– высокая ремонтопригодность;
– не использование в стабилизаторе тока дорогостоящих или редкоиспользуемых компонентов.
В процессе эксплуатации основные параметры стабилизатора тока должны сохраняться в пределах допустимых значений, при этом должна быть обеспечена возможность быстрой и легкоконтролируемой настройки устройства при отклонении параметров от нормы.
Стабилизатор тока эксплуатируется при 1 группе аппаратуры по ГОСТ 11478-88 (в помещениях), и категория исполнения по ГОСТ 15150 – 4.1 (для эксплуатации в помещениях с кондиционированным или частично кондиционированным воздухом).
В таблице 4.1 приведены значения температуры воздуха при эксплуатации.
Таблица 4.1 – Значения температуры воздуха при эксплуатации, оС
| Рабочие | Предельно рабочие | |||
| верхнее значение | нижнее значение | среднее значение | верхнее значение | нижнее значение |
| +25 | +10 | +20 | +40 | +1 |
Рабочие значения влажности воздуха приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Рабочие значения влажности воздуха
| Среднемесячное значение в наиболее тёплый и влажный период и продолжительность воздействия | Верхнее значение | |
| значение | продолжительность, мес. | |
| 65% при 20 оС | 12 | 80% при 25 оС |
4.2 Требования техники безопасности
В стабилизаторе тока должны быть выполнены следующие требования техники безопасности:
– заземлённость металлических блоков стабилизатора тока;
– изолировать доступ к вентилятору;
– кабели, входящие в блоки, должны входить через втулки;
– установка автоматического отключения блока стабилизатора тока при выходе из строя вентилятора.
4.3 Требования технологичности
Разрабатываемый стабилизатор тока предусматривается изготавливать в единичном производстве на предприятии не имеющего радиотехнической направленности.
Стабилизатор тока должен быть высокотехнологичным. Это позволит снизить себестоимость каждой выпускаемой единицы, уменьшить количество необходимого оборудования, временных и сырьевых затрат при производстве.
В качестве основных рекомендаций к повышению технологичности стабилизатора тока можно выделить следующие:
– стремиться ограничить число оригинальных изделий элементной базы, повсеместно использовать стандартные элементы;
– обеспечить высокий коэффициент заполнения блока по объёму;
– стремиться исключить наличие дополнительных экранов и экранируемых элементов за счет правильной компоновки элементов на платах;
– использовать, по возможности, типовые и хорошо отработанные технологические процессы, имеющие минимальную протяженность и затраты ресурсов;
– по возможности применять БНК (так как единичное производство).
Многие требования к технологичности противоречат остальным требованиям к изделию, поэтому необходимо выбрать оптимальный вариант решения.
4.4 Требования теплового режима
Требования к тепловому режиму в стабилизаторе тока очень актуальны, поэтому выделяются следующие требования:
– для обеспечения нормального теплового режима проанализировать и произвести корректировку стабилизатора тока;
– мощные элементы (дроссели) вынести за пределы блока стабилизатора тока;
– выполнить расчёт мощных транзисторов и при необходимости установить их на радиаторы.
Наиболее распространёнными являются следующие, перечисленные ниже, виды радиаторов.
Пластинчатые: в виде пластин, угольников – наиболее просты в изготовлении (изготавливаются из листовых материалов, штамповкой) и используются при сравнительно небольших мощностях.
Ребристые: односторонние и двусторонние – являются более эффективными по сравнению с пластинчатыми, однако сложнее в изготовлении. Их можно изготовить методами литья либо механической обработки.
Штыревые и игольчатые радиаторы – наиболее эффективные, но и более сложные в изготовлении (изготавливаются с помощью литья).
4.5 Требования эргономики и эстетики
Из всех эргономических показателей наиболее важными являются психофизиологические показатели человека и их доминирующий фактор – зрение. Это обусловлено тем, что с помощью зрения человек получает 80 ... 90 % всей информации. Поэтому при проектировании РЭС необходимо выполнить эргономический анализ создаваемой конструкции и убедиться в том, что:
– выбор формы изделия и соотношение размеров его сторон, цветовое решение передней панели и корпуса обеспечивают оптимальный режим работы оператора;
– расположение приборов и органов управления обеспечивает удобное положение человека при работе;
– рука при перемещении органа управления не закрывает шкалу индикатора;
– режим работы оператора допускает правильное чередование работы и отдыха, а также динамических и статических видов нагрузки;
– существует соответствие между перемещением органов управления
и вызванными ими эффектами;
– органы управления и индикации размещены в последовательности, соответствующей порядку выполнения операций;
– физическая и психофизиологическая нагрузка при работе соответствует возможностям оператора.
С учётом того, что аппаратура будет выставлена на рынок данного технологического оборудования, она должна отвечать эстетическим требованиям.
5 Обеспечение технических требований
5.1 Обеспечение эксплуатационных требований
Управление стабилизатором тока происходит через блок управления, который вынесен в соседнее помещение, где находится рабочее место оператора управляющего стабилизатором тока и установкой плазменного напыления.
В блоке управления установлены четыре шкальных амперметра, которые позволяют визуально определить допустимые пределы отклонения параметров стабилизатора тока, в отличие от цифровых амперметров.
Стабилизатор тока имеет высокую ремонтопригодность, которая обеспечивается взаимозаменяемостью созданных основных блоков. Также извлечение плат запуска и управления не влечёт разрушения электрических соединений, так как платы фиксируются при помощи направляющей планки, а электрическое соединения обеспечиваются с помощью розеток установленных на основном блоке и вилок установленных на платах запуска и управления.
Условия эксплуатации стабилизатора не жёсткие, поэтому не применяются специальные меры защиты от вредных факторов.
В качестве материалов ПП выбран стеклотекстолит СФ-1-35-1,0
ГОСТ 10316-78, это обусловлено наличием в стабилизаторе тока вентилятора, который создаёт вибрации в блоке стабилизатора тока.
Весь крепеж, применяемый в стабилизаторе тока имеет стопорение.
В подразделе 8.3 произведён расчёт винта на срез.
5.2 Обеспечение требований техники безопасности
Все блоки стабилизатора тока имеют металлические корпуса, поэтому на каждом блоке имеется клемма заземления, которая исключает случайное поражение электричеством оператора и обслуживающего персонала.
В блоке стабилизатора тока установлен вентилятор, поэтому используется специальный каркас, изготовленный на заводе “Мотор-Сич”, который исключает случайное прикасание к вентилятору.
Блок управления и блок дросселей имеют резиновые втулки, через которые входят кабели, что обеспечивает сохранность кабеля от повреждения.
Питание 380В/50Гц подходит к блоку стабилизатора тока, в котором установлен двухполюсный переключатель, который обеспечивает отключение от сети. Питание 1200А/70В подходит к блоку через кабели, которые присоединяются к панели входа/выхода. Питание 1200А/70В обесточивается при отключении рубильника, который находится вне блока стабилизатора (рубильник установлен на щите сети).
В цепи питания 380В/50Гц установлены предохранители на 1А, которые обесточивают отключение блока при превышении тока сети.
Защита от поражения электричеством об оголённые контакты элементов опасные для жизни, обеспечивается за счёт надевания на них изоляционных трубок.
Сечение провода в стабилизаторе тока больше расчётного, что обеспечивает запас от перегрева, и тем самым защиту от выхода из строя проводов.
В стабилизаторе тока предусмотрена механическая блокировка блока, то есть при открытии блока происходит автоматическое отключение от питания.
В блоке стабилизатора тока установлен вентилятор, выход которого из строя приводит к нарушению теплового режима блока, поэтому в верхней части блока установлено воздушное реле, которое срабатывает при уменьшении воздушного потока от вентилятора.
5.3 Обеспечение требований технологичности
Разрабатываемый стабилизатор тока изготавливается в единичном производстве на предприятии, не имеющем радиотехнической направленности.
В стабилизаторе тока применена стандартная элементная база, количество оригинальных элементов сведено к минимуму (4 дросселя).
В стабилизаторе тока обеспечен высокий коэффициент заполнения блока, с учётом обеспечения теплового режима, что удалось выполнить при использовании вентилятора.
При компоновке и разводке плат были учтены все требования, которые предъявляются к данному типу изделиям.
Использовались типовые и хорошо отработанные технологические процессы, имеющие минимальную протяженность и затраты ресурсов.
Хоть стабилизатор тока изготавливается на предприятии не имеющего радиотехнической направленности, изготовление плат заказывается предприятию с радиотехнической направленностью.
Платы односторонни, что повышает автоматизацию.
Для быстроты настройки готовых стабилизаторов тока, чтобы привести в норму их параметры, подстроечные резисторы устанавливаются на платах в доступном для регулировке месте.
На платах и внутренних стенках стабилизатора тока нанесена частичная маркировка, которая позволит сократить время на сборку и ремонт.