📄Работа №215354
Тема: СХЕМНОЕ И КОНСТРУКТОРСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА «РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ МИКРОГЭС РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ»
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
информационные системы
Объем:
88 листов
Год:
2022
Просмотров:
15
4270
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 13
1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 15
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 19
3 СРАВНЕНИЕ И АНАЛИЗ АНАЛОГИЧНЫХ РАЗРАБОТОК 21
4 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 26
4.1 Выбор и обоснование элементов принципиальной схемы 26
4.1.1 Выбор исполнительных элементов 27
4.1.2 Выбор чувствительных элементов 30
4.1.3 Выбор преобразователя частоты из готовой элементной базы ... 36
4.1.4 Выбор АЦП из готовой элементной базы 38
4.1.5 Выбор элементов управления 39
4.1.6 Выбор элементов питания 43
4.1.7 Подключение магнитного преобразователя расхода ПРЭМ ДУ100 ГС 44
4.2 Разработка платы печатной 46
4.2.1 Определение условий эксплуатации и группы жесткости 47
4.2.2 Выбор типа конструкции и класса точности печатной платы 47
4.2.3 Выбор материала основания 49
4.2.4 Выбор компоновочной структуры 49
4.2.5 Выбор конструктивного покрытия 50
4.2.6 Выбор метода изготовления ПП 51
4.2.7 Выбор габаритов ПП 51
4.2.8 Выбор, размещение и расчет отверстий и контактных площадок 52
4.2.9 Выбор размеров, форм и расположения элементов проводящего рисунка 54
4.2.10 Выбор метода маркировки и ее расположения 57
4.3 Разработка печатного узла измерителя 57
4.3.1 Размещение элементов на поверхности ПП 58
4.4 Разработка корпуса пульта управления 60
4.4.1 Определение габаритов корпуса и размещения отверстий для элементов управления 60
4.4.2 Выбор корпуса пульта управления 64
4.4.3 Компоновка элементов схемы внутри корпуса пульта управления 65
5 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 68
5.1 Расчет надежности печатного узла 68
5.1.1 Интенсивность отказов ЭРЭ 68
5.1.1.1 Интенсивность отказов резистора SQP 5 Вт 68
5.1.1.2 Интенсивность отказов датчика тока и напряжения 70
5.1.1.3 Интенсивность отказов разъемов 70
5.1.2 Интенсивность отказов ПП 72
5.1.3 Интенсивность отказов и время безотказной работы ПУ 73
5.2 Расчет надежности ЭРЭ монтируемых навесным монтажом 74
5.2.1 Интенсивность отказов светодиодов 74
5.2.2 Интенсивность отказов реле и автомата защиты 76
5.2.3 Интенсивность отказов тумблеров и кнопок 78
5.2.4 Интенсивность отказов резисторов 79
5.2.5 Общая интенсивность отказов 81
5.3 Расчёт резонансной частоты печатного узла измерителя 83
6 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 88
6.1 Разработка методических указаний по выполнению лабораторной
работы «Исследование характеристик системы турбина Френсиса – генератор – нагрузка» 88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 91
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 95
ПРИЛОЖЕНИЯ 96
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СХЕМА ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА 96
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ МИКРОГЭС РАЗЛИЧНЫХ
ТИПОВ. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ 97
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ МИКРОГЭС РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ. ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ 98
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПЕЧАТНЫЙ УЗЕЛ ИЗМЕРИТЕЛЯ. СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ 99
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ПЕЧАТНЫЙ УЗЕЛ ИЗМЕРИТЕЛЯ. СПЕЦИФИКАЦИЯ 100
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ПЕЧАТНЫЙ УЗЕЛ ИЗМЕРИТЕЛЯ. 3D-МОДЕЛЬ... 101
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В КОРПУСЕ ПУЛЬТА УПРАВЛЕНИЯ. 3D-МОДЕЛЬ 102
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. КРЫШКА КОРПУСА ПУЛЬТА УПРАВЛЕНИЯ 103
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. РЕЗОНАНСНАЯ ЧАСТОТА ПЕЧАТНОГО УЗЛА ИЗМЕРИТЕЛЯ 104
ПРИЛОЖЕНИЕ 10. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ «ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ ТУРБИНА ФРЕНСИСА – ГЕНЕРАТОР – НАГРУЗКА 105
1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 15
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 19
3 СРАВНЕНИЕ И АНАЛИЗ АНАЛОГИЧНЫХ РАЗРАБОТОК 21
4 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 26
4.1 Выбор и обоснование элементов принципиальной схемы 26
4.1.1 Выбор исполнительных элементов 27
4.1.2 Выбор чувствительных элементов 30
4.1.3 Выбор преобразователя частоты из готовой элементной базы ... 36
4.1.4 Выбор АЦП из готовой элементной базы 38
4.1.5 Выбор элементов управления 39
4.1.6 Выбор элементов питания 43
4.1.7 Подключение магнитного преобразователя расхода ПРЭМ ДУ100 ГС 44
4.2 Разработка платы печатной 46
4.2.1 Определение условий эксплуатации и группы жесткости 47
4.2.2 Выбор типа конструкции и класса точности печатной платы 47
4.2.3 Выбор материала основания 49
4.2.4 Выбор компоновочной структуры 49
4.2.5 Выбор конструктивного покрытия 50
4.2.6 Выбор метода изготовления ПП 51
4.2.7 Выбор габаритов ПП 51
4.2.8 Выбор, размещение и расчет отверстий и контактных площадок 52
4.2.9 Выбор размеров, форм и расположения элементов проводящего рисунка 54
4.2.10 Выбор метода маркировки и ее расположения 57
4.3 Разработка печатного узла измерителя 57
4.3.1 Размещение элементов на поверхности ПП 58
4.4 Разработка корпуса пульта управления 60
4.4.1 Определение габаритов корпуса и размещения отверстий для элементов управления 60
4.4.2 Выбор корпуса пульта управления 64
4.4.3 Компоновка элементов схемы внутри корпуса пульта управления 65
5 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 68
5.1 Расчет надежности печатного узла 68
5.1.1 Интенсивность отказов ЭРЭ 68
5.1.1.1 Интенсивность отказов резистора SQP 5 Вт 68
5.1.1.2 Интенсивность отказов датчика тока и напряжения 70
5.1.1.3 Интенсивность отказов разъемов 70
5.1.2 Интенсивность отказов ПП 72
5.1.3 Интенсивность отказов и время безотказной работы ПУ 73
5.2 Расчет надежности ЭРЭ монтируемых навесным монтажом 74
5.2.1 Интенсивность отказов светодиодов 74
5.2.2 Интенсивность отказов реле и автомата защиты 76
5.2.3 Интенсивность отказов тумблеров и кнопок 78
5.2.4 Интенсивность отказов резисторов 79
5.2.5 Общая интенсивность отказов 81
5.3 Расчёт резонансной частоты печатного узла измерителя 83
6 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 88
6.1 Разработка методических указаний по выполнению лабораторной
работы «Исследование характеристик системы турбина Френсиса – генератор – нагрузка» 88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 91
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 95
ПРИЛОЖЕНИЯ 96
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СХЕМА ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА 96
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ МИКРОГЭС РАЗЛИЧНЫХ
ТИПОВ. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ 97
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ МИКРОГЭС РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ. ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ 98
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПЕЧАТНЫЙ УЗЕЛ ИЗМЕРИТЕЛЯ. СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ 99
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ПЕЧАТНЫЙ УЗЕЛ ИЗМЕРИТЕЛЯ. СПЕЦИФИКАЦИЯ 100
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ПЕЧАТНЫЙ УЗЕЛ ИЗМЕРИТЕЛЯ. 3D-МОДЕЛЬ... 101
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В КОРПУСЕ ПУЛЬТА УПРАВЛЕНИЯ. 3D-МОДЕЛЬ 102
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. КРЫШКА КОРПУСА ПУЛЬТА УПРАВЛЕНИЯ 103
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. РЕЗОНАНСНАЯ ЧАСТОТА ПЕЧАТНОГО УЗЛА ИЗМЕРИТЕЛЯ 104
ПРИЛОЖЕНИЕ 10. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ «ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ ТУРБИНА ФРЕНСИСА – ГЕНЕРАТОР – НАГРУЗКА 105
📖 Введение
Наглядность обучения является одним из основных показателей его эффективности. Применение наглядных материалов, согласно исследованиям, имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными теоретическими методами обучения [1]. Наличие в процессе обучения наглядных пособий и стендов не только расширяет возможности самого обучения, но и обеспечивает более глубокое усвоение материала.
Для повышения наглядности обучения студентов технических специальностей создаются различные лабораторные установки или комплексы, такие как «Гидравлические характеристики газовых и жидкостных трубопроводных систем», «Привод сельскохозяйственных машин», «Экспериментальная механика жидкости» и др.
Особенно важным аспектом таких лабораторных установок является их соответствие современным тенденциям развития технического прогресса, что обеспечивает актуальность подготовки обучающихся, их знаний и умений, которые потом будут применяться на практике.
В настоящее время отрасль энергетики нуждается в высококвалифицированных кадрах, для более качественного обучения которых, может применяться установка, наглядно демонстрирующая работу электростанции. Согласно Стратегии развития энергетики в Российской Федерации [2], к 2035 году производство электроэнергии на гидроэлектростанциях увеличится. В целях диверсификации топливно-энергетического баланса и получения устойчивой структуры генерирующих мощностей предусматривается развитие электростанций всех типов с учетом необходимости минимизации ценовой нагрузки на потребителей. В частности, рост установленной мощности ГЭС может составить 7 – 24 %.
Поэтому для обучения студентов технических специальностей в области энергетики особенно актуальной становится наглядная демонстрация работы гидроэлектростанции и изучение принципов ее построения.
Данная разработка будет актуальной для специальностей 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», 18.03.01 «Химическая технология природных энергоносителей», 14.02.00 «Возобновляемые источники энергии» и др. Лабораторная установка может использоваться при проведении лабораторных работ по дисциплинам: «Оптимизация режимов систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии», «Альтернативные источники энергии», «Энергетический потенциал возобновляемых энергоресурсов и эффективность его преобразования в электроэнергию», «Основы энергетики», «Микрогидроэлектростанции» и др. В перечисленных дисциплинах предусмотрено использование материально-технического оборудования в виде различных лабораторных стендов.
В данной выпускной квалификационной работе предлагается разработка элементов лабораторного стенда, который является уменьшенным вариантом гидроэлектростанции, демонстрирующий принцип преобразования механической энергии движения воды в электрическую.
Для повышения наглядности обучения студентов технических специальностей создаются различные лабораторные установки или комплексы, такие как «Гидравлические характеристики газовых и жидкостных трубопроводных систем», «Привод сельскохозяйственных машин», «Экспериментальная механика жидкости» и др.
Особенно важным аспектом таких лабораторных установок является их соответствие современным тенденциям развития технического прогресса, что обеспечивает актуальность подготовки обучающихся, их знаний и умений, которые потом будут применяться на практике.
В настоящее время отрасль энергетики нуждается в высококвалифицированных кадрах, для более качественного обучения которых, может применяться установка, наглядно демонстрирующая работу электростанции. Согласно Стратегии развития энергетики в Российской Федерации [2], к 2035 году производство электроэнергии на гидроэлектростанциях увеличится. В целях диверсификации топливно-энергетического баланса и получения устойчивой структуры генерирующих мощностей предусматривается развитие электростанций всех типов с учетом необходимости минимизации ценовой нагрузки на потребителей. В частности, рост установленной мощности ГЭС может составить 7 – 24 %.
Поэтому для обучения студентов технических специальностей в области энергетики особенно актуальной становится наглядная демонстрация работы гидроэлектростанции и изучение принципов ее построения.
Данная разработка будет актуальной для специальностей 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», 18.03.01 «Химическая технология природных энергоносителей», 14.02.00 «Возобновляемые источники энергии» и др. Лабораторная установка может использоваться при проведении лабораторных работ по дисциплинам: «Оптимизация режимов систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии», «Альтернативные источники энергии», «Энергетический потенциал возобновляемых энергоресурсов и эффективность его преобразования в электроэнергию», «Основы энергетики», «Микрогидроэлектростанции» и др. В перечисленных дисциплинах предусмотрено использование материально-технического оборудования в виде различных лабораторных стендов.
В данной выпускной квалификационной работе предлагается разработка элементов лабораторного стенда, который является уменьшенным вариантом гидроэлектростанции, демонстрирующий принцип преобразования механической энергии движения воды в электрическую.
✅ Заключение
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы была разработана схема электрическая принципиальная на лабораторный стенд «Рабочие процессы микроГЭС различных типов». Выполнена разработка печатной платы и печатного узла измерителя и разработан корпус пульта управления, отвечающие заданным техническим требованиям.
Была создана библиотека элементов со своими посадочными местами и трехмерными изображениями электрорадиоэлементов. Созданы трехмерные модели печатного узла и корпуса пульта управления с элементами внутри. Создание этих моделей помогло определить компоновку электрорадиоэлементов на печатной плате и внутри корпуса пульта управления. На основе трехмерных моделей были разработаны двумерные чертежи: чертеж крышки корпуса пульта управления, сборочный чертеж печатного узла.
Был разработан перечень графического материала, в который помимо чертежей входят плакаты с трехмерными моделями.
Был произведен расчет эксплуатационной интенсивности отказов элементов, входящих в печатный узел. Суммарная интенсивность отказов составила 3,4588 ∙ 10 a. Наработка на отказ составила 266 300 часов.
Был произведен расчет резонансной частоты печатного узла, при котором были учтены размеры, масса, материал и способ крепления печатного узла. Дополнительно было произведено моделирование вибрационных воздействий в системе САПР. Расчет, помимо сходимости с аналитическим решением, показал что выбранный способ крепления печатного узла удовлетворяет требованиям, предъявляемым к группе М2 по ГОСТ 30631-99.
Была создана библиотека элементов со своими посадочными местами и трехмерными изображениями электрорадиоэлементов. Созданы трехмерные модели печатного узла и корпуса пульта управления с элементами внутри. Создание этих моделей помогло определить компоновку электрорадиоэлементов на печатной плате и внутри корпуса пульта управления. На основе трехмерных моделей были разработаны двумерные чертежи: чертеж крышки корпуса пульта управления, сборочный чертеж печатного узла.
Был разработан перечень графического материала, в который помимо чертежей входят плакаты с трехмерными моделями.
Был произведен расчет эксплуатационной интенсивности отказов элементов, входящих в печатный узел. Суммарная интенсивность отказов составила 3,4588 ∙ 10 a. Наработка на отказ составила 266 300 часов.
Был произведен расчет резонансной частоты печатного узла, при котором были учтены размеры, масса, материал и способ крепления печатного узла. Дополнительно было произведено моделирование вибрационных воздействий в системе САПР. Расчет, помимо сходимости с аналитическим решением, показал что выбранный способ крепления печатного узла удовлетворяет требованиям, предъявляемым к группе М2 по ГОСТ 30631-99.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.