Конструирование НКУ

1.6. Конструирование НКУ

1.6.1. Обеспечение теплового режима

В защищенных НКУ установленная внутри оболочки аппаратура выделяет значительное количество тепла, которое может нарушать тепловой режим устройства.

Перенос тепловой энергии от одной части НКУ в другую ее часть или в окружающую среду называют теплообменом. Теплообмен осуществляется теплопроводностью (кондукцией), конвекцией и излучением. В реальных условиях все эти три способа переноса энергии существуют одновременно и в совокупности определяют тепловой режим устройства.

Относительно точный расчет теплового режима возможен только для простых устройств; для сложных НКУ с большим количеством источников тепла, расположенных в различных точках оболочки, расчет носит оценочный характер, необходимый для установления исходных параметров конструкции.

При нормальных климатических условиях и при естественном охлаждении от наружных поверхностей оболочки конвекцией отводится более 80% тепла, приблизительно 10% излучением и 10% теплопроводностью.

По тепловому режиму НКУ можно разделить на теплонагруженные и нетеплонагруженные. Оценка тепловой нагруженности проводится по тепловому потоку, проходящему через единицу поверхности. Нагрузка до 0.05 характеризует малую нагрузку, свыше 0.05- большую.

Системы охлаждения по физическому состоянию охлаждающей среды могут быть:

естественно-воздушные……………….…….…………

принудительно-воздушные…………………………….…...

жидкостные…………………………………………….…

испарительные…………..…………………………

Превышение температуры внутри оболочки над температурой окружающей среды не должно нарушать работоспособность установленной аппаратуры.

Ориентировочно в устройствах с малой тепловой нагрузкой при естественной конвекции такое превышение допускается: до 30 - в НКУ с релейно-контакторной аппаратурой и до 20 - в устройствах с бесконтактными элементами.

Для обеспечения теплоотвода с помощью естественного охлаждения  конструкция должна отвечать следующим требованиям:

а)         Обеспечивать хорошее обтекание холодным воздухом всех элементов, особенно теплонагруженных.

б)         Теплонагруженные элементы должны располагаться ближе к стенкам.

в)         Теплочувствительные элементы должны быть защищены от обтекания нагретым воздухом.

г)         От воздействия лучистой энергии теплочувствительные элементы должны защищаться экранами.

д)         Теплонагруженные блоки, аппараты, приборы должны отстоять от основания и стенок оболочки и друг от друга не менее чем на 20 мм для

свободного протекания воздушных потоков.

е)         Теплонагруженные элементы должны иметь хорошие тепловые контакты с несущими узлами конструкции.

Жалюзи в вертикальных, нижних и боковых частях оболочки способны отвести до 60-80% выделяемого тепла. Коэффициент перфорации (отношение площади перфораций к площади кожуха) не должен быть меньше 20%. В верхней части оболочки в крышке часто делают окно, занимающее до 70% всей

площади верхней поверхности. Окно закрывают крышкой, оставляя зазор 10 мм.

Условия охлаждения НКУ, расположенных в оболочках со степенью защиты IP 54 на 25-30% хуже, чем в оболочках IP 22.

Системы охлаждения принудительной вентиляцией делятся на приточные и вытяжные. Приточные системы позволяют создать хороший воздушный напор, но не всегда удается избежать аэродинамических теней и застойных зон. Вытяжная система значительно улучшает равномерность обтекания воздухом всех элементов, однако здесь вентилятор работает в неблагоприятных условиях, для такой системы требуются более мощные (на 30-45%) вентиляторы. Необходимо учитывать, что при значительных скоростях воздуха (выше 12 м/c) в вентиляционных каналах возникают шумы, которые создают ненормальные условия для работы обслуживающего персонала. Стремление уменьшить эти шумы до 65-75дБ на расстоянии 1 м заставляет снизить скорость потока до 8 м/с.

1.6.2. Экранирование и заземление

Устойчивость работы любой бесконтактной схемы управления зависит от паразитных монтажных связей, которые могут возникнуть при неудачном расположении элементов и соединяющих их проводников. Паразитная генерация может возникнуть в очень широком спектре частот: от единиц герц до нескольких мегагерц, что затрудняет борьбу с ней. Причиной низкочастотных колебаний являются паразитные утечки в конденсаторах, блуждающие токи в конструкциях, токи, возникающие под действием нескомпенсированных магнитных полей, и т. д.

Паразитные наводки разделяют на электромагнитные, электростатические и кондуктивные.

Электромагнитные наводки возникают из-за протекания тока по проводам и катушкам индуктивности; электростатические вызываются

электростатическими полями, создаваемыми паразитными емкостями или разностью потенциалов между различными близкорасположенными элементами;

кондуктивные возникают из-за наличия общей нагрузки полезного и наводимого сигналов.

Для устранения влияния паразитных наводок рекомендуется применять конструктивные меры, показанные ниже. Каждый электронный узел (ячейка, блок, кассета), подверженный опасности наводок, должен иметь только одно соединение с шиной заземления. Провода, по которым проходят импульсные сигналы с крутыми фронтами или сигналы от источников с большим внутренним сопротивлением, должны быть экранированными.

Для уменьшения помех частотой свыше 1 кГц экраны проводов заземляются с двух концов, при частотах ниже 1 кГц – с одного конца, со стороны источника сигнала.

Если устройство управления, например регулятор электропривода, состоит из нескольких блоков, кассет, то провода между ними, по которым проходят сигнальные цепи, цепи обратной связи, должны быть объединены в один жгут или кабель. Благодаря этому токи, протекающие в прямом и обратном направлениях, будут скомпенсированы и их результирующее магнитное поле будет нулевым. Провода от переменного источника питания должны быть переплетены. Несущие конструкции должны быть соединены с общей шиной заземления, но не должны служить сами такой шиной. Шина заземления должна

быть изолирована от металлических частей конструкции и проходить через всю конструкцию. Электрическое сопротивление переходных контактов между соединенными частями конструкции должно быть не менее , а общее сопротивление на любом участке конструкции от одной до другой точки соединения не должно превышать .

Похожие работы

Модернизация электроснабжения системы электропривода подъемной установки ствола СС-3 рудника "Таймырский"

Скачать

174397

8

0

... от переподъемов, нулевую и максимальную защиты. -  предусматривать остановку сосудов в промежуточных точках ствола. световую сигнализацию о режимах работы подъемной установки в здании подъемной машины, у оператора загрузочного устройства, у диспетчера. Современные регулируемые электроприводы постоянного тока для автоматизированных подъемных установок выполняют на основе двигателей постоянного ...

Автоматизированная система информационной поддержки наладочных работ электропривода в TrendWorX32

Скачать

99533

9

25

... при механических, климатических и специальных воздействиях окружающей среды; - специальные требования по защите информации. Построение «автоматизированной системы информационной поддержки наладочных работ электропривода» Дано: 1          Объект информатизации 2          Ограничения 3          Критерий 4          База данных 5          Классификатор характеристик 6          Пакет программ ...

Проект модернизации электропривода скребкового конвейера ОАО «Нойзидлер Сыктывкар»

Скачать

60273

9

51

... с короткозамкнутым ротором (КЗР) с характеристиками, не уступающим характеристикам двигателей постоянного тока (ДПТ). 3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.   3.1 Требования к электроприводу скребкового конвейера применительно к условиям данного цеха. При проектирование электрооборудования и устройств автоматики следует учесть что, цех РОЦ ...

Разработка системы управления электроприводом

Скачать

8849

6

13

... При разработке конструкции блока управления необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на конструктивное исполнение блока. Будем считать, что плата модуля управления входит в общий блок системы управления, т.е. является отдельным её модулем. Модуль управления вставляется в общий блок по направляющим, позволяющим точно совместить разъём с ответной частью. Для удобства монтажа на передней панели ...