим, електродвигуни в основному є садовими інших, більш складних виробів. Тому відказ в роботі електродвигуна може привести до відказу в роботі всього пристрою, вартість якого значно перевищує вартість електродвигуна. Вище сказане обумовлює необхідність подальшої розробки автоматизованих пристроїв не тільки для промислового контролю характеристик електродвигунів, а також під час їх експлуатації. Розвиток інформаційно-вимірювальної техніки у напрямку все більшого використання мікроконтролерів, персональних ЕОМ, ускладнення об’єктів вимірювання, і як наслідок алгоритмів процедур вимірювання, вимагає використання інтелектуальної апаратури.
2.2 Проведення маркетингових досліджень
При створенні розробки велика увага повинна приділятися ринковим умовам, тому, що перевагу одержують найбільш прості i доступні для впровадження розроблені системи вимірювання та контролю кутової швидкості, якi мають малу ціну i велику надійність. Найбільш близька модель ринку, яка досліджується в дипломному проектi - олiгополiя. Висновок обумовлений тим, що цим питанням займається обмежена кількість фірм. До них відносяться науково-дослідні інститути i дослідні лабораторії. Велика перевага даної розробки у її гнучкості i застосуванні до різних систем обладнання різноманітних підприємств. Дана розробка забезпечує вимірювання та контроль частоти обертання у великих межах. Крім того дана система легко переобладнується для використання в інших цілях. Даний пристрій вимірювання та контролю частоти обертання буде притягувати до себе увагу багатьох підприємств i фірм, оскільки розроблювана система забезпечує ефективну роботу. Потенційними споживачами розробляємого пристрою можуть бути цукрові заводи, але споживачами також будуть великі підприємства, якi мають справу з системами, де потрібно вимірювати та контролювати кутову швидкість. Так як прилад має великі межі вимірювання, то він набуде більшого застосування, ніж подібні йому прилади. Пристрої розроблені на основі мікропроцесорної техніки будуть мати велику надійність. Отже, їх робота забезпечить надійну роботу систем, де необхідно контролювати частоту обертання на протязі декількох років, з урахуванням того, що сезон цукроваріння складає 70 - 90 діб. Із вище сказаного можна зробити висновок про те, що цукрові заводи Вінницької області, будуть споживачами даної системи, отже, тільки в перший рік потрібно буде виготовити біля 80 (шт), на наступні роки біля 25 (шт). З урахуванням того, що даний пристрій з успіхом може використовуватись і на інших підприємствах, таких як науково-дослідні лабораторії, підприємства по виготовленню електротехнічної продукції, то можливо виробництво даної розробки зросте.
2.3 Розробка вимог до розробляємої системи
Виходячи з вище сказаного, можливо сформулювати основні вимоги до розробляємого пристрою для контролю та високоточного вимірювання кутової швидкості обертання валу електродвигунів малої потужності та мікродвигунів: пристрій повинен бути реалізовано на основі ПЕОМ, що дозволить проводити обробку результатів вимірювання, подавати результати вимірювання і контролю у графічному вигляді, розраховувати інші характеристики електродвигуна; відомі в теперішній час ТП не можуть повністю задовольнити сучасним вимогам, тому доцільно розробити ТП вільний від вказаних вище недоліків; пристрій повинен забезпечувати надійну роботу на протязі 2 - 3 років; вся елементна база повинна вибиратись надійною і з порівняно невеликою ціною ,що дасть малу ціну виробу; пристрій повинен бути надійним і витримувати певні навантаження, зміну кліматичних умов в великих межах; собівартість виробу повинна бути мінімальною, що досягається малою ціною комплектуючих, але які забезпечують потрібну надійність; забезпечення стійкої роботи в екстремальних умовах (пікові викиди струму в мережі живлення, електромагнітні перешкоди, висока температура оточуючого середовища, тощо). Вимоги до розробляємого ТП наступні: малий вносимий момент опору на вал об’єкту досліджень; малі габарити; висока швидкодія; аналоговий вихідний сигнал, перша похідна якого прямопропорційна миттєвому значенню кутової швидкості; чутливість до напрямку обертання; простота конструкції;
Із наведеного вище видно, що досягаючи поставлених вимог до даної розробки можна досягти великих успіхів у розробці з технічної сторони економічного, високонадійного , який буде мати незначну похибку та велику швидкодію, з економічної сторони: конкурентноздатним, який буде мати порівняно малу ціну.
2.4 Порівняльна характеристика розробляємої системи
Проведемо порівняльний аналіз розробляємого пристрою для контролю та високоточного вимірювання у динамічному режимі кутової швидкості обертання валу електродвигунів.
Найбільш простим і зручним для проведення аналізу і вибору базового методу для розробки пристрою є узагальнений якісний критерій якості (УКЯ). Якісний критерій характеризує, досягнута чи не досягнута ціль, яку поставлено перед пристроєм. Цей критерій якості можна трактувати як приймаючий тільки два значення: 1- якщо ціль досягнута, 0- в протилежному випадку. Тоді УКЯ буде являти собою суму окремих якісних критеріїв якості (ОКЕ), які характеризують окремі цілі, поставлені перед пристроєм.
, (2.6)де αі - вагові коефіцієнти; bі - загальна кількість ОКЯ.
Відносні значення bі розраховуються за нижченаведеними формулами:
а) Для показників, зростання яких говорить про підвищення в лінійній залежності якості розробки:
, (2.7)б) Для показників, зростання яких говорить про зниження в лінійній залежності якості розробки:
, (2.8)При цьому обумовимо, що для досягнення якої-небудь окремої цілі пристрій повинен реалізовувати усі свої потенційні можливості в рамках використовуємого способу вимірювання. Це положення дозволяє проводити порівняльний аналіз пристроїв на рівні реалізованих у ньому способів вимірювання.
Вважаючи, що пристрій повинен забезпечувати як функціональні, так і економічні вимоги на одному рівні, необхідно дотримуватися наступних умов:
. (2.9)Результати порівняльного аналізу наведено у таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 - Порівняльний аналіз розробляємого пристрою та його аналогів
| Назва критерію | Пристрій на основі частотного ТП | Пристрій на основі тахогенератору | Пристрій на основі ФТП з аналого-вим вихідним сигналом | Розроблю-ємий пристрій | Потенційний пристрій | |
| Широкий діапазон контролюємих кутових швидкостей | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| Чутливість до напрямку обертання | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| Малий вносимий момент опору на валу об’єкту досліджень | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | |
| Можливість проведення динамічних вимірювань | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| Низька собівартість | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | |
| Простота конструкції | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | |
| Висока швидкодія | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| Простота алгоритму обробки вихідного сигналу | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | |
| Простота пристрою для вторинної обробки сигналу | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
| Необхідність сумісного вимірювання часу при динамічних вимірюваннях | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | |
 | 8 | 3 | 6 | 9 |  = 10 | |
 | 0.8 | 0.3 | 0.6 | 0.9 | 1 | |
Як слідує з аналізу табл. 2.1, розробляємий пристрій для контролю та високоточного вимірювання у динамічному режимі кутової швидкості обертання валу електродвигунів має найбільший у порівнянні з аналогами показник ефективності, що свідчить про доцільність його розробки.
2.5 Економічна доцільність нової технічної розробки
2.5.1 Прогнозування собівартості
Спрогнозуємо собівартість нової технічної розробки методом питомої ваги.
Цей метод доцільно застосовувати тоді, коли є можливість розрахувати одну з прямих витрат і встановити питому вагу даної статті, в собівартості аналогова. Собівартість одиниці нової продукції можна спрогнозувати за формулою:
(грн). (2.10)де КН – коефіцієнт, який враховує конструктивні та технологічні особливості нової розробки, КН = 1÷1,2