Проектирование электротехнических устройств

Тема 1.1. Этапы проектирования электроустановок

Проектирование электротехнических устройств

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

ГБПОУ РК «Керченский политехнический колледж»

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

По дисциплине ОП.10 «Основы проектирования и конструирования электрооборудования»

Студента (ки) 3 курса

Группы МЭПЗ- —

______________________________________________________________________

специальность  08.02.09  «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»

Консультации –                            Четверг – 14.50 ÷ 15.50

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Курс№ семестраМаксимальная учебная нагрузкав часахОбъем времени, отведенный на освоение учебной дисциплиныКол-во контрольных работФорма контроля(за семестр)
Обязательная аудиторная учебная нагрузка в часах Самостоятельная работа обучающегося в часах
Всего, часов в т.ч. лабораторные работы, практические занятия, часов
3 6 68 45 — /16 23 Диф. зачет
Всего 68 45 — /16 23 Диф. зачет

Общий объем дисциплины – 68 часов, из них: лекций — 29 часов, практических работ – 16 часов, самостоятельная работа — 23 часа.

Дисциплина изучается 1 семестр, включает в себя 2 раздела, по завершении каждого раздела проводится зачет. В конце семестра – зачет по практическим работам и дифференцированный зачет по дисциплине.

ЛИТЕРАТУРА

1. К.К. Александров. Электротехнические чертежи и схемы. Москва. Энергоатомиздат. 1990.

2.  С.Т.Усатенко, М.В.Терехова. Графическое оформление электрических схем по ЕСКД. Киев. ЛВК. 2003.

3. В.Н. Винославский. Проектирование систем электроснабжения. Киев. Вища школа. 1981.

4. В.А. Козлов. Справочник по проектированию электроснабжения городов. Ленинград. Энергоатомиздат. 1986.

5. Г.М. Кнорринг. Справочник по проектированию электрического освещения. Ленинград. Энергия. 1976.

6. А.С. Клюев. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Москва. Энергоатомиздат. 1990.

Раздел 1. Основные требования к технической документации при проектировании электроустановок.

Тема 1.1. Этапы проектирования электроустановок.

1.1.1. Роль проектирования в научно-техническом прогрессе. Задачи проектирования и конструирования. Основные термины и определения.

Развитие материально-техничес­кой базы страны может осуществ­ляться на основе кардинального уско­рения научно-технического прогрес­са, обновления производственного аппарата путем широкого внедрения передовой техники, улучшения усло­вий труда и значительного повыше­ния его производительности. Научно-исследовательские, проектно-изыскательские и конструкторско-технологические организации решают задачи создания принци­пиально новой техники, обеспечиваю­щей революционные перемены в про­изводстве, улучшение качества про­дукции.

В связи с развитием электротех­нической промышленности, услож­нением конструкции электротехни­ческих машин, приборов, сооружений увеличивается поток технической до­кументации: чертежей, схем, тексто­вых документов.

Появляются новые виды документов: программы, алго­ритмы, чертежи и схемы, выполняе­мые в системах автоматизированного проектирования (САПР).

Вопросы разработки, оформления и обраще­ния технической документации выра­стают в серьезные проблемы.

Трудно переоценить роль чертежа в творческой деятельности инженера и техника. На протяжении многих столетий чер­тежи являются наиболее употребляе­мым средством выражения информа­ции об устройстве технического объекта.

Обычно под чертежом пони­мают изображение какого-либо тех­нического объекта или его части, вы­полненное с использованием чертеж­ных инструментов при соблюдении определенных правил черчения. Если необходимо представить только струк­туру технической системы и связи составляющих ее элементов между собой, применяется схема.

В тех слу­чаях, когда чертежа и схемы недо­статочно для передачи технической информации, используют техничес­кие описания на обычном речевом языке, диаграммы, функциональные зависимости, таблицы и другие сред­ства фиксирования и передачи ин­формации.

Проектирование — это процесс создания проекта, прототипа, прооб­раза предполагаемого или возмож­ного технического решения изделия в промышленности или сооружения в строительстве. Проектирование представляет собой процесс описания свойств объекта, кото­рый предполагается изготовить или соорудить.

Проект содержит исход­ные данные, необходимые для после­дующего изготовления техничес­кого объекта. Обычно проект состоит из комплекта доку­ментов, в которых содержится ин­формация об устройстве, составе, принципе действия, условиях экс­плуатации проектируемого техничес­кого объекта. При проектировании объекта (машины, электроустановки, аппа­рата, сооружения и т.д.

) чертежи, схемы и описания рассматриваются как технические документы, содер­жащие определенную информацию, предназначенную для передачи от проектировщика и конструктора к из­готовителю и заказчику. Документация, выпускаемая в процессе проектирования, носит на­звание проектной документации, проектно-конструкторской докумен­тации или конструкторской докумен­тации.

Проектно-конструкторскую документациюсоставляют графические и текстовые документы, которые определяют кон­струкцию технического предмета и содержат данные, необходимые для его разработки, изготовления, конт­роля, приемки, эксплуатации и ре­монта проектируемого объекта.

Термин «конструкция» означает строение, устройство, построение, сооружение. В электротехнике конструк­ция — это схема, устройство и прин­цип работы электроустановки, а также сама электроустановка и ее составные части.

Конструкция предусматривает взаимное располо­жение частей и элементов техничес­кого предмета, способ их соединения, взаимодействия, а также материал, из которого составные части (эле­менты) должны быть изготовлены.

Электроустановка – это совокупность машин, аппаратов, вспомогательного оборудования и линий электрической связи, предназначенных для производства, преобразования, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другие виды энергии. Примеры электроустановок: генератор на гидроэлектростанции, трансформаторная подстанция, воздушная или кабельная линия, распределительное устройство, установка электрического освещения, компрессорная или насосная установка, металлорежущий станок и т.д.

Графический проектно-конструкторский до­кументсодержит информацию в виде графического изображения техни­ческого предмета. Графическое изображение — это воспроизведение комплекса геометри­ческих свойств предмета в образной форме, т. е. в образном представ­лении при помощи средств графики (линий, штрихов, точек).

К графическим конструкторским документам относятся чертежи и схемы. Чертеж— документ, содер­жащий изображение технического предмета или его составной части и другие данные, поясняющие функ­циональное назначение предмета и по­зволяющие его изготовить.

Схема— документ, содержащий условные гра­фические изображения составных частей объекта и связи между составными частями.

Текстовые проектно-конструкторские доку­ментысодержат речевую информа­цию на естественном или формализо­ванном языке.

Текстовые документы подразделяют на документы, содер­жащие в основном сплошной текст (технические условия, технические описания, расчеты, пояснительные записки, паспорта, инструкции и т. д.

), и документы, содержащие текст, разбитый на графы (специфи­кации, ведомости, перечни элементов, таблицы и т. д.).

Правила выполнения документов, их виды и комплектность при проек­тировании изделий и сооружений устанавливают стандарты на конст­рукторскую и проектную документа­цию. Стандарт представляет собой совокупность правил, норм, требова­ний, используемых при разработке и оформлении конструкторских доку­ментов.

Государственные стандарты уста­навливают единые, общие правила выполнения и обращения конструк­торской и проектной документации и обязательны к применению всеми предприятиями, организациями и учреждениями  России. Отраслевые стандарты обязатель­ны для всех предприятий и организаций данной отрасли.

Стандарты предприятий (объеди­нений) обязательны только для пред­приятия (объединения), утвердивше­го данный стандарт.

 Существует несколько систем го­сударственных стандартов, опреде­ляющих правила оформления техни­ческой документации.

Основной среди них является Единая система конст­рукторской документации (ЕСКД), которая содержит комплекс государ­ственных стандартов, устанавливаю­щих правила и положения по оформ­лению, разработке и обращению конструкторских документов на из­делия, выпускаемые предприятиями России. Правила и положения ЕСКД распространяются также на научную и учебную лите­ратуру.

При проектировании и конструировании электроустановок обязательно должны учитываться требования, которые изложены в «Правилах устройства электроустановок».

1.1.2. Процесс разработки и постановки новых изделий на производство.

Потребность страны в необходи­мых изделиях и растущий спрос насе­ления на разнообразные товары тре­буют от промышленности выпуска продукции, воплощающей в себе по­следние достижения научной мысли, соответствующей самым высоким технико-экономическим, эстетичес­ким и другим потребительским тре­бованиям и конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынке.

Эта задача решается путем ра­циональной организации процесса разработки и постановки на произ­водство изделий новой техники. Раз­работка и постановка продукции на производство в общем случае преду­сматривают проведение следующих работ (ГОСТ 15.

001-73): а) разра­ботка, согласование и утверждение технического задания; б) разработка и экспертиза технической документа­ции; в) изготовление опытных образ­цов (опытных партий); г) испытание и приемка опытных образцов (опыт­ных партий); д) принятие решения о постановке продукции на произ­водство; е) подготовка производства продукции; ж) освоение производст­ва продукции.

Выпуск продукции предприятием включает в себя изготовление раз­личных технических объектов, ко­торые определяются термином «изде­лие». По ГОСТ 2.101-68 изделие представляет собой любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на пред­приятии.

Установлены следующие виды из­делий:

а) деталь — изделие, изготовлен­ное из однородного по наименова­нию и марки материала без приме­нения сборочных операций;

б) сборочная единица — изделие, составные части которого подлежат соединению на предприятии-изгото­вителе сборочными операциями;

в) комплекс — несколько изде­лий, не соединенных сборочными опе­рациями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных экс­плуатационных функций;

г) комплект — набор деталей или сборочных единиц, имеющих общее эксплуатационное назначение вспо­могательного характера.

На основании изучения потреб­ностей общества определяются тех­нико-экономические показатели но­вых изделий. Продукция, подлежа­щая разработке и постановке на про­изводство, по техническому уровню и качеству должна соответствовать требованиям высшей категории ка­чества на момент освоения ее произ­водства.

Требования, заложенные при разработке продукции, должны гарантировать возможность ее вы­пуска с показателями, находящимися на уровне лучших отечественных и мировых достижений или превосхо­дящими их и обеспечивающими кон­курентоспособность на внешнем рын­ке, экономическую эффективность и удовлетворение потребностей народ­ного хозяйства, населения и экс­порта.

Технико-экономические показатели новой продукции оформляются в виде заявки (ГОСТ 15.001-73) на разработку и освоение, которую со­ставляет организация-заказчик.

В этой заявке указываются наименова­ние продукции, цель и назначение разработки, предполагаемый разра­ботчик, ориентировочная потреб­ность в заказываемой продукции на определенный срок, сроки изготовле­ния опытного образца, начало про­мышленного производства и поставки, источники финансирования. Заявка передается организации-раз­работчику для выработки техничес­кого задания.

Начальным этапом комплекса ра­бот по созданию, освоению и внедре­нию новой техники являются научно- исследовательские работы (НИР), которые проводятся в целях полу­чения научно обоснованных исход­ных данных для разработки техни­ческого задания на новую и модерни­зированную продукцию.

Основанием для проведения НИР является заказ-наряд (договор). Проведение НИР подразделяется на следующие этапы: разработка технического задания на выполнение НИР;  выбор направления исследо­вания; теоретические и экспери­ментальные исследования; обоб­щение и оценка результатов иссле­дований.

Обязательным исходным доку­ментом, определяющим цель, содер­жание, порядок проведения работ, а также намечаемый способ реализа­ции результатов НИР, является тех­ническое заданиена выполнение НИР, которое в общем случае долж­но состоять из следующих разделов: основание для проведения работ, этапы НИР, основные требования к выполнению НИР, способ реализа­ции результатов НИР, перечень тех­нической документации, предъяв­ляемой по окончании работ, порядок рассмотрения и приемки НИР, техни­ко-экономическое обоснование, при­ложения.

Этап «Выбор направления исследования» выполняют для системати­зированного анализа исследуемого вопроса и выявления на его основе направления исследований.

Этап «Теоретические и экспери­ментальные исследования» проводят в целях получения необходимых тео­ретических обоснований предлагае­мого решения по объекту исследова­ния, подтвержденных, как правило, экспериментальными исследования­ми.

Рекомендации законченных НИР должны обеспечивать возможность создания продукции, соответствую­щей по своему техническому уров­ню высшей категории качества с уче­том научного прогнозирования на период ее производства и рациональ­ного использования сырья, материа­лов, топлива и энергии.

На этапе «Обобщение и оценка результатов исследований» состав­ляют отчет о НИР. Отчет должен содержать обобщение результатов работ, проведенных на всех этапах НИР, и рекомендации по разработке продукции. Общие требования, струк­тура и правила оформления отчета приведены в ГОСТ 7.32-81.

Для выявления наиболее эффек­тивных решений по результатам НИР могут быть проведены опытно-конст­рукторские работы (ОКР). Опытно-конструкторские работы выполняются в соответствии с техни­ческим заданием для разработки кон­структорской документации на изде­лие, включая приемочные испытания опытных образцов (опытных пар­тий).

Источник: https://studopedia.ru/20_88477_tema--etapi-proektirovaniya-elektroustanovok.html

Проектирование электротехнических устройств (стр. 1 )

Проектирование электротехнических устройств

Проектирование электротехнических устройств

Конспект лекций

Под проектированием понимают процесс, при котором исходная информация о проек­тируемом объекте преобразуется в комплекс конструкторско-технологических документов для его изготовления с помощью соответствующей технологии.

Исходная информация обычно заключена в техническом задании (ТЗ), содержащем помимо выполняемой функции объекта проектирования количественные требования к его функциональным параметрам.

Классификация объектов проектирования

Техническая система (ТС) — это совокупность технических устройств, предназначенных для преобразования энергии и информации, созданная с целью удовлетворения потребностей общества.

ТС можно разделить на подсистемы, предназначенные для выполнения отдельных функций, необходимых для работы системы в целом (выработка, передача, распределение эл. энергии, система автоматического управления и защиты).

ТС, в данном Случае объекты проектирования классифицируются по следующим признакам.

а) По физическим принципам работы ТС делятся на механические, гидравлические, электрические, радиоэлектронные и т. д. в большинстве современных сложных ТС используют­ся несколько физических принципов, что отражается и в их названии: электромеханические системы, оптоэлектронные и т. п.

б) По условиям эксплуатации ТС делятся на наземные, морские, космические и т. д.

в) По характеру основных физических процессов (и соответственно их математическому описанию) ТС делятся на непрерывные и дискретные.

Объекты проектирования можно разделить на изделия и процессы, а процессы в свою очередь, на технологические и вычислительные.

Основные принципы проектирования сложных объектов

1. декомпозиция и иерархичность описаний объектов:

2. многоэтапность и итерационность

3. типизация и унификация проектных решений и средств проектирования

Иерархические уровни описаний проектирования объектов

Разделение описаний по степени детализации отображаемых свойств и характеристик объекта лежит в основе блочно-иерархического подхода к проектированию и приводит к появлению иерархических уровней (уровней абстрагирования).

На уровне 1 (верхний уровень) сложный объект S рассматривается как система S состоящая из n взаимосвязанных и взаимодействующих элементов Sj.

Каждый из элементов Sj, в свою очередь так же рассматривается как система из n взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, уровень 2.

Элементами системы Sj являются объекты Sji, j = 1.2….,mi (mi количество элементов в описании системы Sj). Чем сложнее проектируемый объект, тем больше у него иерархических уровней.

Как правило выделение элементов Sji происходит по функциональному признаку. Подобное разделение продолжается вплоть до получения на некотором уровне элементов, описание которых дальнейшему делению не подлежит. Такие элементы по отношению к объекту проектирования S, называются базовыми элементами.

Рис. . Разделение объекта на иерархические уровни.

Таким образом принцип иерархичности это структурирование представлений об объектах проектирования по степени детальности описания. Примеры

1. Система электроснабжения (СЭС) — естественная иерархия: источник (эл. станция) — системная подстанция (ГПП) предприятия — распределительные устройства (РУ) – цеховые подстанции – распределительный пункт — потребители.

К базовым элементам относят элементы принципиальных эл. схем (тр-ры, кабельные и воздушные линии, коммутационные аппараты). Из этих элементов образуются функциональные узлы: РУ, ТП, которые входят в состав более сложных структур.

А уже из этих схем компонуются СЭС предприятия.

2. Электрический двигатель (ЭД):

Базовые единицы — винт, шпонка, вал…

Сборочные единицы — сердечники, обмотки, ротор, статор, корпус…

Агрегат — собственно (ЭД).

Комплексы — электродвигатель + технологический агрегат + система управления

= станок, компрессорная или насосная станция.

Аспекты описаний проектируемых объектов

Декомпозиция описаний по характеру свойств отображаемого объекта позволяет выделить функциональный, конструкторский и технологический аспекты описаний.

Функциональный аспект — связан с отображением основных принципов функционирования, характера физических и информационных процессов, протекающих в объекте, и находит выражение в принципиальных, структурных, кинематических схемах и сопровождающих их документах.

Конструкционный аспект — связан с реализацией результатов функционального проектирования, т. е. с определением геометрических форм объектов и их взаимным расположением в пространстве.

Технологический аспект относится к реализации результатов конструкторского проектирования, т. е. связан с описанием методов и средств изготовления объектов.

Возможно более дифференцированное описание свойств объектов. Например, функциональный аспект можно разделил, по физическим основам описываемых явлений на аспекты электрический, механический, гидравлический, химический и т. д. При этом в описаниях электромеханической системы появляются описания электрической и механической подсистем.

Составные части процесса проектирования

Проектирование как процесс развивающейся во времени расчленяется на стадии, этапы, проектные процедуры и операции.

При проектировании сложных систем выделяют стадии:

1. предпроектных исследований, технического задания и технического предложения (стадии научно — исследовательских работ — НИР);

2. эскизного проекта (стадия опытно — конструкторских работ — ОКР);

3. технического проекта;

4. рабочего проекта;

5. испытаний и внедрения.

На стадии 1: на основании изучения потребностей общества в получении новых изделий, научно-технических достижений в данной и смежных отраслях промышленности и имеющихся ресурсов определяют назначение, основные принципы построения технического объекта и формируют техническое задание на его проектирование.

На стадии 2: проверяется корректность и реализуемость основных принципов и положений, определяется функционирование будущего объекта и создается его эскизный проект.

На стадии 3: выполняется всесторонняя проработка всех частей проекта, конкретизируются и детализируются технические решения.

На стадии 4: формируется вся необходимая документация для изготовления изделия.

На стадии 5: создается и испытывается опытный образец или пробная партия изделий. По результатам испытаний вносятся необходимые коррективы в проектную документацию, после чего осуществляется внедрение в производство на выбранном предприятии.

Этаппроектирования

Это часть процесса проектирования, включающая в себя формирование всех требующихся описаний объекта, относящихся к одному или нескольким иерархическим уровням и аспектам.

Часто названия этапов совпадают с названиями соответствующих иерархических уровней и аспектов.

Пример. Проектирование СЭС:

1. Расчёт нагрузок

2. Выбор схемы электроснабжения.

3. Выбор напряжения распределительной сети (6, 10 KB).

4. Расчёт токов КЗ. и выбор электрических аппаратов.

Составные части этапа проектирования называются проектными процедурами. Проектная процедура — часть этапа, выполнение которой заканчивается получением проектного решения.

Пример:

1. Расчёт нагрузок — определение центра электрических нагрузок (ЦЭН).

2. Выбор схемы электроснабжения — расчёт КУ для компенсации реактивной мощности.

Более мелкие составные части процесса проектирования, входящие в состав проектных процедур, называются проектными операциями. Пример:

1. Определение ЦЭН каждою цеха

2. Определение категорийности электроснабжения отдельных цехов

Т. о. понятия уровня и аспекта относятся к структурированию представлений о проектируемом объекте, а понятие этапа, проектной операции, процедуры — к структурированию процесса проектирования.

Нисходящее и восходящее проектирование

Если решение задач высоких иерархических уровней предшествует решению более низких иерархических уровней, то проектирование называется нисходящим. Если раньше выполняются этапы связанные с низшими иерархическими уровнями, проектирование называется восходящим.

Пример: Нисходящее:

проектирование ЭД — задаются базовые размеры двигателя и в процессе проектирования определяются размеры сердечников ротора статора, расчёт обмотки, форма и размер пазов

Восходящее:

проектирование СЭС — определяются нагрузки отдельных присоединений, схемы электроснабжения этих присоединений, затем схема электроснабжения питающей подстанции

В обоих случаях из-за отсутствия исчерпывающей исходной информации имеют место отклонения от потенциально возможных оптимальных технических результатов.

Т. к. в том и другом случае принимаемые проектные решения могут не оправдаться с точки зрения проектирования системы в целом, часто требуется повторное выполнение проектных процедур предыдущих этапов после выполнения проектных процедур последующих этапов.

Такие повторения обеспечивают последовательное приближение к оптимальным результатам и обуславливают итерационный характер проектирования.

Пример: Э. Д — выбранные форма и размеры пазов могут не обеспечить необходимого значения электромагнитного значения

Итерационность — это важнейший принцип проектирования. Итерации могут выполняться внутри одного этапа проектирования и между группами этапов.

Виды описания проектируемых объектов и классификация их параметров

Исходные описания проектируемых объектов часто представляют собой ТЗ на проектирование.

ТЗ:

1. Назначение объекта

2. Условия эксплуатации ( окружающей среды, напряжение питания, нагрузка)

3. Требования к выходным параметрам, т. е. величинам, характеризующим свойства объекта, интересующие потребителя, эти требования выражены в виде условий работоспособности:

где – i-й выходной параметр;

– норма i-гo выходного параметра.

Пример: расход топлива на на 100 км < 8л; потери в СЭС < 7 %; К. П.Д. электродвигателя > 80 %.

Окончательное описание проектируемого объекта представляет собой полный комплект схемной, конструкторской и технологической документации, оформленной и соответствии с ЕСКД и предназначенной для использования в процессе изготовления и эксплуатации того объекта.

Математическое описание объекта. Важнейшее значение имеют математические модели (ММ) объектов проектирования, т. к. выполнение проектных процедур при автоматизированном проектировании основано на оперировании этими моделями.

ММ — используют для описания проектируемого объекта средства и язык математики. ММ технической системы — это система математических объектов (чисел, переменных, матриц множеств и т. п.) и отношений между ними, отражающих свойства технической системы, существенные с позиции инженера.

Среди свойств системы, отражаемых на определённом иерархическом уровне, в ММ, различают свойства системы, элементов системы и внешней среды, в которой должна функционировать техническая система.

Количественное выражение этих свойств осуществляется с помощью величин, которые называются параметрами.

Величины, характеризующие свойства системы, элементов системы и высшей среды называются соответственно выходными, внутренними и внешними параметрами.

Пример: ЭД

— потребляемая мощность, мощность на валу, скорость вращения ротора — выходные параметры,

— сопротивление обмоток, параметры сердечников — внутренние параметры,

— момент сопротивления нагрузки, напряжение питающей сети — внешние параметры.

Если обозначить количество выходных, внутренних и внешних параметров соответственно через m, n, b, а векторы этих параметров соответственно через :

то имеет место функциональная зависимость:

(1)

Наличие такой ММ системы позволяет легко оценивать выходные параметры по известным значениям векторов X и Q.

Как правило ММ в виде (1) удаётся получить только для очень простых объектов.

Типичной является ситуация, когда математические описания процессов в проектируемом объекте задаётся моделью в форме системы уровней, в которой фигурирует вектор фазовых переменных V:

(2)

где L — некоторый оператор;

Z — вектор независимых переменных, в общем случае включающий время и пространственные координаты,

f (Z) — заданная функция независимых переменных. Фазовые переменные:

— токи и напряжения в электрических системах;

— силы и скорость в механических системах;

— давления и расходы в гидравлических.

Типовые проектные процедуры

Классификация типовых проектных процедур (задач)

Проектная процедура называется чиповой, если они предназначена для многократного приме­нения при проектировании многих чипов объектов.

Создать проект объекта — означает выбрать структуру объекта, определить значения всех его параметров и представить результаты в установленной форме (чертежи, схемы, пояс­нительные записки, программы).

Синтез заключается в создании описания объекта, а анализ в определении свойств и исследовании работоспособности объекта по его описанию. Т. е., при синтезе создаются, а при анализе оцениваются проекты объектов.

Разработка (выбор) структуры объекта — проектная процедура, называемая структурным синтезом

Целью структурного синтеза является определение структуры объекта, т. е. перечня типов элементов, составляющих объект и способа связи элементов между собой в составе объекта.

Конструирование, разработка технологических процессов, оформление проектной документации — частные случаи структурного синтеза.

Параметрический синтез заключается в определении числовых значений параметров при заданных структуре и работоспособности на выходные параметры объекта.

Задачу параметрического синтеза называют параметрической оптимизацией (оптимизацией), если её решают как задачу математического программирования:

где – целевая функция;

х – вектор управляемых (проектируемых, варьируемых) параметров;

— допустимая область;

— функции ограничения.

Следующая после синтеза группа процедур — процедуры анализа.

Цель анализа — получение информации о характере функционирования и значения выходных параметров Y при заданных структуре объекта, сведениях о внешних параметрах Q и параметрах элементов X.

Если заданы фиксированные значения параметров X и Q. то имеет место процедура одновариантного анализа, которая сводится к однократному решению уравнений ММ и вычислению вектора Y.

В процедурах многовариантного анализа определяется влияние внешних параметров, разброса и нестабильности параметров элементов на выходные параметры — статистический анализ. Анализ чувствительности — определение степени влияния изменений параметров элементов на изменения выходных параметров. Такой анализ требует многократного решения уравнений ММ объект.

Типичная последовательность проектных процедур.

Проектирование начинается с синтеза исходного варианта структуры системы.

Для оценки этого варианта создаётся модель:

ММ — при автоматизированном проектировании;

экспериментальная или стенд — при неавтоматизированном.

Рассмотрим один из этапов нисходящего проектирования.

На предыдущем этапе решались задачи к-го иерархического уровня и одним из результатов решения является формулировка ТЗ на проектирование систем к+1-го рассматриваемого уровня.

Выбираются исходные значения параметров элементов и выполняется анализ варианта, по результатам которого становится возможной его оценка. Оценка заключается в проверке условий работоспособности, сформулированных в ТЗ.

Если полученное проектное решение неудовлетворительно, то выбирается один из 3х возможных путей улучшения проекта:

1. Самый простой — осуществить изменение числовых значений параметров элементов составляющих вектор X (параметрический синтез). Если модификации вектора X целенаправленны и подчинены стратегии поиска наилучшего значения некоторых показателей качества, то такая процедура называется — параметрическая оптимизация.

2.Модификация структуры — синтезируется новый вариант структуры и для него повторяются процедуры формирования модели и параметрического синтеза.

3. Корректировка ТЗ — может потребовать повторное выполнение ряда процедур к-го уровня — итерационный характер проектирования.

Взаимосвязь проектных процедур анализа и синтеза имеет характер вложенности. Процедуры анализа в процедуру параметрического синтеза (оптимизации) и процедуры оптимизации в процедуру синтеза, объединяющую синтез структурный и параметрический.

Вложенность означает:

1. анализ входит как составная часть в оптимизацию, а оптимизация в синтез;

2. однократное выполнение процедуры оптимизации требует многократного выполнения процедуры анализа, а однократное решение задачи синтеза — многократного решения задачи оптимизации.

Т. е. синтез проектного решения на очередном этапе проектирования может потребовать выполнение чрезмерно большого количества вариантов анализа.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5

Источник: https://pandia.ru/text/78/333/5091.php

Программа дисциплины «проектирование электротехнических устройств»

Проектирование электротехнических устройств
страница 1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Филиал ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

в г. Смоленске

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Бакалавриат

направление подготовки: 140600 — Электротехника, электромеханика и электротехнологии

Учебная программа дисциплины

Индекс дисциплины по учебному плануСД 01.05.б
По Госстандарту отсутствует
Часы (всего) по учебному плану138
По Госстандарту отсутствуют

2010 год

Цели и задачи дисциплины, её место в учебном процессе

Цель преподавания дисциплины

В дисциплине изучаются методы проектирования низковольтных комплектных устройств (НКУ), используемых в системах автоматизированного электропривода.

Целью преподавания дисциплины является получение студентами знаний, необходимых для анализа условий эксплуатации проектируемого устройства, формулирования требований технического задания, проектирования НКУ и оценки соответствия разработанной конструкции предъявленным требованиям.

Задачи изучения дисциплины

Предметом изучения данной дисциплины являются следующие объекты:

  • основные этапы процесса проектирования НКУ;
  • система типовых конструкций НКУ;
  • элементная база НКУ;
  • тепловые режимы в НКУ;
  • электромагнитная совместимость в НКУ.

В результате изучения дисциплины студент должен:

  • знать порядок проектирования электротехнических устройств, основные методы компоновки и правила размещения аппаратуры в НКУ, способы электрического монтажа, виды и источники тепловыделений, способы помехозащиты;
  • уметь составить техническое задание на проектирование НКУ, провести анализ соответствия конструкции условиям эксплуатации, проверить НКУ на нормальный тепловой режим
  • научиться использовать справочный материал при решении инженерно-технических задач и оформлять конструкторскую документацию в соответствии с действующими стандартами.

Программа изучения дисциплины обеспечивает приобретение знаний, умений и навыков в соответствии с государственным образовательным стандартом.

программы « Проектирование электротехнических устройств«

Учебный план 2002 года

Лекции ( 54 часа ) 7 семестр
Практические занятия ( — ) — семестр
Лабораторные работы (_ — ) — семестр
Расчетные задания ( — ) — семестр
Курсовые проекты / работы (54 часа, в т.ч. 36 часов сам. работы ) 7 семестр
Объем самостоятельной работы по учебному плану ( 66 часов)

1. лекций

7 семестр

  1. Электротехнические устройства низкого напряжения (НКУ) (4 часа)

Классификация НКУ по конструктивным и электрическим параметрам, исполнению и назначению. Система типовых конструкций НКУ.

  1. Основные параметры, определяющие конструкцию НКУ (6 часов)

Влияние климатических факторов (температура, влажность, давление). Допустимые параметры для элементов НКУ. Меры защиты элементов и конструкций НКУ от влияния внешних климатических факторов. Запыление и защита от него. Механические воздействия, их параметры. Восприимчивость конструкций к механическим воздействиям и их учет при проектировании НКУ

  1. Общие вопросы проектирования НКУ (10 часов)

Основные этапы процесса проектирования. Состав и содержание технического задания. Общие технические требования к НКУ. Унификация и стандартизация. Компоновка и способы ее выполнения. Правила размещения аппаратуры в НКУ. Выбор изоляционных расстояний.

  1. Типовые узлы и элементы силовой части НКУ (18 часов)

Элементная база НКУ. Трансформаторное оборудование. Силовые полупроводниковые приборы и блоки. Расчет системы охлаждения силовых полупроводниковых приборов. Конструирование силовых полупроводниковых преобразователей (СПП). Классификация СПП по конструктивным признакам. Требования к конструкции СПП. Виды компоновки СПП. Электрический монтаж в НКУ. Расчет сечений проводов и шин и их выбор.

  1. Тепловые режимы в НКУ (4 часа)

Источники тепловыделения. Передача тепла в НКУ. Стационарный и нестационарный тепловой режим. Конструктивные особенности НКУ с различным типом охлаждения. Расчет теплового режима НКУ.

  1. Конструирование управляющей части НКУ (8 часов)

Конструктивные уровни управляющих устройств (УУ). Элементная база. Модульное конструирование. Конструирование УУ с применением печатного монтажа. Параметры и свойства печатных плат.

  1. Электромагнитная совместимость в НКУ (4 часа)

Источники и приемники помех. Характеристики элементов электропривода как источников помех. Влияние помех на работе элементов НКУ. Способы помехозащиты. Не планируется

III. Названия лабораторных работ

Не планируется

.IV. Темы расчетных заданий, рефератов

Не планируется

V. Темы курсовых проектов / работ

__7__ семестр

В курсовом проекте предусматривается проектирование силового преобразователя (НКУ) или ячейки управления на основе печатной платы.

По заданной электрической схеме выполняется расчет и выбор элементов устройства, их компоновка; разрабатывается конструкция устройства с учетом требуемой степени защиты.

Рассматриваются вопросы электрического монтажа, обеспечения нормального теплового режима и надежности устройства.

Тематика консультаций по курсовому проектированию:

  1. Нормативные документы и стандарты ЕСКД
  2. Выбор реакторного оборудования для НКУ
  3. Выбор полупроводниковых элементов для НКУ
  4. Выполнение компоновки НКУ
  5. Промышленные образцы НКУ и их комплектующие
  6. Расчет теплового режима НКУ
  7. Проектирование устройств управляющей части НКУ

Курсовой проект включает следующие разделы:

  • введение;
  • выбор электрооборудования;
  • разработка конструкции НКУ;
  • заключение.

В разделе, посвященном разработке конструкции преобразователя, должны быть рассмотрены следующие вопросы:

  • разработка требований к конструкции преобразователя;
  • компоновка НКУ и его блоков;
  • конструирование оболочки НКУ;
  • тепловой расчет НКУ;
  • разработка и описание конструкции преобразователя.

В графической части проекта представляется общий вид НКУ и сборочный чертеж устройства, дающий представление о взаимном расположении составных частей силового полупроводникового преобразователя. К сборочному чертежу составляется спецификация.

VI. Использование информационных технологий при изучении дисциплины

VI.1. Лекции

Объем обучения с применением информационных технологий ___-__ (часов по семестрам)

V1.2. Курсовые проекты / работы

В процессе курсового проектирования используются пакеты прикладных программ для автоматизации проектирования и оформления конструкторской документации.

VII. Контроль и оценка качества изучения дисциплины

VII.1. Лекции и практические занятия

VII. 2. Лабораторные работы

VII. 3. Расчетные задания, рефераты

VII. 4. Методика определения итоговой зачетной оценки практических знаний студента в семестре: защита курсового проекта по пятибалльной шкале

VIII. Итоговый контроль теоретических и практических знаний студента в сессию

7 семестр

Экзамен по учебному плану

В приложение к диплому выносится оценки курсового проекта и экзамена за 7 семестр

IX. Литература

IX.1. Учебники

Автор(ы), название учебникаКол-вов библ.
1. Каминский М.Л., Каминский В.М. Монтаж приборов и систем автоматизации. Учебник, 7-е изд. — М.: Высш. шк., 2007. 4
2. Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат: Учебник. – М.: Форум Инфра, 2005 2
3. Янковенко В.С. и др. Расчет и конструирование элементов электропривода. — М.: Энергоатомиздат, 1987. 9

IX.2. Учебные пособия

1. Проектирование электротехнических устройств: Учеб. пособие/ В.А. Анисимов и др. — М.: МЭИ, 2001. 9
2. Акимова Н.А., Котеленец Н.Ф., Сентюрихин Н.И. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования. Учебное пособие. 2-е изд. — М.: Академия, 2004. 2
3. Славик И. Конструирование силовых полупроводниковых преобразователей. Пер. с чешского. — М.: Энергоатомиздат, 1989. 13
4. Автоматизация проектирования электротехнических систем и устройств: уч.пос. для студ.вузов/Д.А. Аветисян. – М.: Высшая школа, 2005. – 510 с. 5
5. Компьютерные чертежно-графические системы для разработки конструкторской и технологической документации в машиностроении. Учеб. пособие. / Под ред. Л.А. Чемпинского. — М.: Академия, 2002. 9

IX.3. Методические указания

1. Разработка конструкции низковольтного комплектного устройства. Методические указания к курсовому проекту по курсу ПЭТУ. Саватеева И.С. Смоленск: филиал ГОУ ВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске, 2002.11

IX.4. Технические и профессиональные справочники по дисциплине

Автор(ы), название технических справочниковКол-вов библ.
1. Выбор и наладка электрооборудования: справ.пос./В.К.Варварин. – М.:Форум Инфра, 2006. 2
2. Электромонтажные устройства и изделия: Справочник . 4-е изд. — М.: Информационное научно-производственное агентство, 2000. 2
3. Справочник по электротехнике и электрооборудованию / И.И.Алиев. – 5-е изд., стер. – М.: Высш.шк., 2007. — 254 с. 3
Александров К.К. Электротехнические чертежи и схемы . 2-е изд. – М.: МЭИ, 2004. 8
Справочник по эксплуатации установок пром. предприятий/ Ю.Д.Сибикин, М.Ю.Сибикин. — 4-е изд., испр. и доп. — М.: Высш.шк.; Изд.центр «Академия», 2001. 4
Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского. — М.: Энергоатомиздат, 1983. 48
Справочник электрика / Р.А.Кисаримов.-2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио-Софт, 2002. 2
Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. / В.И.Анурьев; Под ред. И.Н.Жестковой. — изд. 8-е, перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 2001. 2

IX. 5. СD – носители информации по дисциплине СD ROM к книге Сучкова Д.И. Проектирование печатных плат в САПР Р-CAD 4,5, P-CAD 8,5 ACCEL ЕDА. — М.: Малин, 1998.
IХ.6.Нормативно-технические документы

ГОСТ Р51321.1-2000 Устройства комплектные низковольтные распределения и управления. Ч.1. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 14254-96 Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)

ГОСТ 10985-80 Шкафы, щиты, ящики металлические. Оболочки, каркасы. Основные размеры

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

Источник: http://ok.bibl.com.ua/stati/programma-disciplini-proektirovanie-elektrotehnicheskih-ustroj/main.html

Тульский государственный университет кафедра “Электротехника и электрооборудование” Проектирование электротехнических устройств

Проектирование электротехнических устройств

Министерствообразования

РоссийскойФедерации

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

Направлениеподготовки: 140600 «Электротехника,электромеханика и электротехнологии»

Специальностьподготовки: 140610 «Электрооборудованиеи электрохозяйства предприятий,организаций и учреждений»

Тула,2005 г.

Лекция1. Введение

  1. Последовательность проектировочных работ.

  2. Основные вопросы развития методики проектирования.

Проектирование -творческий процесс создания конструкторскойдокументации (КД), по которой проводитсяизготовление Электротехнических и иныхустройств (ЭТУ), называемых, в общемслучае, научно-технической системой(НТС).

Как правило, создание КД осуществляетсяотраслевыми проектными организациями(конструкторскими бюро, научно-исследовательскимиинститутами) по заданию заказчика.

Припоступлении КД на предприятие онакорректируется по согласованию сзаказчиком и проектной организацией сучетом конкретных условий производства.

Проектированиевключает в себя следующие виды работ:

1.разработкутребований, определяющих техническиехарактеристики НТС;

2.выбор или разработку метода решенияпоставленной задачи (в том числе и выборфизических принципов построенияпроектируемой системы и ее элементов);

3.составление модели (физической иматематической), учитывающей основныетребования к НТС;

4.разработкуструктуры и выбор базовых элементовконструкции;

5.конструирование;

6.изготовление ииспытание опытного образца НТС;

7.отработкуконструкторской документации.

Разработкатребований, определяющих техническиехарактеристики НТС, проводитсянаучно-исследовательскими институтами(НИИ) при выполнении различныхнаучно-исследовательских работ. Ихрезультаты находят отражение в техническомзадании (ТЗ), которое является основнымдирективным документом при проектировании.

ТЗ представляет собой перечень техническихтребований (ТТ) к создаваемому образцуи условий работы, которым эти ТТ должныотвечать.

Непосредственный процесспроектирования, осуществляемый вконструкторских бюро, охватывает пункты2-7; необходимо отметить, что последовательностьуказанных действий может быть достаточноразнообразной и определяется, какправило, традициями проектной организации.Следует также указать на итерационныйхарактер проводимых операций.

Анализ перечисленныхработ показывает, что в процессепроектирования приходится решатьследующие задачи:

1.идентификации, т.е. полученияматематического описания модели объектапо результатам наблюдений;

2.анализа, связанного с определениемхарактера поведения и погрешностипроектируемой НТС с определеннойструктурой и параметрами в заданных ТЗусловиях эксплуатации;

3.синтеза, т.е. теоретических исследованийпо определению структуры и параметровНТС, обеспечивающих выполнениепредъявляемых к ней требований;

4.конструирования,т.е. выбора элементов НТС и разработкиконструкции;

5.экспериментированияна физических моделях и макетах сприменением динамических стендов длязадания внешних возмущений.

Первые три задачирешаются в процессе, так называемого,математического проектирования,поскольку в этом случае разработчикоперирует только с математическоймоделью проектируемого образца.

Отмеченные вышезадачи проектирования, равно как иметоды их решения, сложились в процессеисторического развития методикипроектирования. Более того, и современныйуровень разработки НТС не дает возможностисразу в полном объеме и достаточно точнополучить требуемое решение.

Если рассматриватьразвитие методики проектирование отсоздания первых промышленных образцовтехнических изделий и до настоящеговремени, то можно отметить, чтопервоначально были поставлены и успешнорешены задачи анализа, конструированияи эксперимента.

Это объясняется тем,что трудами многих отечественных изарубежных ученых была создана мощнаятеоретическая база для развитияприкладных наук, а бурное внедрение впроцессе промышленной революциимногочисленных технических устройствдало конструкторам богатый опыт ихразработок.

Опыт конструктора, егоинтуиция достаточно долгое времяявлялись единственными инструментами,которые использовались при разработкеНТС.

Таким образом, первоначальный этапразвития методики проектированияхарактеризовался тем, что разработчикимогли достаточно тщательно проводитьанализ работы и определение погрешностипроектируемого устройства, но выборего структуры и параметров осуществлялсятолько с использованием опыта предыдущихразработок.

Постановка задачисинтеза, прежде всего, систем автоматическогоуправления связана с развитием теорииоптимальных систем. Существенным приэтом является выбор критерия оптимизации,который должен осуществляться с учетомназначения и условий работ НТС.

Впервыезадача синтеза по критерию минимумасреднеквадратической ошибки былапоставлена и решена Колмогоровым А.Н.Далее эта теория была применена в теорииавтоматического управления Н. Винером.Дальнейшее развитие методов определенияи построения оптимальных систем связанас именами отечественных (В.С. Пугачев,Б.Н. Петров, В.В.

Солодовников, Л.С.Понтрягин, А.Ю. Ишлинский, А.М. Летов,А.А. Красовский, С.П. Дмитриев и др.) изарубежных (Л. Заде, И. Рагаззини, Д.Лэнниг, Р. Беттин, Р. Калман, Р. Беллмани др.) ученых.

Благодаря их работам кнастоящему времени созданы инженерныеметоды синтеза технических систем,позволяющие таким образом выбиратьструктуру и параметры проектируемойсистемы, чтобы обеспечить ее функционированиес заданными качественными показателями.

Итак, современнаяметодика разработки НТС в части еематематического проектированияхарактеризуется широким применениеминженерных методов анализа и синтеза,наряду с использованием опытапредшествующих разработок. Что касаетсяконструктивной разработки НТС, тоотличительными чертами ее современногосостояния являются:

1.стремление к снижению стоимостиприбора, так как в настоящее время этоявляется критерием прогресса восуществлении многих проектов;

2.создание конструкций с использованиемпринципов художественного конструированияи решения вопросов промышленной эстетики;

3.использование последних достиженийв области технологии производства дляудовлетворения требований по чистоте,внедрения новых способов обработки ивыбора поля допусков при изготовлениидеталей и применения новых конструкционныхматериалов и изделий;

4.стремлениек обеспечению требуемой надежности;

5.использованиеЭВМ при выполнение всех видов работ.

При оценке перспективразвития методов проектированиянеобходимо иметь в виду следующиеобстоятельства. Создание высокоскоростныхи высокоманевренных объектов обуславливаетразработку сложных систем управленияс весьма жесткими требованиями поустойчивости их работы и точностнымхарактеристикам.

Сложившаяся практикапроектирования сложных систем такова,что серийные образцы появляются лишьчерез несколько лет после начала работынад НТС. При этом из-за быстрого развитиянауки и техники проектируемая системак моменту создания уже не соответствуетновому научному уровню, т.е.

сразустановится морально устаревшей.

Поэтому основноенаправление в развитии методикипроектирования НТС состоит в созданииперспективных систем за короткие сроки.Указанная задача может быть решенатолько путем использования цифровойтехники. Это использование будетосуществляться и уже осуществляетсяпо следующим направлениям:

1.автоматизации расчетных работ,освобождающей проектировщика от рядаутомительных повторяющихся операцийи повышающей производительность труда;

2.автоматизации алгоритмов отдельныхзадач или процедур проектирования, впервую очередь, математического, т.е.разработка машинных методов анализа исинтеза;

3.создании систем автоматизированногопроектирования (САПР) конкретных НТС,в том числе, различных электротехническихустройств (ЭТУ).

Лекция2. Основныеэтапы проектирования

  1. Конструкторская документация.

  2. Графическая и текстовая КД.

  3. Техническое предложение

  4. Аванпроект.

  5. Эскизный проект.

  6. Технический проект.

  7. Разработка конструкции.

  8. Разработка конструкции.

  9. Иерархия конструкций.

  10. Схема процесса проектирования.

Номенклатураконструкторских документов и порядокразработки НТС характеризуются единойпоследовательностью, которая для всехотраслей промышленности установленаединой системой конструкторскойдокументации (ЕСКД) и системой разработкии подготовки продукции на производство(СРПП). Указанные документы подразделяютпроцесс проектирования на отдельныестадии, т.е. определяют последовательность,содержание работ и виды выпускаемых позавершению каждой стадии обязательнойи необязательной конструкторскойдокументации.

В соответствии сГОСТ 2.102-68 конструкторская документацияподразделяется на графическую итекстовую.

Кграфической КД относятся:

1.чертеж детали – изображение детали сданными, необходимыми для ее изготовленияи контроля;

2.сборочный чертеж – изображение изделияс данным, необходимыми для его сборкии контроля. К нему относятся чертежи,по которым выполняется монтаж гидро ипневмосетей;

3.чертеж общего вида – изображениеконструкции изделия, дающее представлениео взаимодействии его основных частейи принципе работы;

4.габаритный чертеж – контурное(упрощенное) изображение изделия сгабаритными, установочными иприсоединительными размерами;

5.монтажный чертеж – контурное изображениеизделия с данными для его установки(монтажа) на месте применения;

6.схема – условное изображение илиобозначение составных частей изделияи связей между ними.

Используютсяследующие схемы: структурная – определяетосновной состав изделия, его функциональныечасти, их назначение и взаимосвязи;функциональная – поясняет процессы,происходящие в отдельных функциональныхузлах или изделии в целом; принципиальнаясхема – определяет полный составэлементов изделия, связи между ними идает детальное представление о принципеработы изделия; схема соединений –показывает соединение составных частейизделия и определяет провода, жгуты икабели, а также метод их соединения;схема подключения – показывает внешниеподключения изделия (используется примонтаже на месте эксплуатации иремонте);общая схема – определяетсоставные части комплекса и их соединениемежду собой на месте эксплуатации; схемарасположения – устанавливает указанноерасположение отдельных составных частейкомплекса;

7.спецификация – состав сборочнойединицы, комплекса или комплекта

Источник: https://studfile.net/preview/7412328/

Автоматизированное проектирование электротехнических устройств в среде САПР

Проектирование электротехнических устройств

В настоящее время при проектировании электротехнических шкафов, панелей, пультов все более широко используются средства автоматизации проектирования.

Это обусловлено тем, что, наряду с творческой инженерной частью проекта, связанной с разработкой принципиальных электрических схем и компоновки аппаратуры на металлоконструкции, всегда присутствует большой объем рутинной работы по подготовке монтажно-коммутационных схем.

Системы автоматизации проектирования позволяют существенно повысить производительность труда и качество проекта за счет предоставления конструктору удобных средств для разработки документации на принципиальные схемы и практически автоматического создания документов по монтажу.

Ниже рассматривается использование системы автоматизированного проектирования цепей вторичной коммутации электроустановок (САПР ЦВК) для подготовки проектно-конструкторской документации при проектировании электротехнических устройств.

Эта система применяется в ряде проектных организаций энергетического профиля и на заводах, выпускающих щитовые изделия.

Часто под автоматизацией проектирования понимается лишь черчение принципиальных и монтажных схем в среде универсального графического редактора (наиболее распространен АвтоКад). Но использование компьютера лишь в качестве автоматизированного кульмана для подготовки отдельных чертежей не дает большого эффекта.

Значительного повышения производительности можно добиться при использовании специализированных САПР, предназначенных для автоматизации проектирования электротехнических устройств в различных отраслях (машиностроение, автомобильная или авиационная промышленность и др.).

Примеры таких систем, представленных на российском рынке: ElectriCS (Consistent Software),  Cschematic® Elautomation, CADElectro (НПП «ТЕХНИКОН»), E.CADdy (компания «ПОИНТ»),САПР-АЛЬФА (ООО «Фирма САПР-АЛЬФА»), EPLAN (Группа компаний ТермоКул).

Основой таких систем автоматизированного проектирования являются: библиотека условных графических обозначений элементов схем, графическо-текстовые базы данных электрических аппаратов, библиотеки проводов, кабелей, наконечников проводов; система управления проектом, которая обеспечивает простую и логичную последовательность этапов проектирования, сокращая время получения выходной документации, а также систематизированное хранение информации с обеспечением быстрого доступа к документам.

 Исходными данными для проектирования электротехнических устройств в рассматриваемых электротехнических системах проектирования является принципиальная электрическая схема.

Схема формируется с  помощью графической библиотеки условных графических обозначений элементов принципиальных схем.

Система управления проектом представляет принципиальную электрическую схему в табличной форме, после чего необходимые исходные данные передаются в проектные процедуры, непосредственно выполняющие автоматизацию проектирования.

Ряд систем реализован как специализированные надстройки над универсальными графическими редакторами. Например, ElectriCS и CADElectro работают с АвтоКадом; E 3 .CADdy— с графическим редактором CADdy.

САПР ЦВК представляет собой проблемно- ориентированную надстройку над графической системой AutoCad.

САПР ЦВК предназначена для автоматизированной подготовки документации на вторичные  цепи электроустановок (электростанций, подстанций  и других электротехнических устройств).

Хотя реализация ряда проектных процедур учитывает отраслевые особенности, в основе САПР лежат универсальные средства автоматизации электротехнического проектирования.

САПР ЦВК обеспечивает подготовку следующих документов:

  • полные принципиальные электрические схемы вторичных цепей с перечнями оборудования;
  • схемы кабельных  соединений;
  • кабельные журналы;
  • принципиальные электрические схемы низковольтных комплектных устройств (НКУ) —  панелей, шкафов, ящиков;
  • общие виды;
  • ряды зажимов;
  • монтажные схемы НКУ;
  • схемы подключения рядов зажимов НКУ.

Все документы выполняются в соответствии с ЕСКД. Примеры чертежей приведены на рисунках. Как уже отмечалось, первичным документом является принципиальная электрическая схема (рис.1).

Схема набирается из стандартных элементов (контакты , катушки, переключатели, микропроцессорные средства и другие). Необходимый элемент выбирается из специализированного меню; затем указывается его местоположение на чертеже, задаются позиционное обозначение и номера зажимов.

Элементы соединяются проводами, для которых задается маркировка.

Возможно рисование схемы с использованием макроблоков, содержащих готовые фрагменты схем.

Перечень аппаратуры формируется с использованием базы данных.

Подготовленная полная схема является не просто набором чертежей, но и содержит информацию о соединениях всех элементов. С перечнем аппаратуры связаны данные о зонах обслуживания аппаратов. Это позволяет использовать ее для создания других документов.

При проектировании НКУ после подготовки принципиальной схемы выбирается металлоконструкция и производится компоновка аппаратов (размеры аппаратов хранятся в базе данных проекта и контуры аппаратов автоматически заносятся на чертеж) для  формирования общего вида НКУ (рис. 2).

По схеме и общему виду программа формирует ряды зажимов (рис. 3), которые при  необходимости могут быть откорректированы.

Монтажная схема выдается автоматически (рис. 4).

Следует отметить одну важную особенность САПР ЦВК.  большинство известных электротехнических САПР готовят монтажную документацию только в табличном виде. Однако, учитывая, что на многих щитовых заводах для монтажа устройств предпочитают работать с традиционным графическим  изображением, САПР ЦВК наряду с таблицей позволяет получить чертеж монтажно-коммутационной схемы.

Важной чертой при использовании САПР является повышение производительности труда не только при разработке новых устройств, но и при модернизации существующих проектов.

Так как основным входным документом является принципиальная схема, а другие чертежи формируются автоматически, то при выпуске документации на новое устройство по прототипу достаточно внести изменения в схему (добавить или убрать цепи, изменить маркировку).

Остальные документы будут откорректированы автоматически.

Список литературы:

1. Брызгалов Ю.Н., Трофимов А.В. Автоматизированная подготовка и ведение документации на вторичные цепи электроустановок. — Электрические станции, 1997, № 4. Брызгалов Ю.Н., Новиков А.А., Трофимов А.В., канд. техн. наук, МЭИ (ТУ)

Источник: https://pue8.ru/elektrotekhnik/641-avtomatizirovannoe-proektirovanie-elektrotekhnicheskikh-ustrojstv-v-srede-sapr-tsepej-vtorichnoj-kommutatsii-elektroustanovok.html

Biz-books
Добавить комментарий