Источник бесперебойного питания

В данной работе будем рассматривать процесс пайки на этапе конструкторской разработки (ОКР). При этом используется ручная пайка, выполняемая электрическим паяльником непрерывного действия мощностью 20...40Вт. При этом удельное образование аэрозоля свинца составляет 0,02...0,04мг/100 паек.

Соответственно сборочному чертежу, в качестве припоя используется оловянно-свинцовый припой марки ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Флюс используется безкислотний -- КЭ ГОСТ 1797-64. Для удаления остатков флюса применяется этиловый спирт. В состав припоя входит олово (Sn) в количестве 60-62% и свинец (Рb) в количестве 38-40%.

Флюс состоит из сосновой канифоли (С2Н3ООН2) в количестве 15-28%, и этилового спирта (С2Н5ОН) в количестве 72-85%.

Свинец является чрезвычайно опасным веществом (класс 1), соответственно ГОСТ 12.1.005-88. ГДК в воздухе рабочей зоны 0,01мг/м3. Олово является веществом умеренно опасным (класс 3). ГДК в воздухе рабочей зоны 10мг/м3. Спирт этиловый является малоопасным веществом (класс 4). ГДК в воздухе рабочей зоны 1000мг/ м3..

Определим концентрацию аэрозоля свинца:

C = 0,6 ? A ? B ? t ? N / V,

где:

A- удельное образование аэрозоля свинца;

B - количество паек в минуту;

N - количество рабочих мест;

V - объем помещения, м3;

t - длительность сборки изделия, час.

В нашем случае:

A = 0,04мг / 100 паек,

B=5, t = 1,2 часа, N = 2, V = 50,44 м.

Тогда:

С = 0,6 ? 0,04 ? 5 ? 1,2 ? 2 / 50,44 = 0,005709 мг/м.

Следовательно, при данных условиях технологического процесса, концентрация аэрозоля свинца в воздухе рабочей зоны не будет превышать предельно допустимую концентрацию 0,01мг/м. Так, как пары свинца не превышают ГДК, то нет необходимости в вентиляции.

3.6 Электробезопасность

В помещение лаборатории не жарко, сухо, и соответственно к ОНТП24-86 и ПУЕ-87 она относится к классу помещений без повышенной опасности поражения персонала электрическим током, поскольку относительная влажность воздуха не превышает 75%, температура не более 35 0С, отсутствующие химически агрессивные среды.

Питание электроприборов внутри помещения осуществляется от трехфазной сети с заземлением, напряжением 220 В и частотой 50 Гц с использованием автоматов токовой защиты. В помещении применена схема заземления.

В анализируемом помещении используются следующие типы электрооборудования:

- ПК Prime Medio 80 - 1 шт.;

- монитор Samsung 730BF (ВДТ) 220В - 1 шт.;

- системный блок 220 В - 1 шт.

Предусмотрено защитное отключение напряжения питания сети при аварийном режиме работы оборудования.

В рассмотренном помещении электропроводка спрятана, проведена в под штукатуркой на высоте 2 м. Силовые проводники, которые соединяют между собой ПК с системным блоком и принтером имеют двойную изоляцию. Штепсельные розетки установлены на высоте одного метра от пола. Выключатели на стенах расположены на высоте 1,75 метра от пола со стороны ручки для открытия двери. Корпус дисплея, клавиатуры и принтера изготовлен из специального материала -- ударопрочного пластика, что делает поражение электрическим током человека, при прикосновении к нему практически невозможным. То есть, специальных мероприятий для электробезопасности применять не нужно.

Корпус системного блока изготовлен из металлических деталей. Соответственно возникает опасность поражения человека электрическим током через нарушение изоляции и перехода напряжения от токоведущих частей. В связи с этим, корпус системного блока, необходимо преднамеренно соединить с нулевым проводом. В помещении примененная схема зануления, где rз (рабочее заземление) избран с учетом использования природных заземлений и повторного заземления нулевого проводника rn=4 Ом, r0=1,0 Ом.

Поражение человека электрическим током может быть в случае:

1. Касания к открытым токоведущим частям;

2. В результате токопроводящих элементов оборудования, которые оказались под напряжением в результате нарушения изоляции или из-за других причин.

Выполним электрический расчет способности защитных автоматов. При расчете тока однофазного короткого замыкания воспользуемся формулой:

Iкз = Uф / (rn + Zт/3),

Где rn - сумма активных сопротивлений фазного и нулевого провода,

rn = rф +r0;

Zт/3 - расчетное сопротивление трансформатора;

В данном случае Uф = 220В , rф = 0,8 Ом , r0 = 1,0 Ом. , Zт/3 = 0,12 Ом.

Ікз = 220 /( (0,8 + 1,0) +0,12) =121,6 А

Определим значение Iср из расчета на то, что автоматический выключатель используется как токовая защита.

Ікз > 1.4 ? Іср

Получаем Iср < 86,8 А.

Заземление сделано посредством гибкого сплетенного медного провода диаметром порядка 1,5 мм2.

Для уменьшения значений напряжений прикосновения и соответствующих им величин токов, при нормальном и аварийном режимах работы оборудования необходимо выполнить повторное защитное заземление нулевого провода. Соответственно ГОСТ-12.2.007.0-75 все оборудование (кроме ЭВМ - II класс) относится к I классу, оно имеет рабочую изоляцию соответственно требованиям ГОСТ 12.1.009-76. Подключение оборудования выполнено соответственно требованиям ПБЕ и ПУЕ. Дополнительные мероприятия по электробезопасности не нужны.

3.7 Пожарная безопасность помещения

Рабочее помещение соответственно ПБЕ та ОНТП 24 -86 по взрывоопасной безопасности можно отнести к категории "В".

Соответственное с ПУЕ класс рабочей зоны помещения по пожарной безопасности П-II а.

Потому, что в рассмотренном помещении находится ПЕОМ, пожар может привести к большим материальным затратам. Следовательно, проведение работ по созданию условий, при которых вероятность возникновения пожара уменьшается, имеет еще более важное значение.

Возможными причинами возникновения пожара в данном помещении:

1. Короткое замыкание проводки;

2. Использование бытовых электроприборов.

3. Несоблюдение условий противопожарной безопасности.

В связи с этим, соответственно ПУЕ, необходимо предусмотреть следующие мероприятия по пожарной безопасности:

- тщательная изоляция всех токоведущих проводников на рабочих местах; периодический осмотр и проверка изоляции;

- строгое соблюдение норм противопожарной безопасности на рабочем месте.

Были соблюдены все требования СНиП 2.01.02-85 и СНиП 2.09.02-85по огнестойкости домов, времени эвакуации в случае пожара, ширине эвакуационных проходов и выходов из помещений наружу.

Помещение оборудовано двумя пожарными датчиками типа ДТЛ, сигнал от которых поступает на станцию пожарной сигнализации (площадь, которая защищается, 2 Ч 15=30м2 ).

Расстояние между датчиками составляет 4 м соответственно ГОСТ 12.4.009-75 та ДБН.

Такое количество датчиков удовлетворяет нормам размещения согласно ДБН, потому что площадь, которая защищается датчиком ДТЛ составляет 15 м2, два датчика защищают площадь помещения 30м2, а площадь помещения лаборатории составляет 19,4 м2.

Помещение оборудовано следующими элементами пожаротушения:

- огнетушитель ОУБ-3 1 шт.;

- огнетушитель ОП-1 “Момент” 1 шт.

Такое количество огнетушителей отвечает требованиям ISO3941-77, которыми предусмотрено обязательное наличие двух огнетушителей на 100м2 площади для помещений типа конструкторских бюро. Выбор вещества -основывается на том, что пожар, который может возникнуть в помещении лаборатории, относится к категории В, потому что пылающими объектами окажутся электроустановки, находящиеся под напряжением. Огнетушительный состав на основе галоидных углеводородов (бромный этил 70%, углекислота 30%) применяется в огнетушителях ОУБ-3, в огнетушителях ОП-1 “Момент” используется порошковые составы, в которые входят кальцинированная сода, стеариновая кислота, графит и др.

Наличие первичных средств пожаротушения и огнетушителей, их количество и содержание отвечает требованиям ГОСТ 12.4.009-75 и ISO3941-77.

В помещении выполняются все требования по пожарной безопасности соответственно требованиям НАПБ А.0.001-95 “Правила пожарной безопасности в Украине”.

В помещении также мается план эвакуации на случай возникновения пожара. Время эвакуации отвечает требованию СНиП 2.01.02-85О, а максимальное удаление рабочих мест от эвакуационных выходов отвечает СНиП 2.09.02-85.

Выводы

В ходе выполнения дипломного проекта был разработан источник бесперебойного питания, который имеет цифровое управление и предназначен для защиты разного рода электронной аппаратуры от проблем, которые могут возникнуть в сети питания.

Проведя анализ существующих на сегодняшний день схем построения подобных систем, была определена и обоснована структурная схема, а именно, устройство имеет структуру построения типа Line-interractive, что позволяет полностью решить требования, выдвинутых к устройству, а также определенные технические требования.

Электрический расчет определил требования к силовым элементам схемы электрической принципиальной, в частности, к силовым ключам, диодам и др.. Также в процессе выполнения дипломной работы были достигнуты соответствующие технические показатели, которые удовлетворяют требования технического задания. А также обеспечен надлежащий уровень качества изделия, что отвечает общепринятым стандартам.

В экономической части дипломного проекта проведен расчет экономических показателей, определена себестоимость и цена устройства, проведена оценка уровня качества, прогнозируемый уровень сбыта.

Данная дипломная работа содержит информацию об условиях, которые должны быть обеспечены на предприятии для нормального труда рабочих и обеспечения должного состояния их здоровья.

Литература

1. В.Г. Костиков, Е.М. Парфенов, В.А. Шахнов «Источники электропитания электронных средств» Москва, Горячая линия - Телеком 2001г.

2. Гребнев В.В. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel.-М.: ИП Радиософт, 2002 - 176 с.: ил.

3. ДСТУ 3169 - 95 (ГОСТ 23585-79) - Монтаж электрической радиоэлектронной аппаратуры и приборов.

4. ДСТУ 3413-96 - Требования к электрическим бытовым сетям.

5. www.fairchild.com K. Zeeman and V. Wadoock “Calculation PWM supply”, 2004.

6. Фрунзе А.В. Микроконтроллеры? Это же просто! Т.1. - М.:ООО ” ИД СКИМЕН”, 2002. - 336 с., илл.

7. Методические указания к дипломному проекту для студентов специальности “Радиотехника” / В.О. Дмитрук, В.В. Лысак, С.М.Савченко, В.І. Правда. - К.: КПІ, 1993. - 20 с.

8. Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для вузов. - 2-е изд. - М.: Горячая линия - Телеком, 2001. - 344 с.: ил.

9. Перельман Б.Л. Полупроводниковые приборы. Справочник - “Солон”, “Микротех”, 1996 г. -176 с.: ил.

10. Конструирование РЭА. Оценка и обеспечение тепловых режимов. Учеб. пособие / В. И. Довнич, Ю. Ф. Зиньковський. - К.: УМК ВО, 1990. -240 с.

11. ГОСТ 27.003-90 - Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.

12. Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М.: Солон-Р, 2001. - 334 с.: ил.

13. ГОСТ 12.2.007.0-75 Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.

14. Размещено на Allbest.ru