Оптимизация системы магнитной ориентации наноспутника за счёт выбора материала сердечника катушек исполнительного устройства
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
"НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "МИСиС"
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
на тему:
ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ МАГНИТНОЙ ОРИЕНТАЦИИ НАНОСПУТНИКА ЗА СЧЁТ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА
СЕРДЕЧНИКА КАТУШЕК ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
Студент Н.А. Юданов
Руководитель работы
А.Т. Морченко
Начальник
структурного подразделения
Аннотация
Целью настоящей дипломной работы является выбор материалов для сердечника
устройства магнитной ориентации наноспутника и разработка их конфигурации для
обеспечения минимальных массогабаритных и мощностных показателей и
максимального значения управляющего магнитного момента, а также проработка
вариантов компенсации остаточной намагниченности сердечника.
Работа состоит из введения, аналитического обзора
литературы, теоретической, экспериментальной и экономической частей, разделов
по безопасности жизнедеятельности, охране окружающей среды, выводов и списка использованных источников.
Дипломная работа изложена на 83 листах, содержит 18 рисунков, 25 таблиц и
список использованных источников из 21 наименования.
Содержание
Введение
. Аналитический обзор литературы
.1 Методы магнитного управления ориентацией наноспутника
.2 Соленоид
.3 Природа магнетизма магнитных материалов
.4 Классификация и обзор магнитных материалов пригодных для
использования в качестве сердечника
.5 Потери в магнитных катушках
.6 Размагничивающее поле.
Размагничивающий фактор
1.7 Остаточная намагниченность
.8 Обзор материалов, используемых для изготовления обмотки
катушки
.9 Температурная зависимость намагниченности и сопротивления
. Теоретическая часть
.1 Теоретический расчет параметров магнитной катушки
.1.1 Постановка основных задач расчета
.1.2 Исходные данные
.1.3 Оценка и расчёт минимально необходимого магнитного
момента
.1.4 Расчет параметров и выбор материалов магнитного
устройства
.1.5 Анализ результатов расчета
.2 Обзор вариантов компенсации остаточной намагниченности
. Экспериментальная часть
.1 Методика исследования
.1.1 Объекты исследования
.1.2 Аппаратура для проведения исследования
.1.3 Последовательность выполнения, полученные результаты
.2 Анализ результатов эксперимента
. Безопасность жизнедеятельности
4.1 Идентификация опасных и вредных
производственных факторов
.2 Характеристика используемых веществ и
материалов
.2.1 Физические и химические характеристики
4.2.2 Характеристики
токсичности
.2.3 Характеристика
пожаровзрывоопасности
4.3 Санитарно-технические требования
4.3.1 Требования к
планировке помещения
.3.2 Требования к
микроклимату помещения
.3.3 Требования к
освещению лаборатории
.3.4 Разработка мер
защиты от опасных и вредных факторов
.4 Безопасность
жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях
.4.1 Категория помещения
по взрывопожарной и пожарной опасности
4.5 Специальная разработка по обеспечению безопасности:
"расчет защитного заземления"
4.6 Выводы по безопасности жизнедеятельности
5. Охрана
окружающей среды
.1 Охрана окружающей среды
.2 Выводы по охране окружающей среды
6. Экономическая часть
.1 Технико-экономическое
обоснование НИР
.2 Сметная стоимость
проведения исследования
6.2.1 Расчет затрат на материалы
6.2.2 Расчёт затрат на
заработанную плату исполнителей дипломной НИР и единого социального налога.
6.2.3 Расчет энергетических затрат
.2.4 Расчет затрат, связанных с
использованием оборудования и приборов
.2.5 Расчет накладных расходов
.2.6 Расчет суммарных затрат на
выполнение работы
.3 Оценка эффективности результатов
выполнения теоретической исследовательской дипломной работы
.4 Выводы по экономической части
Заключение и выводы
Список использованных
источников
Введение
Вступление в третье тысячелетие совпало с новым этапом развития
технологий миниатюрных космических аппаратов - микро- и наноспутников.
Наноспутники - это аппараты массой 1-10 кг с коротким
сроком активного существования на орбите.
Малые космические аппараты уже активно используются для дистанционного
зондирования Земли, экологического мониторинга, прогноза землетрясений,
исследования ионосферы. Об этом говорил заместитель генерального конструктора
ФГУП "Российский научно-исследовательский институт космического
приборостроения" ("РНИИ КП") доктор технических наук Арнольд
Селиванов на открывшейся в Московском Доме ученых 5-й научно практической
конференции "Микротехнологии в авиации и космонавтике". Он
подчеркнул, что если в 90-е годы прошлого века созданием миниатюрных
космических аппаратов занимались, главным образом, университеты и небольшие
частные компании, то в 2000-х годах к подобными разработками активно и успешно
подключились крупные корпорации. Наноспутники ничуть не хуже своих больших
собратьев, зато стоимости запусков в десятки раз дешевле, а при отказе
наноспутника и попадании его в плотные слои атмосферы, он полностью сгорает не
оставляя крупных обломком тем самым безопасен неуправляемый полёт. Группировки
таких спутников могут использоваться для искусственного зондирования Земли,
навигации, Интернета, телевидения и телефонии. У нас пионером в этой области
можно считать ФГУП РНИИ КП, которое разработало и уже осуществляет программу
создания и применения технологических наноспутников серии "ТНС",
предназначенных для летной отработки перспективных космических аппаратов и
базовых технологий для них. На наноспутнике ТНС-0 №1, успешно запущенном с
борта МКС, уже испытана новая технология управления полетом космических
аппаратов через спутниковую систему ГЛОБАЛСТАР. Сейчас специалисты института
работают над следующими образцами наноспутников: ТНС-0 №2, на котором также
будет отрабатываться технология управления космическими аппаратами через
глобальные телекоммуникационные сети при помощи магнитных систем управления,
ТНС-1 и ТНС-2 - для проведения целого комплекса различных технологических и
исследовательских задач.
Первый удачный опыт запуска технологического наноспутника ТНС-0 был
произведен российским космонавтом Салижаном Шариповым 28 марта 2005 года во
время выхода в открытый космос. Аппарат ТНС-0 №1 имел малый энергетический
ресурс, поэтому при проектировании конструкции его преемника - технологического
спутника следующего поколения, были предприняты меры по увеличению срока его
работы на орбите. В состав наноспутника ТНС-0 №2 входят: система магнитной
ориентации и стабилизации, датчики солнца и горизонта, мощная электробатарея, аппаратуры
спутниковой связи "Глобалстар" и УКВ. По последним подсчётам его
масса составит 4,7 кг.
Вывод на орбиту наноспутника ТНС-0 № 2 в кооперации с Бременским
университетом (Германия) запланирован на вторую половину 2010 года.
Подобного рода разработки ведутся не только в России. 24 апреля 2008 г.
НАСА совместно с компанией M2MI и исследовательским центром им.
Эймса приступили к разработке сверхмалого наноспутника для создания
коммуникационной космической системы 5-го поколения (5G).
Основная сегодняшняя задача - уменьшение массы, габаритов и
энергетических характеристик микро- и наноспутников :
Уменьшение массы и габаритов связано с тем, что стоимость вывода на
орбиту 1 кг полезного груза остаётся очень высокой (Союз-ТМА - 10 тыс. дол.
США, Протон - 5 тыс. дол. США). Снижение массы также упрощает управление
спутником. Поэтому целесообразно максимально ее уменьшить.
Энергопотребление. Поскольку наноспутник обладает малой массой, размер
аккумуляторной батареи и её ёмкость тоже не велики. В таком случае дефицит
электропитания может привести к полной потере спутника, следовательно, нужно
максимально эффективно использовать электропитание.
Целью данной работы является уменьшение массы и энергопотребления системы
магнитного управления наноспутника ТНС-0 №2.
Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи: выбор
материалов сердечника и обмотки, расчёт параметров катушки, компенсация
остаточной намагниченности, выбор конструктивного исполнения катушки и способа
её установки.
1. Аналитический обзор литературы
.1 Методы магнитного управления ориентацией наноспутника
В связи с отсутствием требований по высокоточной ориентации и сложных
разворотов на серии первых наноспутников ТНС для ориентации была выбрана
пассивная магнитная система [1]. Она обладает невысокой производительностью, но
при этом не нуждается в запитывании от бортовой сети. Отсутствие потребляемой
мощности является её основным достоинством, так как наноспутник оснащён
аккумулятором невысокой ёмкости. Пассивная
система магнитной ориентации обеспечивает ориентацию вектора индукции
наноспутника вдоль вектора магнитной индукции геомагнитного поля Земли. При
этом пассивная система решает две основные проблемы: обеспечение
восстанавливающего и демпфирующих моментов. Проблема обеспечения восстанавливающего
момента решается с помощью постоянного магнита. Для решения проблемы рассеяния
энергии возмущённого движения спутника относительно его центра масс выбрано
демпфирующее устройство, состоящее из пермаллоевых стержней из магнитомягкого
материала, перемагничивающихся в геомагнитном поле при вращении спутника
относительно силовой линии поля [2]. На рисунке 2 показано расположение
пермаллоевых стержней и магнита.
Однако наряду с вышеупомянутыми достоинствами у пассивной системы
ориентации есть и ряд недостатков, связанных с неэффективностью такой системы
при высоких угловых скоростях вращения, а также вращения вокруг оси индукции
собственного магнитного поля спутника. Активно-пассивная система магнитной
ориентации не обладает подобными недостатками, но она находится в проектном
варианте и требует проведения НИР и ОКР. Подобного рода недостатки неприемлемы
в аппаратах с коротким сроком активного существования. Магнитные катушки
обеспечивают быструю ориентацию и стабилизацию спутника сразу после его
запуска. А пассивная магнитная система лишь помогает удерживать его в течение
дальнейшего полёта. Активно-пассивная система состоит из пассивной системы и
двух электромагнитных катушек с взаимно перпендикулярным расположением векторов
магнитной индукции, при этом вектор одной из них располагается вдоль вектора
магнитной индукции постоянного магнита (рисунок 3). Для минимизации массы,
габаритов, мощности потребления необходимо проведение НИР.
Магнитные катушки могут включаться и выключаться по радиокомандам, а
также работать в импульсном режиме (для уменьшения среднего магнитного момента
в целях более точной коррекции спутника при минимальных затратах
электроэнергии). В работе [3] был проведён расчет
необходимого магнитного момента электромагнитной катушки активно-пассивной
системы управления. При массе спутника в 3 кг, радиусе вращения 0,1 м, и
периоде вращения 3 мин, магнитный момент будет равен 0,24А·м2 [3]. При изменении исходных данных или условий (увеличении массы,
уменьшении периода или увеличении радиуса вращения спутника) величина
требуемого магнитного момента (необходимого и достаточного для управления
спутником) будет возрастать. В работе [3] проведён расчет самой катушки, как с
сердечником, так и без него. Расчет катушки без сердечника при заданных
параметрах (магнитный момент 0,29 А·м2, мощность 0,3 Вт,
диаметр 0,135 м) дал результат: масса 38 г, длина катушки 0,112 м, диаметр
провода 0,11 мм. Расчет катушки с сердечником по этой работе не дал
положительного результата, так как в ней была допущена ошибка, а именно, не был
учтён размагничивающий фактор сердечника, который снижает магнитный момент
вплоть до полной компенсации положительного эффекта от применения сердечника,
сколь ни была бы высока магнитная проницаемость его материала. В настоящей
дипломной работе эта ошибка исправлена, в результате чего получены достоверные
значения магнитного момента катушки с сердечником.
1.2 Соленоид
Соленоидом называют длинную цилиндрическую катушку,
состоящую из некоторого числа витков проволоки, намотанной по винтовой линии.
Магнитное поле, которое создается проходящим через эти витки электрическим
током, можно представить себе как результат сложения полей, создаваемых
отдельными, рядом стоящими витками тока. Когда длина катушки значительно
превосходит ее диаметр, то внутри соленоида силовые линии поля имеют вид
прямых, параллельных его оси. Это означает, что во всех точках внутри соленоида
магнитная индукция поля имеет одно и то же направление: она параллельна оси
соленоида. Только вблизи концов соленоида линии магнитного поля искривляются.
Вне соленоида магнитное поле подобно полю полосового магнита: его силовые линии
тянутся от одного конца (полюса) соленоида к другому. На рисунке 4 показан
соленоид: а - с железными опилками, б - в разрезе. Форма линий вне соленоида
также тождественна форме линий соответствующего полосового магнита. Обычный
соленоид наматывается на немагнитном каркасе, магнитный материал с высокой
магнитной проницаемостью, помещённый внутрь соленоида значительно усиливает его
магнитные свойства. Поэтому для увеличения магнитного момента катушки
управления целесообразно использовать сердечник из намагничивающегося
материала.
Магнитный момент соленоида рассчитывается по формуле:
, (1)
где: I - ток, А;
Sср - средняя площадь намотки, м2;
N - число витков, шт.
1.3 Природа магнетизма магнитных материалов
Для обоснования выбора материала сердечника катушек рассмотрим основные
понятия магнетизма. Магнитные свойства вещества обусловлены спиновым и
орбитальным магнитными моментами электронов, а также магнитными моментами ядер
атомов. Последние весьма малы, поэтому для магнитных материалов имеет смысл
говорить лишь о магнетизме электронной оболочки, которая, собственно, и
определяет магнитные свойства вещества. Опыты по изучению гиромагнитного
эффекта показали, что у некоторых металлов спиновый магнитный момент играет
основную роль в создании магнитного момента атома. Чтобы атом в целом имел
магнитный момент, должны быть нескомпенсированы магнитные моменты спинов. Это
возможно в атомах с незаполненными оболочками. К ним относятся элементы
переходной группы, редкоземельные элементы и др. Однако наличие незаполненных
оболочек в атоме еще не является достаточным условием для существования
ферромагнетизма. Между спинами соседних атомов должно существовать еще сильное
электрическое взаимодействие квантовомеханической природы (так называемые
обменные силы). Это приводит к возникновению самопроизвольной намагниченности,
когда магнитные моменты атомов ориентируются в очень малых объемах (доменах) в
одном направлении, например у ферромагнетиков, или в противоположных
направлениях - у антиферромагнетиков.
Если внешнее магнитное поле отсутствует, то результирующий магнитный
момент вещества будет равен нулю. При наложении магнитного поля каждый атом
дает составляющую магнитного момента по направлению поля, и появляется
результирующий магнитный момент. Магнитное состояние вещества характеризуется
величиной результирующего магнитного момента, отнесенного к единице объема, к
единице массы или к грамм-атому вещества. Результирующий магнитный момент
единицы объема называется намагниченностью вещества и обозначается буквой J. Если величина магнитного момента
относится к единице массы тела, то имеем массовую или удельную намагниченность.
Между намагниченностью и внешним магнитным полем имеется простая связь вида:
J = χ۟ · H, (2)
где: J - намагниченность, А/м;
χ - магнитная восприимчивость вещества;
Н - поле, А/м.
Величина восприимчивости диа- и парамагнитных веществ очень мала (10-3-10-6),
причем у диамагнетиков она отрицательна (χ <0). У ферромагнетиков и ферримагнетиков
(к последним относятся, в частности, и ферриты) χ >>
1, причем соотношение
(1.9) является нелинейным, так как существует сильная зависимость магнитной
восприимчивости от напряженности магнитного поля χ = χ (H), при этом восприимчивость этих
веществ достигает очень больших значений (до 106). Если такое
вещество поместить во внешнее магнитное поле, то внутри этого вещества
магнитные моменты атомов создадут свои магнитные поля, которые будут складываться,
в результате чего возникнет внутреннее дополнительное поле. Это поле
складывается с внешним магнитным полем. Среднее магнитное поле в веществе характеризуется так
называемой магнитной индукцией и обозначается буквой "В".
Магнитная индукция характеризует магнитное состояние вещества в некотором
бесконечно малом объеме. Она является функцией внешнего магнитного поля и
определяется соотношением:
В = μ·μ0·Н = μ0(Н+J) = μ0·Н(1+χ), (3)
где: В - магнитная индукция, Тл;
μ0 - магнитная постоянная (магнитная проницаемость
вакуума).
χ = μ - 1. (4)
На рисунке 5 показана зависимость намагниченности от величины
напряжённости магнитного поля в ферромагнетиках и ферримагнетиках (начальная
или основная кривая намагничивания).
Кривую намагниченности ферромагнетиков можно разделить на несколько
участков, которые характеризуются определенными процессами намагничивания. В
области начального или обратимого намагничивания (участок 1) магнитная восприимчивость
χа и проницаемость μа являются постоянными величинами. Изменение
намагниченности в этой области происходит в основном за счет обратимых
процессов, которые обусловлены упругим смещением границ между областями
самопроизвольной намагниченности.
Вторая область кривой намагничивания (область Рэлея) характеризуется тем,
что в этой области намагничивания основную роль играют процессы инверсии. Здесь
происходит ступенчатое изменение направления вектора самопроизвольного
намагничивания внутри домена, причем процесс изменения намагниченности не
является полностью обратимым. В этой области намагниченность подчиняется закону
Рэлея. Третья область кривой соответствует быстрому возрастанию
намагниченности, изменение которой имеет здесь ступенчатый вид (скачки
Баркгаузена), что связано с необратимым смещением границ между областями
самопроизвольной намагниченности (участок 3). В магнитотвердых материалах могут
заметную роль играть также процессы инверсии. Процессы, обусловливающие
изменение намагниченности на этом участке, необратимы. В области приближения к
насыщению (IV) изменение намагниченности объясняется главным образом процессом
вращения, когда направление вектора намагниченности самопроизвольных областей
приближается к направлению внешнего поля. На последнем участке (5) с
увеличением поля наблюдается слабый рост намагниченности (парапроцесс).
Увеличение намагниченности здесь происходит за счет подавления
разориентирующего действия тепловых колебаний магнитных моментов атомов,
подобно тому, как это происходит в парамагнетиках.
Если после получения основной кривой намагничивания постепенно уменьшать
значение магнитного поля, то ход кривой намагничивания в обратном направлении
(кривая размагничивания) не будет совпадать с основной кривой. Поэтому для
одних и тех же значений напряженности магнитного поля получаются различные
значения намагниченности. Это явление называется магнитным гистерезисом.
Значение намагниченности, получаемое при снижении напряженности внешнего поля
до нуля, называется остаточной намагниченностью Jr. Она обычно меньше значения
насыщения Jr. Для того, чтобы снизить
намагниченность J тела,
предварительно намагниченного до насыщения, до нуля, к нему необходимо
приложить магнитное поле обратного направления с величиной напряженности Нс,
называемой коэрцитивной силой. Для кривой намагничивания, построенной в
координатах В(Н), водится понятие коэрцитивной силы по индукции - это такое
размагничивающее внешнее поле, которое необходимо приложить к ферромагнетику,
чтобы довести до нуля индукцию магнитного поля В внутри него: НсВ
≈ HcJ, но все же НсВ
< HcJ.
.4 Классификация и обзор сильномагнитных материалов, пригодных для
использования в качестве сердечника
Применяемые в электротехнике и электронной технике магнитные материалы
подразделяют на две основные группы: магнитотвердые и магнитомягкие. В
отдельную группу выделяют материалы специального назначения.
К магнитотвердым относят материалы с большой коэрцитивной силой
Нс. Они перемагничиваются лишь в очень сильных магнитных полях и
служат для изготовления постоянных магнитов.
К магнитомягким относят материалы с малой коэрцитивной силой и
высокой магнитной проницаемостью. Они обладают способностью намагничиваться до
насыщения в слабых магнитных полях, характеризуются узкой петлей гистерезиса и
малыми потерями на перемагничивание. Магнитомягкие материалы используются в
основном в качестве различных магнитопроводов: сердечников дросселей,
трансформаторов, электромагнитов, магнитных систем электроизмерительных
приборов.
Условно магнитомягкими считают материалы, у которых Нс <
800 А/м, а магнитотвердыми - с Нс > 4 кА/м. Необходимо, однако,
отметить, что у лучших магнитомягких материалов коэрцитивная сила может
составлять менее 1 А/м, а в лучших магнитотвердых материалах ее значение
превышает 500 кА/м. По масштабам применения в электронной технике среди
материалов специального назначения следует выделить материалы с прямоугольной
петлей гистерезиса (ППГ), ферриты для устройств сверхвысокочастотного диапазона
и магнитострикционные материалы.
Рассмотрим явление магнитного гистерезиса подробнее. Если первоначально
ненамагниченный ферромагнетик намагничивать, увеличивая поле от нуля до
значения, при котором наступает насыщение (рис. 6), а затем изменять его от H до -H, то размагничивание и перемагничивание (обратная кривая В(Н))
пойдет не по первоначальному пути, а выше, и в конце концов тело намагнитится в
обратном направлении. Если же теперь снова изменять поле в сторону
положительных его значений (от -H до +H), магнетик из состояния с
максимальным отрицательным значением магнитной индукции (намагниченности) будет
переходить к состоянию с положительной индукцией по кривой намагничивания,
лежащей ниже - из третьего квадранта в первый через четвертый квадрант.
Получившуюся замкнутую кривую называют петлей гистерезиса. В том случае, когда
в крайних точках достигается насыщение, получается максимальная петля
гистерезиса. Когда же в крайних точках насыщения нет, получатся аналогичные
петли гистерезиса, но меньшего размера, как бы вписанные в максимальную петлю -
это частные петли гистерезиса.
В данной работе для создания магнитного устройства, обладающего
минимальными значениями массы и остаточной намагниченности при выключенной
катушке и максимальным магнитным моментом при включении катушки, необходимо
подобрать магнитный материал сердечника, обладающий как можно меньшими
значениями плотности и коэрцитивной силы при большой магнитной проницаемости.
В таблице 1 приведены магнитомягкие материалы с магнитной проницаемостью,
коэрцитивной силой и плотностью.
Таблица 1 - Магнитомягкие материалы и их параметры
|
Материал
|
Магнитная проницаемость (μнач ¸ μмакс)
|
Коэрцитивная сила (Нс), Э
(1/4p кА/м)
|
Плотность (ρ), г/см3
|
|
Сталь Э31
|
250 - 5500
|
0,55
|
7,7
|
|
Сталь Э41
|
300 - 6000
|
0,45
|
7,7
|
|
Сталь Э42
|
400 - 7500
|
0,4
|
7,7
|
|
Сталь Э45
|
600 - 10000
|
0,25
|
7,7
|
|
Сталь Э310
|
1000 - 30000
|
0,12
|
7,7
|
|
Сплав 79НМ
|
20000 - 100000
|
0,03
|
8,6
|
|
Сплав 80НХС
|
30000 - 120000
|
0,015
|
8,6
|
|
Сплав 50НСХ
|
3000 - 30000
|
0,2
|
8,6
|
|
Сплав 65НП
|
3000 - 100000
|
0,1
|
8,6
|
|
Сплав 50НП
|
2000 - 20000
|
0,2
|
8,6
|
|
78,5% Ni-пермаллой
|
10000 - 100000
|
0,025
|
8,8
|
|
Эл. тех. железо
|
5000 - 15000
|
0,36
|
8,6
|
|
Альсифер
|
117000
|
0,022
|
7,9
|
|
Пермендюр
|
400 - 4000
|
0,05
|
8,2
|
|
Сплав AMAG
200 (нанокрист Fe)
|
30000 - 600000
|
0,015
|
7,3
|
|
супермаллой
|
30000 - 900000
|
0,004
|
8,6
|
1.5 Ïîòåðè â ìàãíèòíûõ
ìàòåðèàëàõ
 ïåðåìåííûõ
ïîëÿõ ïëîùàäü
ïåòëè ãèñòåðåçèñà
óâåëè÷èâàåòñÿ
çà ñ÷åò ïîòåðü
íà ãèñòåðåçèñ
Ðã, ïîòåðü íà
âèõðåâûå òîêè
Ðâ è äîïîëíèòåëüíûõ
ïîòåðü Ðä. Òàêàÿ
ïåòëÿ íàçûâàåòñÿ
äèíàìè÷åñêîé,
à ñóììàðíûå ïîòåðè
ïîëíûìè èëè ñóììàðíûìè.
Ïîòåðè íà ãèñòåðåçèñ,
îòíåñåííûå ê
åäèíèöå îáúåìà
ìàòåðèàëà (óäåëüíûå
ïîòåðè) (Âò/ì3):
, (5)
ãäå:
dB - äèôôåðåíöèàë
ïî èíäóêöèè.
Ýòè
æå ïîòåðè ìîæíî
îòíåñòè ê åäèíèöå
ìàññû (Âò/êã):
, (6)
ãäå:
- ïëîòíîñòü
ìàòåðèàëà, êã/ì3.
×òîáû
óìåíüøèòü ïîòåðè
íà ãèñòåðåçèñ,
èñïîëüçóþò ìàãíèòíûå
ìàòåðèàëû ñ âîçìîæíî
ìàëîé êîýðöèòèâíîé
ñèëîé. Äëÿ ýòîãî
ïóòåì îòæèãà
ñíèìàþò âíóòðåííèå
íàïðÿæåíèÿ â ìàòåðèàëå,
óìåíüøàþò ÷èñëî
äèñëîêàöèé è
äðóãèõ äåôåêòîâ
è óêðóïíÿþò çåðíà.
Ýòè
ïîòåðè îáóñëîâëåíû
â ïåðâóþ î÷åðåäü
èíåðöèîííîñòüþ
ïðîöåññîâ ïåðåìàãíè÷èâàíèÿ
äîìåíîâ (çàòðàòà
òåïëîâîé ýíåðãèè
íà ïåðåäâèæåíèÿ
ãðàíèö ñëàáîçàêðåïëåííûõ
äîìåíîâ ïðè èçìåíåíèè
ïîëÿ).
1.6 Ðàçìàãíè÷èâàþùåå
ïîëå. Ðàçìàãíè÷èâàþùèé
ôàêòîð
Íàìàãíè÷åííîñòü
ôåððîìàãíèòíîãî
îáðàçöà çàâèñèò
íå òîëüêî îò ìàãíèòíîé
âîñïðèèì÷èâîñòè
âåùåñòâà, èç êîòîðîãî
îí ñäåëàí, íî è
îò åãî ãåîìåòðè÷åñêîé
ôîðìû.
Ðèñóíîê 7 - Ñõåìàòè÷íîå
èçîáðàæåíèå
îáðàçöà ñ íàìàãíè÷åííîñòüþ
J âî âíåøíåì
ïîëå Hb ñ
ðàçìàãíè÷èâàþùèì
ïîëåì Íd
Äåëî â òîì, ÷òî
íà ïðîòèâîïîëîæíûõ
êîíöàõ íàìàãíè÷åííîãî
îáðàçöà èíäóöèðóþòñÿ
ìàãíèòíûå çàðÿäû
(ðèñóíîê 7), êîòîðûå
âíóòðè îáðàçöà
ñîçäàþò ñîáñòâåííîå
ìàãíèòíîå ïîëå
Íd, êîòîðîå
íàçûâàåòñÿ ðàçìàãíè÷èâàþùèì.
Òàêèì îáðàçîì,
ñîãëàñíî ïðèíöèïó
ñóïåðïîçèöèè
ïîëåé, èñòèííîå
ïîëå âíóòðè îáðàçöà
îïðåäåëÿåòñÿ
ñóììîé âíåøíåãî
è ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ïîëåé:
Hi = Hb + Íd, (7)
ãäå: Íi - ðåçóëüòèðóþùåå
ïîëå, À/ì;
Hb - âíåøíåå
ìàãíèòíîå ïîëå,
À/ì;
Íd - ðàçìàãíè÷èâàþùåå
ïîëå, À/ì.
Ðàçìàãíè÷èâàþùåå
ïîëå Íd ìîæíî âûðàçèòü
÷åðåç íàìàãíè÷åííîñòü
J ïî ôîðìóëå:
Hd = -Ñ·J, (8)
ãäå: Ñ - ðàçìàãíè÷èâàþùèé
ôàêòîð;
J - íàìàãíè÷åííîñòü
îáðàçöà, À·ì2.
Ôîðìóëà (7) ìîæåò
áûòü ïåðåïèñàíà
â âèäå:
, (9)
ãäå: i, j = x,y,z;
Hdi - ïðîåêöèÿ ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ïîëÿ íà îñü i, À/ì;
Jj - ïðîåêöèÿ íàìàãíè÷åííîñòè
íà îñü j, À·ì2.
Êîìïîíåíòû
òåíçîðà Ñ(r) - ðàçìàãíè÷èâàþùèå
êîýôôèöèåíòû
Nij - çàâèñÿò
îò ôîðìû îáðàçöà
è åãî îðèåíòàöèè
îòíîñèòåëüíî
âíåøíåãî ïîëÿ;
èõ ìîæíî ðàññ÷èòàòü
ïî ôîðìóëå:
, (10)
ãäå: xi, xj = x, y, z è èíòåãðèðîâàíèå
âåäåòñÿ ïî îáúåìó
îáðàçöà V.
Åñëè íàìàãíè÷èâàòü
îäèí è òîò æå îáðàçåö,
ïðèêëàäûâàÿ âíåøíåå
ìàãíèòíîå ïîëå
â ðàçëè÷íûõ íàïðàâëåíèÿõ,
òî êîíôèãóðàöèÿ
ïîâåðõíîñòíûõ
çàðÿäîâ áóäåò
êàæäûé ðàç èíàÿ
è, ñîîòâåòñòâåííî,
ïîëå Hd áóäåò
êàæäûé ðàç äðóãèì.
Òàêàÿ àíèçîòðîïèÿ
îáðàçöîâ íàçûâàåòñÿ
àíèçîòðîïèåé
ôîðìû.
 ïðîñòåéøåì
÷àñòíîì ñëó÷àå,
êîãäà îáðàçåö
îêàçàëñÿ îäíîðîäíî
íàìàãíè÷åí
â îäíîðîäíîì ïîëå
è íàïðàâëåíèå
íàìàãíè÷åííîñòè
ïðîòèâîïîëîæíî
íàïðàâëåíèþ ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ïîëÿ, ðàçìàãíè÷èâàþùèé
ôàêòîð ìîæíî
ñ÷èòàòü êîíñòàíòîé:
Íd= - N·J , (11)
ãäå: Hd - ðàçìàãíè÷èâàþùåå
ïîëå, À/ì;
J - íàìàãíè÷åííîñòü
îáðàçöà, À·ì2.
Òàêèì îáðàçîì,
äëÿ âíóòðåííåãî
ïîëÿ ïîëó÷àåì:
Hi= Hb - N·J, (12)
Ïî îïðåäåëåíèþ
ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè
χ=J/H, ïîýòîìó, çíàÿ
çàâèñèìîñòü
íàìàãíè÷åííîñòè
îáðàçöà îò âíåøíåãî
ìàãíèòíîãî ïîëÿ
J(Hb), ìîæíî
íàéòè âîñïðèèì÷èâîñòü
ìàòåðèàëà, èç
êîòîðîãî ñäåëàí
îáðàçåö:
χ (Hi)=J(Hb)/[Hb -N·J(Hb)],
(13)
 îáùåì ñëó÷àå
çàâèñèìîñòü
ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ïîëÿ Hd îò
íàìàãíè÷åííîñòè
J î÷åíü ñëîæíà.
Íî ìîæíî ïîêàçàòü,
÷òî îáðàçöû ýëëèïñîèäàëüíîé
ôîðìû è áëèçêîé
ê íåé ïðè íàìàãíè÷èâàíèè
â îäíîðîäíîì âíåøíåì
ïîëå Hb íàìàãíè÷èâàþòñÿ
îäíîðîäíî. Åñëè
ñèñòåìó êîîðäèíàò
âûáðàòü òàê, ÷òîáû
åå îñè ñîâïàëè
ñ ãëàâíûìè îñÿìè
ýëëèïñîèäà
(a,b,c), òî â òåíçîðå
Ñ îòëè÷íûìè
îò íóëÿ áóäóò
òîëüêî äèàãîíàëüíûå
êîìïîíåíòû, è
Nà+Nb+Nc = 1, (14)
ãäå: Na, Nb, Nc - ðàçìàãíè÷èâàþùèé
ôàêòîð âäîëü íàïðàâëåíèé
à, b,
ñ.
Åñëè îáðàçåö
èìååò ôîðìó øàðà,
òî Na = Nb = Nc = 1/3.
Äëÿ áåñêîíå÷íîé
ïëàñòèíû, ðàñïîëîæåííîé
íîðìàëüíî ê îñè
OZ (îñè ñ), ñïðàâåäëèâî
Na = Nb = 0, Nc = 1.
Äëÿ áåñêîíå÷íîãî
öèëèíäðà (ñ → ∞)
Na = Nb = 1/2, Nc = 0.
Äëÿ îáðàçöîâ
öèëèíäðè÷åñêîé
ôîðìû, êîíå÷íîé
âûñîòû, íàìàãíè÷èâàåìûõ
âäîëü îñè öèëèíäðà,
ñîâïàäàþùåé
ñ îñüþ ñ, Na = Nb = 0, à Nc = Nf ìîæíî ñ÷èòàòü
çàâèñÿùèì òîëüêî
îò îòíîøåíèÿ
äëèíû îáðàçöà
L ê åãî äèàìåòðó
d. ×åì áîëüøå îòíîøåíèå
L/d, òåì ìåíüøå
Nf. Ïðè ýòîì
â îòëè÷èå îò òåë
ýëëèïñîèäàëüíîé
ôîðìû ðàñïðåäåëåíèå
íàìàãíè÷åííîñòè
â öèëèíäðå íå ÿâëÿåòñÿ
îäíîðîäíûì, è
çíà÷åíèå ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà áóäåò
çàâèñåòü îò òîãî,
÷òî ïîíèìàåòñÿ
ïîä íàìàãíè÷åííîñòüþ
îáðàçöà - åå çíà÷åíèå
â öåíòðàëüíîé
÷àñòè èëè óñðåäíåííîå
ïî îáúåìó. Â Òàáëèöå
2 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ
ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà Nf äëÿ öèëèíäðè÷åñêèõ
îáðàçöîâ ñ ðàçëè÷íûì
îòíîøåíèåì äëèíû
ê äèàìåòðó, ðàññ÷èòàííûå
ïî ôîðìóëå (15), ïðèìåíèìîé
âî âòîðîì ñëó÷àå,
ïîñêîëüêó èíòåðåñóþùàÿ
íàñ âåëè÷èíà
ìàãíèòíîãî ìîìåíòà
óïðàâëÿþùåé êàòóøêè
îïðåäåëÿåòñÿ
óñðåäíåííûì,
à íå ìàêñèìàëüíûì
çíà÷åíèåì íàìàãíè÷åííîñòè
ñåðäå÷íèêà:
Nf = (2,72lg(LD) - 0,69)/(LD)2, (15)
ãäå: LD - îòíîøåíèå
äëèíû ñåðäå÷íèêà
ê åãî ïîïåðå÷íîìó
ñå÷åíèþ;
Nf - ðàçìàãíè÷èâàþùèé
ôàêòîð.
Äàííàÿ ôîðìóëà
òî÷íî îïèñûâàåò
ëèøü ÷àñòü ôóíêöèè,
à èìåííî 8≤LD≤28, â îáëàñòè
ñ ìåíüøèìè çíà÷åíèÿìè
LD íåîáõîäèìî
ó÷èòûâàòü íåîäíîðîäíîñòü
ïîëÿ âíóòðè ñåðäå÷íèêà
è äåôåêòû ïîâåðõíîñòè
ñåðäå÷íèêà, ÷òî
âåñüìà çàòðóäíèòåëüíî.
Îáëàñòü çíà÷åíèé
LD>28 òîæå
îïèñûâàåòñÿ
áîëåå ñëîæíîé
ôîðìóëîé è ÿâëÿåòñÿ
íàèìåíåå èíòåðåñíîé,
òàê êàê òàêîé
ñåðäå÷íèê áóäåò
îáëàäàòü áîëüøèìè
ãàáàðèòàìè è
ìàññîé.
Òàáëèöà 2 - Çíà÷åíèÿ
ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà äëÿ öèëèíäðè÷åñêîãî
îáðàçöà ñ ðàçëè÷íûì
îòíîøåíèåì äëèíû
ê äèàìåòðó (L/d)
|
L/d
|
Nf
|
|
10
|
0,0203
|
|
20
|
0,00715
|
|
25
|
0,005
|
|
30
|
0,00366
|
|
40
|
0,002182
|
|
50
|
0,001457
|
|
60
|
0,001043
|
|
80
|
0,0006528
|
|
100
|
0,000414
|
Òàêèì îáðàçîì,
ñ òî÷êè çðåíèÿ
ìèíèìèçàöèè
âëèÿíèÿ ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà íà ýôôåêòèâíîñòü
ìàãíèòíîé êàòóøêè
åå ñåðäå÷íèê
äîëæåí îáëàäàòü
ìàêñèìàëüíûì
îòíîøåíèåì äëèíû
ê äèàìåòðó ïîïåðå÷íîãî
ñå÷åíèÿ (L/d). Ïðè ìèíèìàëüíîì
æå ñîîòíîøåíèè
L/d (â ñëó÷àå
ïëîñêîãî äèñêà)
ñåðäå÷íèê äàæå
ñ âûñîêîé ìàãíèòíîé
ïðîíèöàåìîñòüþ
íå áóäåò îáåñïå÷èâàòü
îùóòèìîå óñèëåíèå
ìàãíèòíîãî ïîëÿ
(ìàãíèòíîãî
ìîìåíòà), ñëåäîâàòåëüíî,
åãî ïðèìåíåíèå
íå áóäåò îïðàâäàííûì
èç-çà îñëàáëåíèÿ
ïîëÿ êàòóøêè
ðàçìàãíè÷èâàþùèì
ïîëåì ìàãíèòíûõ
ïîëþñîâ.
.7 Îñòàòî÷íàÿ
íàìàãíè÷åííîñòü
Îñòàòî÷íàÿ
íàìàãíè÷åííîñòü
- ýòî íàìàãíè÷åííîñòü
Jr, êîòîðóþ èìååò
ôåððîìàãíèòíûé
ìàòåðèàë ïðè ñíèæåíèè
äî íóëÿ íàïðÿæ¸ííîñòè
âíåøíåãî ïîëÿ,
ïåðâîíà÷àëüíî
íàìàãíè÷èâàþùåãî
îáðàçåö. Îñòàòî÷íàÿ
íàìàãíè÷åííîñòü
çàâèñèò êàê îò
ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ
ìàòåðèàëà, òàê
è îò åãî ìàãíèòíîé
ïðåäûñòîðèè
- õàðàêòåðà ïðåäûäóùèõ
âîçäåéñòâèé
íà íåãî ìàãíèòíîãî
ïîëÿ. Âåëè÷èíà
îñòàòî÷íîé
íàìàãíè÷åííîñòè
êîíêðåòíûõ ôåððîìàãíèòíûõ
îáðàçöîâ ñóùåñòâåííî
çàâèñèò îò èõ
ôîðìû, òàê êàê
ñêàçûâàåòñÿ
äåéñòâèå ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà
<#"805766.files/image013.gif"> , (16)
ãäå: ρ - óäåëüíîå
ñîïðîòèâëåíèå
ìàòåðèàëà, Îì·ñì;
L - äëèíà,
ñì;
S - ïîïåðå÷íîå
ñå÷åíèå ïðîâîäà,
ñì2.
Èç ôîðìóëû (16) âèäíî,
÷òî äëÿ ìèíèìèçàöèè
ïîòåðü â îáìîòêå
íàäî óìåíüøàòü
äëèíó ïðîâîäà
(÷èñëî âèòêîâ
èëè ðàäèóñ íàìîòêè
ïðîâîäà), íî ýòî
ïðèâåä¸ò è ê ñíèæåíèþ
ìàãíèòíîãî ìîìåíòà,
à óâåëè÷åíèå
ñå÷åíèÿ ïðîâîäà
ïðèâåä¸ò ê âîçðàñòàíèþ
ìàññû è ãàáàðèòîâ
êàòóøêè. Òàêèì
îáðàçîì, îñòà¸òñÿ
îäèí ïàðàìåòð,
êîòîðûé íå ïîâëèÿåò
íà äðóãèå õàðàêòåðèñòèêè
è ïðè ïîìîùè êîòîðîãî
ìîæíî ìèíèìèçèðîâàòü
ïîòåðè â îáìîòêå
- ýòî óäåëüíîå
ñîïðîòèâëåíèå.
Èç ôîðìóëû (16) âèäíî,
÷òî äëÿ ìèíèìèçàöèè
ñîïðîòèâëåíèÿ
íåîáõîäèìî âûáèðàòü
ìàòåðèàë ñ íàèìåíüøèì
çíà÷åíèåì óäåëüíîãî
ñîïðîòèâëåíèÿ.
 òàáëèöå 3 ïðèâåäåíû
õàðàêòåðèñòèêè
ìàòåðèàëîâ, âûïóñêàåìûõ
âèäå ìåòàëëè÷åñêîãî
ïðîâîäà.
Òàáëèöà 3 - Ïàðàìåòðû
ðàçëè÷íûõ ìåòàëëîâ
|
Ìàòåðèàë
|
Óäåëüíîå
ñîïðîòèâëåíèå
ïðè 20îÑ, 10-6
Îì·ñì
|
Ïëîòíîñòü, ã/ñì3
|
Ìàãíèòíàÿ
ïðîíèöàåìîñòü
|
|
Àëþìèíèé
|
2,69
|
2,7
|
1,000023
|
|
Ìåäü
|
1,67
|
8,9
|
0,99999
|
|
Íèõðîì
Õ15Í60 (NiCrFe)
|
110
|
7,8
|
500
|
|
Ñòàëü Õ18H25
|
20,2
|
7,5-7,8
|
1000
|
Èç âûøåïåðå÷èñëåííûõ
ìàòåðèàëîâ áîëüøå
âñåãî ïîäõîäèò
ìåäü, òàê êàê ó
íåå ìèíèìàëüíîå
çíà÷åíèå óäåëüíîãî
ñîïðîòèâëåíèÿ.
Îäíàêî ïðè ýòîì
ìåäü îáëàäàåò
è âûñîêîé ïëîòíîñòüþ,
íî ïîñêîëüêó îáú¸ì,
çàíèìàåìûé îáìîòêîé,
êàê ïðàâèëî, íàìíîãî
ìåíüøå, ÷åì îáúåì
ñåðäå÷íèêà, òî
è âêëàä â îáùóþ
ìàññó êàòóøêè
îíà òîæå äà¸ò
î÷åíü ìàëûé. Ìåäü
- ýòî äèàìàãíåòèê
(μ
< 1), ïîýòîìó
äëÿ òîãî, ÷òîáû
íå ñíèæàòü ìàãíèòíóþ
ïðîíèöàåìîñòü
ñåðäå÷íèêà, íå
ñëåäóåò íàìàòûâàòü
êàòóøêè ñ áîëüøèì
÷èñëîì ñëî¸â.
Ïðè íàìîòêå
êàòóøêè ñïîñîáîì
"âèòîê ê âèòêó"
èëè íà ýëåêòðîïðîâîäÿùåå
îñíîâàíèå íåîáõîäèìî,
÷òîáû íàìàòûâàåìûé
ïðîâîä èìåë âíåøíþþ
èçîëÿöèþ. Èçîëÿöèÿ
äîëæíà áûòü ðàññ÷èòàíà
íà íàïðÿæåíèå
íå ìåíåå äâóõ-òð¸õ
íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ,
ýòî ñâÿçàíî îáðàòíûì
âûáðîñîì ÝÄÑ
ñàìîèíäóêöèè
ïðè ïåðåõîäíîì
ïðîöåññå â êàòóøêå,
âåëè÷èíà êîòîðîãî
ìîæåò äîñòèãàòü
çíà÷åíèÿ íåñêîëüêèõ
íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ.
Ïðè ýòîì íåîáõîäèì
äâîéíîé çàïàñ
äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðî÷íîñòè. Ó êàæäîãî
âèòêà åñòü èçîëÿöèÿ,
ñëåäîâàòåëüíî,
ñîñåäíèå âèòêè
ðàçäåëåíû äâóìÿ
ñëîÿìè èçîëÿöèè.
Ïðîâåä¸ì îáçîð
ìåäíûõ ïðîâîäîâ,
âûïóñêàåìûõ
ñ èçîëÿöèåé (òàáëèöà
4)
Òàáëèöà 4 - Îáçîð
ìåäíûõ ïðîâîäîâ,
âûïóñêàåìûõ
ñ èçîëÿöèåé
|
Ìàðêà
ïðîâîäà
|
Dìèí ¸ Dìàêñ, ìì
|
Ïðî÷íîñòü
èçîëÿöèè, Â
|
Ðåñóðñ,
÷
|
|
ÏÝË
|
0,06 - 3,0
|
40 - 2000
|
80000
|
|
ÏÝÂ-1
|
0,02 - 2,5
|
60 - 2500
|
100000
|
|
ÏÝÂ-2
|
0,05 - 2,5
|
130 - 3500
|
100000
|
|
ÏÝËØÎ
|
0,06 - 1,5
|
250 - 2500
|
100000
|
|
ÏÝÂËÎ
|
0,06 - 1,8
|
200 - 2800
|
110000
|
Òàáëèöà 4 ñîäåðæèò
ìèíèìàëüíûé
è ìàêñèìàëüíûé
äèàìåòðû, ìèíèìàëüíîå
íàïðÿæåíèå ïðîáîÿ
îäíîãî ñëîÿ èçîëÿöèè,
ìèíèìàëüíóþ
íàðàáîòêó â ÷àñàõ
ïðè ìàêñèìàëüíîé
ðàáî÷åé òåìïåðàòóðå
ìàãíèòíîé êàòóøêè
(+50 îÑ).
.9 Òåìïåðàòóðíàÿ
çàâèñèìîñòü
íàìàãíè÷åííîñòè
è ñîïðîòèâëåíèÿ
Ìàãíèòíàÿ
êàòóøêà îáëàäàåò
äâóìÿ òåìïåðàòóðíûìè
çàâèñèìîñòÿìè:
òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòüþ
íàìàãíè÷åííîñòè
ñåðäå÷íèêà è
òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòüþ
ñîïðîòèâëåíèÿ
îáìîòêè. Ðàññìîòðèì
èõ â îòäåëüíîñòè.
Òåìïåðàòóðíàÿ
çàâèñèìîñòü
íàìàãíè÷åííîñòè.
Âåùåñòâà, îáëàäàþùèå
ôåððîìàãíåòèçìîì,
ñîõðàíÿþò ýòó
îñîáåííîñòü
ëèøü â íåêîòîðîì
èíòåðâàëå òåìïåðàòóð.
Ïðè íàãðåâàíèè
âûøå íåêîòîðîé
òåìïåðàòóðû, íîñÿùåé
íàçâàíèå òåìïåðàòóðû
Êþðè ôåððîìàãíåòèêà,
ôåððîìàãíåòèçì
èñ÷åçàåò, è âåùåñòâî
ñòàíîâèòñÿ ïàðàìàãíåòèêîì.
Ñ ïîìîùüþ ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî
àíàëèçà áûëî
óñòàíîâëåíî,
÷òî ïîäîáíîå
ïðåâðàùåíèå íå
ñîïðîâîæäàåòñÿ
èçìåíåíèåì ñòðóêòóðû
êðèñòàëëà. Èñ÷åçíîâåíèå
ôåððîìàãíèòíûõ
ñâîéñòâ ïðîèñõîäèò
â íåêîòîðîì îòíîøåíèè
ïîñòåïåííî. Íà
ðèñóíêå 8 ïîêàçàíà
çàâèñèìîñòü
íàìàãíè÷åííîñòè
íàñûùåíèÿ Fe îò òåìïåðàòóðû.
Îíà ðåçêî óìåíüøàåòñÿ
ïðè ïðèáëèæåíèè
ê òåìïåðàòóðå
Êþðè. Ÿ ïðèíÿòî
îïðåäåëÿòü òî÷êîé
ïåðåñå÷åíèÿ ëèíåéíîãî
ïðîäîëæåíèÿ íàèáîëåå
êðóòîãî ó÷àñòêà
ñïàäà êðèâîé
íàìàãíè÷èâàíèÿ
ñ îñüþ àáñöèññ.
Ðåàëüíî æå ïîëó÷àåòñÿ
íåêîòîðûé "õâîñò"
êðèâîé Js = f(Ò). Õîòÿ
â áîëüøîé ñòåïåíè
ïîÿâëåíèå ïîäîáíîãî
"õâîñòà" ìîæíî
îòíåñòè çà ñ÷¸ò
íåîäíîðîäíîñòè
ìàòåðèàëà è íåñîâåðøåíñòâà
òåõíèêè èçìåðåíèÿ,
íåñîìíåííî, ÷òî
è ïðè âîçìîæíî
áîëåå òùàòåëüíîì
èñêëþ÷åíèè ýòèõ
ïîáî÷íûõ îáñòîÿòåëüñòâ
ÿâëåíèå ïîñòåïåííîãî
ïåðåõîäà èìååò
ìåñòî[7].
 ðåçóëüòàòå
òîãî, ÷òî íàìàãíè÷åííîñòü
íà÷èíàåò ðåçêî
óáûâàòü âáëèçè
òî÷êè Êþðè, íåîáõîäèìî
ïîäáèðàòü ìàãíèòíûé
ìàòåðèàë ñåðäå÷íèêà,
ó÷èòûâàÿ òåìïåðàòóðíûå
óñëîâèÿ ýêñïëóàòàöèè
ìàãíèòíîé êàòóøêè.
à - äëÿ ôåððîìàãíåòèêà,
á - äëÿ ôåððèìàãíåòèêà.
Ðèñóíîê 8 - Òåìïåðàòóðíàÿ
çàâèñèìîñòü
íàìàãíè÷åííîñòè
Òåìïåðàòóðíàÿ
çàâèñèìîñòü
ñîïðîòèâëåíèÿ.
Ýëåêòðîííûé
ãàç â ìåòàëëàõ
ÿâëÿåòñÿ âûðîæäåííûì,
è îñíîâíûì ìåõàíèçìîì
ðàññåÿíèÿ ýëåêòðîíîâ
â îáëàñòè âûñîêèõ
òåìïåðàòóð ÿâëÿåòñÿ
ðàññåÿíèå íà
ôîíîíàõ.
Ïðè ïîíèæåíèè
òåìïåðàòóðû äî
àáñîëþòíîãî
íóëÿ ñîïðîòèâëåíèå
íîðìàëüíûõ ìåòàëëîâ
ñòðåìèòñÿ ê ïîñòîÿííîìó
çíà÷åíèþ îñòàòî÷íîìó
ñîïðîòèâëåíèþ.
Èñêëþ÷åíèåì
èç ýòîãî ïðàâèëà
ÿâëÿþòñÿ ñâåðõïðîâîäÿùèå
ìåòàëëû è ñïëàâû,
â êîòîðûõ ñîïðîòèâëåíèå
èñ÷åçàåò íèæå
íåêîòîðîé êðèòè÷åñêîé
òåìïåðàòóðû Òñâ
(òåìïåðàòóðà
ïåðåõîäà â ñâåðõïðîâîäÿùåå
ñîñòîÿíèå).
Ïðè óâåëè÷åíèè
òåìïåðàòóðû, îòêëîíåíèå
óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ
îò ëèíåéíîé çàâèñèìîñòè
ó áîëüøèíñòâà
ìåòàëëîâ íàñòóïàåò
âáëèçè òåìïåðàòóðû
ïëàâëåíèÿ Òïë.
Íåêîòîðîå îòñòóïëåíèå
îò ëèíåéíîé çàâèñèìîñòè
ìîæåò íàáëþäàòüñÿ
ó ôåððîìàãíèòíûõ
ìåòàëëîâ, â êîòîðûõ
ïðîèñõîäèò äîïîëíèòåëüíîå
ðàññåÿíèå ýëåêòðîíîâ
íà íàðóøåíèÿõ
ñïèíîâîãî ïîðÿäêà.
Ïðè Ò > Ò1, êîãäà
ñïåêòð êîëåáàíèé
âîçáóæäåí ïîëíîñòüþ,
óâåëè÷åíèå àìïëèòóäû
êîëåáàíèé ñ ðîñòîì
òåìïåðàòóðû ïðèâîäèò
ê ëèíåéíîìó ðîñòó
ñîïðîòèâëåíèÿ
ïðèìåðíî äî Òïë
- îáëàñòü 2 ðèñóíêà
9. Ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû
óâåëè÷èâàåòñÿ
àìïëèòóäà êîëåáàíèé
àòîìîâ ðåø¸òêè
è ýëåêòðîí èñïûòûâàåò
áîëüøåå ðàññåÿíèå
(ðàññåÿíèå íà
ôîíîíàõ ðåø¸òêè),
ïðèâîäÿùåå ê èçìåíåíèþ
íàïðàâëåíèÿ äâèæåíèÿ,
êîíå÷íûì çíà÷åíèÿì
äëèíû ñâîáîäíîãî
ïðîáåãà è ïðîâîäèìîñòè
ìåòàëëà. Ýíåðãèÿ
ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè
â ìåòàëëàõ ñîñòàâëÿåò
3-15 ýÂ, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò
äëèíàì âîëí 3-7 Å. Ïîýòîìó
ëþáûå íàðóøåíèÿ
ïåðèîäè÷íîñòè
èëè òåïëîâûå êîëåáàíèÿ
àòîìîâ (ôîíîíîâ)
âûçûâàþò ðîñò
óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ
ìåòàëëà.
Âàæíîé õàðàêòåðèñòèêîé
ìåòàëëîâ ÿâëÿåòñÿ
òåìïåðàòóðíûé
êîýôôèöèåíò
óäåëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî
ñîïðîòèâëåíèÿ,
ïîêàçûâàþùèé
îòíîñèòåëüíîå
èçìåíåíèå óäåëüíîãî
ñîïðîòèâëåíèÿ
ïðè èçìåíåíèè
òåìïåðàòóðû íà
îäèí Êåëüâèí
(ãðàäóñ):
, (17)
ãäå:
- òåìïåðàòóðíûé
êîýôôèöèåíò
óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ;
ρ - óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå,
Îì·ì;
dρ - ïðèðàùåíèå
ñîïðîòèâëåíèÿ,
Îì·ì;
dT - èçìåíåíèå
òåìïåðàòóðû, oC.
ïîëîæèòåëüíî,
êîãäà óäåëüíîå
ñîïðîòèâëåíèå
âîçðàñòàåò ïðè
ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû.
Î÷åâèäíî, ÷òî
âåëè÷èíà
òàêæå ÿâëÿåòñÿ
ôóíêöèåé òåìïåðàòóðû.
 îáëàñòè 3 ëèíåéíîé
çàâèñèìîñòè
(T) (ñì. ðèñóíîê
9) âûïîëíÿåòñÿ
ñîîòíîøåíèå:
, (18)
ãäå:
- îñòàòî÷íîå
óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå,
Îì·ñì (äëÿ ìåäè
= 1,58·10-6 Îì·ñì);
- òåìïåðàòóðíûé
êîýôôèöèåíò
óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ
(äëÿ ìåäè = 0,0043);
Ò
- òåìïåðàòóðà,
oC;
óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå
ïðè òåìïåðàòóðå
T, Îì·ñì.
Ïàðàìåòðû
ìàãíèòíîãî óñòðîéñòâà
íå äîëæíû çàâèñåòü
îò òåìïåðàòóðû,
ïîýòîìó íåîáõîäèìî
ïðèìåíÿòü ìàòåðèàë
äëÿ îáìîòêè ñ
ìàëûì òåìïåðàòóðíûì
êîýôôèöèåíòîì
èëè èñïîëüçîâàòü
óñòðîéñòâî åãî
êîìïåíñàöèè,
ëèáî ïðîâîäèòü
ðàñ÷åò äëÿ òåìïåðàòóð
ñ íàèõóäøèìè
ïàðàìåòðàìè
ìàãíèòíîãî óñòðîéñòâà.
2. Òåîðåòè÷åñêàÿ
÷àñòü
.1 Òåîðåòè÷åñêèé
ðàñ÷åò ïàðàìåòðîâ
ìàãíèòíîé êàòóøêè
2.1.1 Ïîñòàíîâêà
îñíîâíûõ çàäà÷
ðàñ÷åòà
 ðàçäåëå 1.1 áûëà
îïèñàíà ìàãíèòíàÿ
ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ
ñïóòíèêîì. Íà
ðèñóíêå 3 ïîêàçàíî
ðàñïîëîæåíèå
ïîñòîÿííîãî
ìàãíèòà ìàãíèòíûõ
êàòóøåê. Ïåðïåíäèêóëÿðíàÿ
îðèåíòàöèÿ êàòóøåê
äðóã îòíîñèòåëüíî
äðóãà áûëà âûáðàíà
äëÿ èõ íàèìåíüøåãî
âçàèìîâëèÿíèÿ
äðóã íà äðóãà.
Ïàðàëëåëüíàÿ
îðèåíòàöèÿ âåêòîðà
ìàãíèòíîé èíäóêöèè
îäíîé èç êàòóøåê
îòíîñèòåëüíî
âåêòîðà ïîñòîÿííîãî
ìàãíèòà âûáðàíà
äëÿ åãî ïîëíîé
êîìïåíñàöèè
ëèáî äëÿ åãî óñèëåíèÿ,
â çàâèñèìîñòè
îò íåîáõîäèìîãî
ìàí¸âðà. Äëÿ ïðîâåäåíèÿ
äàëüíåéøèõ ðàñ÷¸òîâ
êàòóøêó ñ ïàðàëëåëüíî
îðèåíòèðîâàííûì
âåêòîðîì ìàãíèòíîé
èíäóêöèè îòíîñèòåëüíî
ïîñòîÿííîãî
ìàãíèòà íàçîâ¸ì
êàòóøêîé 1, à ñ
ïåðïåíäèêóëÿðíî
îðèåíòèðîâàííûì
- êàòóøêîé 2.
.1.2 Èñõîäíûå äàííûå
Ïàðàìåòðû ñïóòíèêà
ÒÍÑ-0 ¹2:
ìàññà - 5 êã;
ãàáàðèòû: äëèíà
280 ìì, âíóòðåííèé
äèàìåòð 180 ìì;
äèàìåòð ñòåðæíÿ
4 ìì
ìàêñèìàëüíûé
ðàäèóñ îòíîñèòåëüíî
îñè âðàùåíèÿ
140 ìì;
ïåðèîä âðàùåíèÿ
2,5 ìèí;
íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ
12 Â;
äèàïàçîí ðàáî÷èõ
òåìïåðàòóð: -40 +50
(íàèõóäøàÿ äëÿ
ìàãíèòíîãî óñòðîéñòâà
+50 îÑ).
Âñïîìîãàòåëüíûå
äàííûå è êîíñòàíòû:
ýêâàòîðèàëüíîå
çíà÷åíèå ãåîìàãíèòíîãî
ïîëÿ Çåìëè 200 À/ì;
ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü
âàêóóìà 1,26·10-6
Ïîñêîëüêó ìû
íå ðàñïîëàãàåì
äàííûìè î âåëè÷èíå
òðåáóåìîãî ìàãíèòíîãî
ìîìåíòà, íåîáõîäèìî
ïðîâåñòè åãî
ðàñ÷åò ñ ïîäñòàíîâêîé
èçâåñòíûõ èñõîäíûõ
äàííûõ.
.1.3 Îöåíêà è ðàñ÷¸ò
ìèíèìàëüíî íåîáõîäèìûõ
çíà÷åíèé ìàãíèòíîãî
ìîìåíòà êàòóøåê
ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ
Ìàãíèòíûé ìîìåíò
êàòóøêè 1 ñ ïàðàëëåëüíî
îðèåíòèðîâàííûì
âåêòîðîì ìàãíèòíîé
èíäóêöèè äîëæåí
áûòü íå ìåíüøå
ìàãíèòíîãî ìîìåíòà
ïîñòîÿííîãî
ìàãíèòà. Ìàãíèòíûé
ìîìåíò ïîñòîÿííîãî
ìàãíèòà ðàâåí
2,2 À·ì2, ñëåäîâàòåëüíî,
ìàãíèòíàÿ êàòóøêà
1 äîëæíà îáëàäàòü
ìàãíèòíûì ìîìåíòîì
íå ìåíåå 2,2 À·ì2.
 ðàáîòå [3] áûë
ïðîâåä¸í ðàñ÷åò
ýëåêòðîìàãíèòíîé
êàòóøêè àêòèâíî-ïàññèâíîé
ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ.
Äëÿ ìàññû ñïóòíèêà
â 3 êã, ðàäèóñà âðàùåíèÿ
0,1 ì, è ïåðèîäà âðàùåíèÿ
3 ìèí, ðàññ÷èòûâàëèñü
ïàðàìåòðû ìàãíèòíîé
êàòóøêè ñ ìàãíèòíûì
ìîìåíòîì, ðàâíûì
0,24 À·ì2.
Ïî îêîí÷àíèè
ðàçðàáîòêè ñïóòíèêà
åãî ìàññà óâåëè÷èëàñü
äî 5 êã, äëèíà äî
28 ñì, ïîëîæåíèå
öåíòðà ìàññ áûëî
âûáðàíî ïî öåíòðó
êîíñòðóêöèè
(ðàäèóñ âðàùåíèÿ
14 ñì), à ðåçóëüòàò
ë¸òíûõ èñïûòàíèé
ÒÍÑ-0 ¹1 äàë ïåðèîä
âðàùåíèÿ, ðàâíûé
2,5 ìèí. Ñëåäîâàòåëüíî,
äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è
íåîáõîäèìî ðàññ÷èòàòü
íîâîå çíà÷åíèå
òðåáóåìîãî ìàãíèòíîãî
ìîìåíòà.
Ðàññ÷èòàåì
ìèíèìàëüíî íåîáõîäèìûé
ìàãíèòíûé ìîìåíò
äëÿ êàòóøêè 2 ñ
ïåðïåíäèêóëÿðíî
îðèåíòèðîâàííûì
âåêòîðîì ìàãíèòíîé
èíäóêöèè îòíîñèòåëüíî
îñè ñïóòíèêà.
Äëÿ ïðîñòîòû
ðàñ÷åòîâ ïðåäïîëîæèì,
÷òî óãîë ìåæäó
âåêòîðàìè èíäóêöèè
ãåîìàãíèòíîãî
ïîëÿ Çåìëè è ñïóòíèêà
ïðÿìîé. Òîãäà
ìåõàíè÷åñêèé
ìîìåíò ìîæíî
ðàññ÷èòàòü ïî
ôîðìóëå:
Ì = Ìì ·Â, (19)
ãäå: Ìì - ìàãíèòíûé
ìîìåíò, À·ì2;
 - èíäóêöèÿ ïîëÿ,
À/ì.
Ì = Jm ·
ε, (20)
ãäå: Jm - ìîìåíò èíåðöèè,
êã·ì2;
ε - óãëîâîå
óñêîðåíèå, ðàä/ñ2.
ε = π · ω2 , (21)
ãäå: ω - öèêëè÷åñêàÿ
÷àñòîòà, Ãö.
ω = 2π/Òñï,
(22)
ãäå Òñï - ïåðèîä
êîëåáàíèé ñïóòíèêà,
ñ.
Jm = mñï · RV2/2, (23)
ãäå: mñï - ìàññà
ñïóòíèêà, êã;
RV - ðàäèóñ îòíîñèòåëüíî
îñè âðàùåíèÿ,
ì.
 ðåçóëüòàòå
ïîëó÷àåì âûðàæåíèå
äëÿ íàïðÿæåííîñòè
ïîëÿ:
, (24)
ãäå: μ0 - ïðîíèöàåìîñòü
âàêóóìà, μ0 = 1,26·10-6.
Èç
ôîðìóëû 24 âûðàçèì
ìàãíèòíûé ìîìåíò:
. (25)
Ïîäñòàâèâ çíà÷åíèÿ
óêàçàííûå âûøå
â ôîðìóëó (25), ïîëó÷èì
âåëè÷èíó ìàãíèòíîãî
ìîìåíòà ðàâíóþ
1,071 À·m2. Èç
ôîðìóëû 25 âèäíî,
÷òî ÷åì ìåíüøå
ïåðèîä âðàùåíèÿ
(áîëüøå êðóãîâàÿ
÷àñòîòà), òåì
áîëüøèé íåîáõîäèì
ìàãíèòíûé ìîìåíò.
Íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü
è îãðàíè÷åíèÿ
ãàáàðèòîâ, ìàññû,
è òîêà ïîòðåáëåíèÿ,
íóæíî ìàêñèìàëüíî
ìèíèìèçèðîâàòü
çíà÷åíèÿ ýòèõ
ïàðàìåòðîâ, ïðè
ýòîì ïîëó÷èòü
ìàêñèìàëüíûé
ìàãíèòíûé ìîìåíò. Ïîäîáíûé ðàñ÷¸ò
áûë ïðîâåä¸í â
ðàáîòå [3], òàì ðàññ÷èòûâàëàñü
êàòóøêà áåç ñåðäå÷íèêà
ñ ìàãíèòíûì
ìîìåíòîì 0,29 À·ì2,
â ðåçóëüòàòå
å¸ ìàññà ðàâíÿëàñü
38 ã, äèàìåòð 13,5 ñì,
äëèíà 11,5 ñì. Ïîñêîëüêó
â ñâÿçè ñ èçìåíåíèåì
íåêîòîðûõ ïàðàìåòðîâ
ñïóòíèêà èçìåíèëñÿ
òðåáóåìûé ìàãíèòíûé
ìîìåíò âîçíèêàåò
íåîáõîäèìîñòü
ïðîâåäåíèÿ íîâîãî
ðàñ÷åòà ïàðàìåòðîâ
ìàãíèòíîé êàòóøêè
è âûáîðà íàèáîëåå
ïîäõîäÿùèõ ìàòåðèàëîâ.
.1.4 Ðàñ÷åò ïàðàìåòðîâ
è âûáîð ìàòåðèàëîâ
ìàãíèòíîãî óñòðîéñòâà
 íàñòîÿùåå
âðåìÿ â ñâÿçè
ñ èçìåíåíèåì
èñõîäíûõ ïàðàìåòðîâ
ñïóòíèêà íåîáõîäèìî
ðàçðàáîòàòü
ìàãíèòíûå êàòóøêè
ñ ìåíüøèìè ãàáàðèòàìè
è ìàññîé è áîëüøèì
ìàãíèòíûì ìîìåíòîì.
Çàäà÷ó îïòèìèçàöèè
ìîæíî ðåøèòü
íåñêîëüêèìè
ìåòîäàìè: ãðàôè÷åñêèì,
ìàòåìàòè÷åñêèì
è àíàëèòè÷åñêèì.
Ìàòåìàòè÷åñêèé
ìåòîä ÿâëÿåòñÿ
íàèáîëåå òî÷íûì
è ñëîæíûì è òðåáóåò
çíàíèÿ ñïåöèàëüíîé
ñðåäû ðàçðàáîòêè
(ïðîãðàììû MathLab) íà ïðîôåññèîíàëüíîì
óðîâíå, ïðè ýòîì
â ðåçóëüòàòå
ïîñëåäóþùåãî
ïîäñ÷¸òà ñ ïîäñòàíîâêîé
óòî÷í¸ííûõ (îêðóãëåíèå
äèàìåòðà ïðîâîäà,
÷èñëà âèòêîâ
è äð.) äàííûõ äà¸ò
ðåçóëüòàòû ãðàôè÷åñêîãî
ìåòîäà.
Àíàëèòè÷åñêèé
ìåòîä ÿâëÿåòñÿ
ñàìûì ïðîñòûì,
íî ïðè ýòîì îí
íå ó÷èòûâàåò
âñåõ îñîáåííîñòåé
çàâèñèìîñòåé
ôóíêöèé äðóã
îò äðóãà, ïîýòîìó
ÿâëÿåòñÿ íàèìåíåå
îáúåêòèâíûì
äëÿ îïòèìèçàöèè
âû÷èñëåíèé.
Âîñïîëüçóåìñÿ
ãðàôè÷åñêèì
ìåòîäîì êàê íàèáîëåå
ïðîñòûì è òî÷íûì,
ýòîò ìåòîä çàêëþ÷àåòñÿ
â ïîñòðîåíèè
ãðàôèêîâ äëÿ ïîñëåäóþùåãî
àíàëèçà è ïîèñêà
îïòèìàëüíûõ
çíà÷åíèé ôóíêöèè.
Äëÿ ïðîâåäåíèè
àâòîìàòèçèðîâàííûõ
ðàñ÷åòîâ â ïðîãðàììå
MathCad íåîáõîäèìî
ó÷åñòü ðàçìàãíè÷èâàþùèé
ôàêòîð ñåðäå÷íèêà,
òîëùèíó ëàêîâîãî
ïîêðûòèÿ ïðîâîäà,
çàâèñèìîñòü
ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòè
îò âåëè÷èíû ïîëÿ.
Äëÿ ýòîãî îïèøåì
çàâèñèìîñòè
ýòèõ ôóíêöèé.
Âûáîð ìàòåðèàëà
îáìîòêè. Â ðàçäåëå
1.8 áûë ïðîâåä¸í
îáçîð ìàòåðèàëîâ
ïðèãîäíûõ äëÿ
ïðèìåíåíèÿ â
êà÷åñòâå îáìîòêè,
â ðåçóëüòàòå,
âûáðàíà áûëà
ìåäü òàê êàê îíà
îáëàäàåò íàèìåíüøèì
óäåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì.
 òàáëèöå 4 áûë
ïðîâåä¸í îáçîð
ìåäíûõ ïðîâîäîâ
ñ èçîëÿöèåé. Äëÿ
ïîëó÷åíèÿ ìèíèìàëüíîé
ìàññû è ãàáàðèòîâ
ïðèìåíèì ïðîâîä
ñ íàèìåíüøåé
òîëùèíîé èçîëÿöèè
è óäîâëåòâîðÿþùèé
ïðîáîéíîìó íàïðÿæåíèþ.
Âûáåðåì ïðîâîä
ÏÝÂ-1 äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ
â ðàñ÷¸òàõ, à ïîñëå
ïîëó÷åíèÿ ðàñ÷¸òíûõ
äàííûõ î êàòóøêå,
ïðîâåðèì óäîâëåòâîðÿåò
ëè ïðîáîéíîå íàïðÿæåíèå
èçîëÿöèè ïðîâîäà
ðàáî÷åìó ðåæèìó
ìàãíèòíîé êàòóøêè.
Îïðåäåëåíèå
çàâèñèìîñòè
òîëùèíû ñëîÿ
ëàêà îò äèàìåòðà
ïðîâîäà.
Ïî òàáëèöå ïðèâåä¸ííîé
â òåõíè÷åñêèõ
óñëîâèÿõ íà ïðîâîä
ÏÝÂ-1 ðàññ÷èòàåì
äîëþ ëàêà ïî ôîðìóëå
(26) äëÿ íåñêîëüêèõ
çíà÷åíèé äèàìåòðà,
ñîñòàâèì òàáëèöó
5 è ïîñòðîèì ãðàôèê
çàâèñèìîñòè
äîëè ëàêà îò äèàìåòðà
ïðîâîäà.
Dë = (Dï - Dæ) / Dæ (26)
ãäå: Dë - îòíîñèòåëüíàÿ
äîëÿ ëàêà;
Dï - äèàìåòð
ïðîâîäà ñ ëàêîì,
ìì;
Dæ - äèàìåòð
æèëû ïðîâîäà, ìì,
Òàáëèöà 5 - Çíà÷åíèÿ
äèàìåòðîâ ïðîâîäà
ñ ëàêîì è áåç íåãî
|
Äèàìåòð
æèëû (ìì)
|
Äèàìåòð
ïðîâîäà ñ ëàêîì
(ìì)
|
Îòíîñèòåëüíàÿ
äîëÿ ëàêà
|
|
0,02
|
0,025
|
0,25
|
|
0,03
|
0,037
|
0,233333
|
|
0,04
|
0,05
|
0,25
|
|
0,06
|
0,074
|
0,233333
|
|
0,08
|
0,098
|
0,225
|
|
0,09
|
0,11
|
0,222222
|
|
0,14
|
0,166
|
0,185714
|
|
0,16
|
0,187
|
0,16875
|
|
0,2
|
0,23
|
0,15
|
|
0,3
|
0,337
|
0,123333
|
|
0,38
|
0,421
|
0,107895
|
|
0,45
|
0,495
|
0,1
|
|
0,6
|
0,653
|
0,088333
|
|
0,71
|
0,767
|
0,080282
|
|
1
|
1,068
|
0,068
|
|
1,4
|
1,479
|
0,056429
|
Ðèñóíîê 10 - Ãðàôèê
çàâèñèìîñòè
äîëè ëàêà îò äèàìåòðà
ïðîâîäà
Ïî ãðàôèêó îïðåäåëèì
ëèíèþ òðåíäà
è ôóíêöèþ îïèñûâàþùóþ
å¸:
= 0,238x4 - 0,8979x3 + 1,239x2 - 0,7813x
+ 0,2712 (27)
ãäå: x - äèàìåòð
æèëû
ó - îáú¸ìíàÿ äîëÿ
ëàêà.
Ôîðìóëó (27) ïðèìåíèì
äëÿ äàëüíåéøèõ
ðàñ÷åòîâ â ïðîãðàììå
MathCad.
Îöåíêà âëèÿíèÿ
âåëè÷èíû ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà îò ñîîòíîøåíèÿ
äëèíû ê ïîïåðå÷íîìó
ñå÷åíèþ.
 ðàçäåëå 1.6 áûëè
îïèñàíû ðàçìàãíè÷èâàþùåå
ïîëå è ðàçìàãíè÷èâàþùèé
ôàêòîð è áûëà
ñîñòàâëåíà òàáëèöà
2 ïî ôîðìóëå (15) äëÿ
îáðàçöà öèëèíäðè÷åñêîé
ôîðìû ñ çàâèñèìîñòüþ
âåëè÷èíû ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà îò ñîîòíîøåíèÿ
äëèíû ê ïëîùàäè
ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ.
Èç ôîðìóëû (15) è
òàáëèöû 2 âèäíî,
÷òî äëÿ óìåíüøåíèÿ
âëèÿíèÿ äåéñòâèÿ
ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ïîëÿ ñåðäå÷íèêà
íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü
ìàêñèìàëüíî
âîçìîæíóþ äëèíó
ñåðäå÷íèêà. Â
ðàçäåëå 1.1 îïèñàíà
ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà
óïðàâëåíèÿ íàíîñïóòíèêîì
â êîòîðîé îïèñàíû
òðåáîâàíèÿ ê
ðàñïîëîæåíèþ
êàòóøåê íà ñïóòíèêå.
Ïðè ýòîì öåëåñîîáðàçíî
çàäàòüñÿ ìàêñèìàëüíûìè
äëèíàìè êàòóøåê
è ïðîâåñòè ïîäáîð
èõ îïòèìàëüíûõ
çíà÷åíèé äèàìåòðîâ
äëÿ ïîëó÷åíèÿ
ìèíèìàëüíûõ
çíà÷åíèé òîêà
ïîòðåáëåíèÿ è
ìàññû ñ ïîëó÷åíèåì
ìàêñèìàëüíîãî
ìàãíèòíîãî ìîìåíòà
Âûáîð ìàòåðèàëà
ñåðäå÷íèêà. Â
ðàçäåëå 1.4 òàáëèöå
1 ñðåäè ïåðå÷èñëåííûõ
ìàòåðèàëîâ äëÿ
èçãîòîâëåíèÿ
ñåðäå÷íèêà áîëåå
âñåãî ïîäõîäÿò
ñïëàâû 79ÍÌ è ñóïåðìàëëîé,
òàê êàê îáëàäàþò
ìàëîé êîýðöèòèâíîé
ñèëîé, âûñîêîé
íà÷àëüíîé è ìàêñèìàëüíîé
ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòüþ.
Îöåíêà çàâèñèìîñòè
ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòè
îò âåëè÷èíû ïîëÿ.
1 - ñóïåðìàëëîé,
2 - ïåðìàëëîé 79ÍÌ
Ðèñóíîê 11 - Çàâèñèìîñòü
ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòè
îò âåëè÷èíû ïîëÿ
 ðàçäåëå 1.8 ïðîâåä¸í
îáçîð ìåäíûõ
ïîâîäîâ ñ èçîëÿöèåé.
Ñðåäè ïðèâåä¸ííûõ
òèïîâ ïðîâîäà
áîëåå âñåãî ïîäõîäèò
ïðîâîä ìàðêè ÏÝÂ-1
òàê êàê îí îáëàäàåò
áîëüøîé íàðàáîòêîé,
ìàëîé òîëùèíîé
ëàêà, ïðîâîä âñåõ
äèàìåòðîâ óäîâëåòâîðÿåò
ïðîáîéíîìó íàïðÿæåíèþ,
âûïóñêàåòñÿ
â ðàñøèðåííîì
äèàïàçîíå äèàìåòðîâ.
Ïî ôîðìóëå (18) ïîñ÷èòàåì
óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå
ìåäíîãî ïðîâîäà
ïðè ìàêñèìàëüíîé
ðàáî÷åé òåìïåðàòóðå
(+50Ñ) òàê êàê ïðè
ìàêñèìàëüíîé
òåìïåðàòóðå áóäóò
ìàêñèìàëüíûå
ïîòåðè â îáìîòêå
è êàê âèäíî èç
ôîðìóë (1) è (39) ìèíèìàëüíûé
ìàãíèòíûé ìîìåíò.
к 1.58·10-610.0043·50;
к = 1.919·10-6
Ом·см.
Îïðåäåëèì ãàáàðèòû
ìàãíèòíûõ êàòóøåê.
 êà÷åñòâå ñåðäå÷íèêà
êàòóøêè 1 öåëåñîîáðàçíî
èñïîëüçîâàòü
ïðîäîëüíûé ìàãíèòíûé
ñòåðæåíü ïàññèâíî-ìàãíèòíîé
ñèñòåìû îðèåíòàöèè,
ïîñêîëüêó îí âûïîëíåí
èç ïåðìàëëîÿ 79ÍÌ,
êàê îòìå÷àëîñü
âûøå ýòî îäèí
èç íàèáîëåå ïîäõîäÿùèõ
ñïëàâîâ. Ê òîìó
æå îí ïðåäóñìîòðåí
êîíñòðóêöèåé,
à çíà÷èò, åãî
ìàññà óæå â êîíñòðóêöèè
ó÷òåíà, ñëåäîâàòåëüíî,
ìàññà êàòóøêè
1 áóäåò ñîñòîÿòü
òîëüêî èç ìàññû
ñàìîé îáìîòêè.
Ïîñêîëüêó êàòóøêà
2 ðàñïîëîæåíà
ïåðïåíäèêóëÿðíî
ê êàòóøêå 1 òî
å¸ äëèíó îãðàíè÷èâàåò
äèàìåòð íàíîñïóòíèêà.
Èñïîëüçîâàòü
â êà÷åñòâå ñåðäå÷íèêà
ïîïåðå÷íûå ñòåðæíè
íåâîçìîæíî, ïîñêîëüêó
îíè èìåþò áîëüøîå
÷èñëî ñâàðíûõ
øâîâ è ðàñïîëîæåíû
áëèçêî äðóã ê
äðóãó â ðÿä, à òàêîå
ðàñïîëîæåíèå
óâåëè÷èâàåò
ðàçìàãíè÷èâàþùèé
ôàêòîð. Îïðåäåëèìñÿ
ñ äèàìåòðîì ñåðäå÷íèêà,
ïîñêîëüêó ìàãíèòíûé
ìîìåíò ñåðäå÷íèêà
íàìíîãî áîëüøå
÷åì îáìîòêè (ïðè
áîëüøèõ ñîîòíîøåíèÿõ
äëèííû ê äèàìåòðó).
Êàê âèäíî èç ôîðìóë
(1), (44), (45) ìàãíèòíûé
ìîìåíò ñåðäå÷íèêà
çàâèñèò îò åãî
îáúåìà è ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà ïðè ïîñòîÿííîì
ïîëå êàòóøêè.
Ïî ôîðìóëàì (15),
(26), (27), (32) - (39) ïîñòðîèì
ãðàôèêè çàâèñèìîñòè
îáðàòíîãî ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà è îáú¸ìà
ñåðäå÷íèêà îò
åãî äèàìåòðà
(ðèñóíîê 12)
Ðèñóíîê 12 - Ãðàôèê
çàâèñèìîñòè
îáú¸ìà è îáðàòíîãî
ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà îò äèàìåòðà
è äëèíû
Èñõîäÿ èç ãðàôèêà,
íà ðèñóíêå 12, âûáèðàåì
äèàìåòð ñåðäå÷íèêà
ðàâíûé 0,5 ñì.
Çíàÿ äèàìåòð
è äëèíó ñåðäå÷íèêà,
òðåáóåìûé ìàãíèòíûé
ìîìåíò, ïàðàìåòðû
ìàòåðèàëà ñåðäå÷íèêà,
èç ôîðìóë (1), (2), (15),
(26), (27) - (45) ñîñòàâèì
ñèñòåìó óðàâíåíèé
ñ äâóìÿ íåèçâåñòíûìè
(äèàìåòð è ÷èñëî
âèòêîâ). Î÷åâèäíî,
÷òî åñòü íåñêîëüêî
ðåøåíèé, íî íàñ
èíòåðåñóåò òîëüêî
òî, ïðè êîòîðîì
òîê ïîòðåáëåíèÿ
ìèíèìàëåí. Äëÿ
ýòîãî ïîñòðîèì
ãðàôèê çàâèñèìîñòè
òîêà îò ÷èñëà
âèòêîâ.
Ðèñóíîê 13 - Ãðàôèê
çàâèñèìîñòè
ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà îò äèàìåòðà
è äëèíû
Èç ãðàôèêà âèäíî,
÷òî òîê óìåíüøàåòñÿ
ïðè óâåëè÷åíèè
÷èñëà âèòêîâ.
Ñëåäîâàòåëüíî,
èç íåñêîëüêèõ
ðåøåíèé âûáèðàåì
ðåøåíèå ñ áîëüøèì
÷èñëîì âèòêîâ
è ìåíüøèì äèàìåòðîì
ïðîâîäà. Ýòî çíà÷åíèÿ:
äèàìåòð 0,0799 ìì è
0,078 ìì, ÷èñëî âèòêîâ
6625 è 1245 äëÿ êàòóøêè
1 è 2 ñîîòâåòñòâåííî.
Ïî òåõíè÷åñêèì
óñëîâèÿì íà ïðîâîä
ÏÝÂ-1 [21] ïîäáåðåì
íàèáîëåå áëèçêèé
ïî äèàìåòðó ïðîâîä
â ñòîðîíó óâåëè÷åíèÿ.
Ýòî ïðîâîä 0,08 ìì
äëÿ äâóõ êàòóøåê,
îêðóãëèì ÷èñëî
âèòêîâ äî 10 â áîëüøóþ
ñòîðîíó, ïîëó÷èì
6630 è 1250 ñîîòâåòñòâåííî.
Òåïåðü ïðîâåä¸ì
óòî÷í¸ííîå âû÷èñëåíèå
ìàãíèòíîãî ìîìåíòà,
òîêà ïîòðåáëåíèÿ,
ìàññû, ãàáàðèòîâ
ìàãíèòíûõ êàòóøåê.
Äëÿ ýòîãî âîñïîëüçóåìñÿ
ôîðìóëàìè: (1), (2),
(15), (26), (27) - (45).
Íàõîäèì ìàññó
ñåðäå÷íèêà è
êàòóøêè ïî ôîðìóëàì:
mñ = ñ ·
Lñ / Sñ, (28)
ãäå: mñ - ìàññà
ñåðäå÷íèêà, ã;
ñ - ïëîòíîñòü
ìàòåðèàëà ñåðäå÷íèêà
äëÿ ñóïåðìàëëîÿ,
ñ = 8,6 ã/ñì3;
Lñ - äëèíà
ñåðäå÷íèêà, ñì;
Sñ - ïëîùàäü
ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ
ñåðäå÷íèêà, ñì2.
mê = ê · N · Lâ / Sæ , (29)
ãäå: mê - ìàññà
êàòóøêè, ã;
ê - ïëîòíîñòü
ìàòåðèàëà îáìîòêè
äëÿ ìåäè, ê =
8,96 ã/ñì3;
Lâ - äëèíà
âèêà, ñì;
N - ÷èñëî
âèòêîâ, øò;
Sæ - ïëîùàäü
ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ
ìåòàëëè÷åñêîé
æèëû ïðîâîäà, ñì2.
Ïîëíàÿ ìàññà
êàòóøêè ðàññ÷èòûâàåòñÿ
ïî ôîðìóëå:
m = ms + mk . (31)
×èñëî ñëî¸â íàìîòêè
ïðîâîäà:
Nñë = Dï ·N / Lc, (32)
ãäå: Dï - äèàìåòð
ïðîâîäà íàéäåííûé
ïî ôîðìóëå (26), ñì;
Lñ - äëèíà
ñåðäå÷íèêà, ñì.
Çíàÿ ÷èñëî ñëî¸â
âû÷èñëèì ìàêñèìàëüíóþ
ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî
ñå÷åíèÿ êàòóøêè:
, (33)
ãäå:
Nñë - ÷èñëî ñëî¸â,
øò.
Ñðåäíÿÿ
ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî
ñå÷åíèÿ êàòóøêè
Sñð = (Smax +Sc)/2 , (34)
ãäå:
Smax - ìàêñèìàëüíàÿ
ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî
ñå÷åíèÿ êàòóøêè.
Ïî
ñðåäíåé ïëîùàäè
ïîñ÷èòàåì ñðåäíèé
äèàìåòð:
, (35)
ãäå:
Sñð - ñðåäíÿÿ ïëîùàäü
ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ
êàòóøêè.
Ñðåäíÿÿ
äëèíà âèòêà:
Lâ = π·Dñð,
(36)
ãäå:
Dñð
- ñðåäíèé äèàìåòð
êàòóøêè.
Äëÿ
âû÷èñëåíèÿ ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà ñåðäå÷íèêà
ïî ôîðìóëå (15) íåîáõîäèìî
ðàññ÷èòàòü îòíîøåíèå
äëèíû ê äèàìåòðó
(LD).
LD = Lc/Dñ. (37)
Êàê
îòìå÷àëîñü âûøå
ïðî îòíîøåíèå
äëèíû ê äèàìåòðó
â äàëüíåéøèõ
ðàñ÷¸òàõ ïðèìåì
åãî ðàâíûì 9.
Ñîïðîòèâëåíèå
êàòóøêè:
, (38)
ãäå:
R - ñîïðîòèâëåíèå
êàòóøêè, Îì;
ρý -
óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå
ìàòåðèàëà êàòóøêè,
Îì·ñì.
Âû÷èñëèì
âåëè÷èíó ïîñòîÿííîãî
òîêà:
, (39)
ãäå:
I - òîê,
À;
U - íàïðÿæåíèå
ïèòàíèÿ, Â.
Ìàãíèòíûé
ìîìåíò êàòóøêè:
, (40)
ãäå:
Sñð
- ñðåäíÿÿ ïëîùàäü
ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ
êàòóøêè, ñì2.
Íàïðÿæ¸ííîñòü
ìàãíèòíîãî ïîëÿ
ñîçäàâàåìîãî
êàòóøêîé, À/ì:
, (41)
ãäå:
Lñ -
äëèíà ñåðäå÷íèêà
(êàòóøêè), ñì.
Ðàñ÷¸ò
âåëè÷èíû èñòèííîé
íàïðÿæ¸ííîñòè
ìàãíèòíîãî ïîëÿ:
, (42)
ãäå:
Íb - íàïðÿæ¸ííîñòü
ìàãíèòíîãî ïîëÿ
ñîçäàâàåìîãî
êàòóøêîé, À/ì;
Nf - ðàçìàãíè÷èâàþùèé
ôàêòîð.
Íàìàãíè÷åííîñòü
ñåðäå÷íèêà â
ïîëå Hi, À/ì:
, (43)
ãäå:
Hi - èñòèííàÿ
âåëè÷èíà ìàãíèòíîãî
ïîëÿ, À/ì.
Ìàãíèòíûé
ìîìåíò ñåðäå÷íèêà:
, (44)
ãäå:
J - íàìàãíè÷åííîñòü
ñåðäå÷íèêà, À/ì.
Îáùèé
ìàãíèòíûé ìîìåíò
ìàãíèòíîé êàòóøêè:
MÌ = ÌÌÊ + ÌÌÑ.
(45)
Ïðîâåäåííûé
ðàñ÷¸ò â ïðîãðàììå
MathCad ñ
ïðèìåíåíèåì
ôîðìóë (1), (2), (15), (26), (27), (28) -
(45), äàë ñëåäóþùèé
ðåçóëüòàò äëÿ
äâóõ ìàãíèòíûõ
êàòóøåê;
äëÿ
êàòóøêè 1:
ìàãíèòíûé
ìîìåíò = 2,2 À·ì.2
÷èñëî
ñëî¸â îáìîòêè
ïðîâîäà = 3
ìàññà
ìåäíîãî ïðîâîäà
= 4,02 ã.
ïîòðåáëÿåìûé
òîê = 35 ìÀ.
îáú¸ì
êàòóøêè ñ ñåðäå÷íèêîì
= 2,89·10-6 ì.
äëÿ
êàòóøêè 2:
ìàãíèòíûé
ìîìåíò = 1,09 À·ì.2
÷èñëî
ñëî¸â îáìîòêè
ïðîâîäà = 7
ìàññà
= 40 ã.
ïîòðåáëÿåìûé
òîê = 14 ìÀ.
îáú¸ì
êàòóøêè ñ ñåðäå÷íèêîì
= 3,53·10-6 ì.
2.1.5
Àíàëèç ðåçóëüòàòîâ
ðàñ÷åòà
Ïðèìåíåíèå
ñåðäå÷íèêà â
äàííîì ðàñ÷åòå
ïîçâîëèëî óìåíüøèòü
ìàññó äëÿ êàòóøêè
1 â 9 ðàçà, îáú¸ì
çàíèìàåìûé êàòóøêîé
â 10 ðàç ó äâóõ êàòóøåê,
è óâåëè÷èòü ìàãíèòíûé
ìîìåíò â 4 è 9 ðàç
äëÿ ìàãíèòíûõ
êàòóøåê 2 è 1 ñîîòâåòñòâåííî.
 êà÷åñòâå ñåðäå÷íèêà
ìàãíèòíîé êàòóøêè
1 ïðèìåí¸í ìàãíèòîìÿãêèé
ìàòåðèàë ñ ìàëîé
êîýðöèòèâíîé
ñèëîé (ïåðìàëëîé
79 ÍÌ), äëÿ êàòóøêè
2 - ñóïåðìàëëîé,
îáëàäàþùèé ìåíüøåé
êîýðöåòèâíîé
ñèëîé è áîëüøåé
ïðîíèöàåìîñòüþ
ïî ñðàâíåíèþ
ñ ïåðìàëëîåì.
Íî
äàæå íåáîëüøîå
çíà÷åíèå îñòàòî÷íîé
íàìàãíè÷åííîñòè
ñåðäå÷íèêà ÷åðåç
äëèòåëüíîå âðåìÿ
ìîæåò íåãàòèâíî
ñêàçàòüñÿ íà
ïðàâèëüíîñòü
îðèåíòàöèè ñïóòíèêà,
ïîýòîìó íåîáõîäèìî
å¸ ñíèçèòü äî
íóëÿ. Ïðîâåä¸ì
îáçîð ìåòîäîâ
êîìïåíñàöèè
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè.
.2 Îáçîð âàðèàíòîâ
êîìïåíñàöèè
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè
 íàøåì ñëó÷àå
êîýðöèòèâíàÿ
ñèëà ÿâëÿåòñÿ
âåñüìà âðåäíûì
ôàêòîðîì, îò êîòîðîãî
íåîáõîäèìî èçáàâèòüñÿ,
òàê êàê ïðè îòêëþ÷åíèè
ïèòàíèÿ ñ êàòóøêè
îíà íå äîëæíà
îáëàäàòü ìàãíèòíûì
ìîìåíòîì, êîòîðûé
è ÿâëÿåòñÿ ýëåìåíòîì
óïðàâëåíèÿ îðèåíòàöèåé.
Èçáàâèòüñÿ îò
êîýðöèòèâíîé
ñèëû ìîæíî íåñêîëüêèìè
ñïîñîáàìè
- èñïîëüçóÿ ìàãíèòîìÿãêèå
ìàòåðèàëû ñåðäå÷íèêà.
çà ñ÷¸ò ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà, ó êàòóøåê
ñ ìàëûì çíà÷åíèåì
çàìûêàíèåì
ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè
â êîíòóðå êàòóøêè.
äîïîëíèòåëüíàÿ
ýëåêòðîííàÿ ñõåìà
ðàçìàãíè÷èâàíèÿ
ñ íåçàâèñèìîé
îáìîòêîé
Ïðèìåíåíèå ìàãíèòîìÿãêèõ
ìàòåðèàëîâ. Ìàãíèòîìÿãêèå
ìàòåðèàëû îáëàäàþò
âûñîêèìè çíà÷åíèÿìè
ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòè
è ìàëîé êîýðöèòèâíîé
ñèëîé, íî ïîñêîëüêó
ñåðäå÷íèê ðàáîòàåò
â ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ
ïîëÿõ è íàìàãíè÷èâàåòñÿ
äî íàñûùåíèÿ,
òî ïîñëå ïðîïàäàíèÿ
ïîëÿ êàòóøêè
îí âñ¸ æå íåìíîãî
îñòà¸òñÿ íàìàãíè÷åí
è ïîëíîãî èñ÷åçíîâåíèÿ
ïîëÿ íå ïðîèñõîäèò,
÷òî íåäîïóñòèìî.
Äàííûé ìåòîä
íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü
â ñîâîêóïíîñòè
ñ äðóãèìè ìåòîäàìè.
Çà ñ÷¸ò ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ôàêòîðà, êîòîðûé
çàâèñèò îò ãåîìåòðèè
ñåðäå÷íèêà êàòóøêè
îò ñîîòíîøåíèÿ
äëèíû ê äèàìåòðó
(L/D). Ôèçèêà äàííîãî
ïðîöåññà ñîñòîèò
â òîì, ÷òî íà òîðöàõ
ñåðäå÷íèêà îáðàçóþòñÿ
çàêðóãë¸ííûå
ìàãíèòíûå ñèëîâûå
ëèíèè êîòîðûå
çàìûêàþò êðàÿ
ñåðäå÷íèêà êàòóøêè.
Îíè ñèëüíî îñëàáëÿþò
âûðàáàòûâàåìîå
êàòóøêîé ìàãíèòíîå
ïîëå. ×åì ñåðäå÷íèê
êîðî÷å è ÷åì áîëüøå
åãî äèàìåòð, òåì
áîëüøå äåéñòâèå
ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ïîëÿ. Ïîñëå ïðîïàäàíèÿ
âíåøíåãî ïîëÿ,
ðàçìàãíè÷èâàþùåå
ïîëå íà÷èíàåò
ðàçìàãíè÷èâàòü
ñåðäå÷íèê, ÷òî
è òðåáóåòñÿ, íî
îíî òàêæå äåéñòâóåò
è âî âíåøíåì ïîëå,
òåì ñàìûì îñëàáëÿÿ
ïîëå êàòóøêè.
Ïîýòîìó èñïîëüçîâàíèå
ñåðäå÷íèêà ñ
áîëüøèì ðàçìàãíè÷èâàþùèì
ïîëåì íå öåëåñîîáðàçíî,
òàê êàê îíè íå
áóäóò äàâàòü
îùóòèìîãî óñèëåíèÿ
ìàãíèòíîãî ìîìåíòà.
À ñàì ìåòîä ñëàáî
ýôôåêòèâåí ïðè
èñïîëüçîâàíèè
äëèíûõ è òîíêèõ
ñåðäå÷íèêîâ.
Çàìûêàíèåì
ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè.
Íàèáîëåå ýôôåêòèâíûé
ñïîñîá áîðüáû
ñ îñòàòî÷íîé
íàìàãíè÷åííîñòüþ,
íå îáëàäàåò çàâèñèìîñòüþ
îò ãåîìåòðèè
èëè òèïà ñåðäå÷íèêà.
Íå òðåáóåò ïîòðåáëåíèÿ
äîïîëíèòåëüíîé
ýíåðãèè, ñàìîðåãóëèðóåìûé,
íå òðåáóåò êîíòðîëÿ
ïðîâåäåíèÿ ïðîöåññà.
Ðàññìîòðèì
ïðèíöèï ðàáîòû.
Ïðè ïîÿâëåíèè
òîêà â öåïè êàòóøêè
âîçíèêàåò íàïðÿæ¸ííîñòü
ìàãíèòíîãî ïîëÿ,
âûçûâàÿ ðîñò
èíäóêöèè ìàãíèòíîãî
ïîëÿ, òî÷êè 1-2 ðèñóíîê
14. Ïðè ïðîïàäàíèè
òîêà â öåïè ïîëå
ïàäàåò, à èíäóêöèÿ
íå ïàäàåò äî êîíöà,
à ïåðåõîäèò â
òî÷êó Bc, ýòî è åñòü
îñòàòî÷íàÿ íàìàãíè÷åííîñòü,
òî÷êè 2-3. Êàê èçâåñòíî
ïðè ïðîïàäàíèè
òîêà, èíäóêòèâíîñòü
ñòðåìèòñÿ âåðíóòü
åãî îáðàòíî, âîçíèêàåò
ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè
ñ îáðàòíîé ïîëÿðíîñòüþ.
Ïðè çàìûêàíèè
âûâîäîâ êàòóøêè
ìåæäó ñîáîé â
ìîìåíò âîçíèêíîâåíèÿ
ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè,
èìïóëüñ ÝÄÑ íà÷í¸ò
ïåðåìàãíè÷èâàòü
êàòóøêó â ïðîòèâîïîëîæåííóþ
ñòîðîíó. Ïîñëå
ïåðåìàãíè÷èâàíèÿ
ñåðäå÷íèêà â
ïðîòèâîïîëîæíóþ
ñòîðîíó ïðîïàäàíèå
ïåðâîãî èìïóëüñà
ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè
âûçîâåð ïîÿâëåíèå
âòîðîãî ïðîòèâîïîëîæåííîé
ïîëÿðíîñòè ïåðâîìó
è òàê áóäåò ïðîäîëæàòüñÿ
äî òåõ ïîð ïîêà
ïîòåðè ïîëíîñòüþ
íå óíè÷òîæàò
ýòî ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè.
Ïðè ýòîì ÷àñòîòà
ïåðåìàãíè÷èâàíèÿ
áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü
ñîáñòâåííîé
ðåçîíàíñíîé
÷àñòîòå êàòóøêè.
 êàòóøêå áåç
ñåðäå÷íèêà áóäóò
äåéñòâîâàòü
òîëüêî ïîòåðè
â ñîïðîòèâëåíèè
îáìîòêè, à â êàòóøêå
ñ ñåðäå÷íèêîì
åù¸ è ïîòåðè íà
ïåðåìàãíè÷èâàíèå
ñåðäå÷íèêà, ó
ìàãíèòîìÿãêèõ
ñåðäå÷íèêîâ ïîòåðè
áóäóò ìåíüøå
÷åì ó ìàãíèòîòâ¸ðäûõ.
Äîïîëíèòåëüíàÿ
ýëåêòðîííàÿ ñõåìà
ðàçìàãíè÷èâàíèÿ
ñ íåçàâèñèìîé
îáìîòêîé. ßâëÿåòñÿ
ñàìûì ýôôåêòèâíûì
âàðèàíòîì, íî
òðåáóåò äîïîëíèòåëüíîãî
óñëîæíåíèÿ ñõåìû
è ìàìîé êàòóøêè,
÷òî íå áëàãîïðèÿòíî
ñêàçûâàåòñÿ
íà íàä¸æíîñòè
êîñìè÷åñêîãî
àïïàðàòà, òàê
êàê óâåëè÷åíèå
÷èñëà ýëåìåíòîâ
è ïàÿíûõ ñîåäèíåíèé,
óìåíüøàåò íàä¸æíîñòü.
 ðåçóëüòàòå
ó÷èòûâàÿ âñå
äîñòîèíñòâà
è íåäîñòàòêè
ïåðå÷èñëåííûõ
ìåòîäîâ çà îñíîâíîé
âîçüì¸ì ìåòîä
çàìûêàíèÿ ÝÄÑ
ñàìîèíäóêöèè.
3. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ
÷àñòü
.1 Ìåòîäèêà èññëåäîâàíèÿ
 äàííîì ðàçäåëå
ðàáîòû ïðîâîäèòñÿ
èññëåäîâàíèå
êîìïåíñàöèè
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè
êàòóøêè ñ ñåðäå÷íèêîì.
.1.1 Îáúåêòû èññëåäîâàíèÿ
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ
áûëè âûáðàíû
ñåðäå÷íèêè èç
ïåðìàëëîÿ 79 ÍÌ
è ýëåêòðîòåõíè÷åñêîé
ñòàëè Ý31 äèàìåòðîì
12 ìì, äëèíîé 15 è 20
ñì ñîîòâåòñòâåííî,
êàòóøêà, ñîäåðæàùàÿ
11000 âèòêîâ ïðîâîäà
ÏÝÂ-1 ñå÷åíèåì
0,063ìì ñ ñîïðîòèâëåíèåì
îáìîòêè 3800 Îì, äëèíîé
14ìì è âíóòðåííèì
äèàìåòðîì 12ìì.
.1.2 Àïïàðàòóðà
äëÿ ïðîâåäåíèÿ
èññëåäîâàíèÿ
Ãåíåðàòîð èìïóëüñíûé
Ã5-54. Ãåíåðàòîð èìïóëüñíûé,
ñðåäíå÷àñòîòíûé,
ñ ðåãóëèðîâêîé
àìïëèòóäû, ÷àñòîòû
è ñêâàæíîñòè. Èñòî÷íèê
ïèòàíèÿ (ïîñòîÿííîãî
òîêà) Á5-7. Èñòî÷íèê
ïèòàíèÿ ïîñòîÿííîãî
òîêà èìååò îäèí
âûõîä, ðó÷êó ðåãóëèðîâêè
íàïðÿæåíèÿ äî
30Â, àâòîìàò çàùèòû
îò ïåðåãðóçêè
íà 3À. Ìàêåòíàÿ
ïëàòà. Âûïîëíåíà
íà ïðîòðàâëåííîì
òåêñòîëèòå ñ
óñòàíîâëåííûìè
íà íåé îðãàíàìè
óïðàâëåíèÿ (êíîïêàìè,
ïåðåêëþ÷àòåëÿìè)
ðàçú¸ìàìè äëÿ
ïîäêëþ÷åíèÿ ïèòàíèÿ,
ãåíåðàòîðà, èññëåäóåìîé
êàòóøêè. Îíà
ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé óñèëèòåëü
òîêà äëÿ êàòóøêè,
ñîáðàíà íà ìèêðîñõåìå
ëîãè÷åñêîé èíâåðñèè
è òðàíçèñòîðíîì
êëþ÷å. Ïëàòó ìîæíî
óñòàíîâèòü â
íåñêîëüêî ðåæèìîâ
(êîíäåíñàòîð,
äèîä, ÊÌÎÏ-âûõîä). Ðåæèì "êîíäåíñàòîð"
òîãäà ïàðàëëåëüíî
êàòóøêå áóäåò
âêëþ÷åí êîíäåíñàòîð.
 ýòîì ðåæèìå
ïîñëå ïîäà÷è èìïóëüñà
òîêà â êàòóøêå
íå áóäåò ïîÿâëåíèÿ
ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè
(ðèñóíîê 15). Äàííûé
ðåæèì íåîáõîäèì
äëÿ íàìàãíè÷èâàíèÿ
ñåðäå÷íèêà è
îïðåäåëåíèÿ åãî
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè.
Ðåæèì "äèîä"
âêëþ÷àåò ïàðàëëåëüíî
êàòóøêå äèîä
îáðàòíîé ïîëÿðíîñòüþ,
òåì ñàìûì äèîä
çàìûêàåò ÷åðåç
ñåáÿ îáðàòíûé
èìïóëüñ ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè
êàòóøêè.
Ðåæèì "ÊÌÎÏ âûõîä",
ïðåäíàçíà÷åí
äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ
êàòóøêè íåïîñðåäñòâåííî
ê âûõîäó ìèêðîñõåìû
ëîãèêè èìåþùèé
ÊÌÎÏ âûõîä. Â ýòîì
ðåæèìå ñðàçó
æå ïîñëå îêîí÷àíèÿ
èìïóëüñà òîêà
âûõîä ìèêðîñõåìû
ïåðåêëþ÷àåòñÿ
â ñîñòîÿíèå ëîãè÷åñêîãî
íóëÿ çàìûêàÿ
òåì ñàìûì îáà
âûâîäà êàòóøêè
ìåæäó ñîáîé. Äàííûé
ðåæèì èìååò îãðàíè÷åíèå
ïî òîêó â 25 ìÀ, à
åñëè ó÷åñòü, ÷òî
ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè
ìîæåò ïðåâîñõîäèòü
ïîäàâàåìîå íàïðÿæåíèå,
òî ïîëó÷èì çíà÷åíèå
íå áîëåå 10 ìÀ.
Îñöèëëîãðàô
Ñ1-96 äâóëó÷åâîé,
âûñîêîîìíûé
âõîä, îáëàäàåò
âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ
è øèðîêîé ïîëîñîé
ïðîïóñêàíèÿ ÷àñòîò.
Ìàãíèòîìåòð
HMR2300 âûñîêî÷óâñòâèòåëüíûé
èçìåðèòåëü
ìàãíèòíîé èíäóêöèè,
ñî øêàëîé îò
-2000 ìÃñ äî +2000 ìÃñ. Èìååò
òðè äàò÷èêà îðèåíòèðîâàííûõ
äðóã îòíîñèòåëüíî
äðóãà ïåðïåíäèêóëÿðíî.
Íå èìååò ñîáñòâåííûõ
îðãàíîâ îòîáðàæåíèÿ
èíôîðìàöèè, îòîáðàæåíèå
îáåñïå÷èâàåòñÿ
÷åðåç ÏÊ. Ïèòàåòñÿ
íàïðÿæåíèåì
12 Â, ïîòðåáëÿåò
26 ìÀ, ïîäêëþ÷àåòñÿ
ê ÏÊ ÷åðåç ÑÎÌ-ïîðò.
Ïðèáîð îáëàäàåò
íå âûñîêîé ñêîðîñòüþ
îöèôðîâêè (1Ãö).
3.1.3 Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü
âûïîëíåíèÿ, ðåçóëüòàòû
ýêñïåðèìåíòîâ
Íàñòðîéêà ìàãíèòîìåòðà.
Ïîñêîëüêó ìàãíèòîìåòð
îáëàäàåò âûñîêîé
÷óâñòâèòåëüíîñòüþ,
à áîëüøèíñòâî
ïðèáîðîâ â ëàáîðàòîðèè
âî âðåìÿ ðàáîòû
èçëó÷àþò ñâîè
ìàãíèòíûå ïîëÿ,
òî ñóùåñòâóåò
íåîáõîäèìîñòü
îòêàëèáðîâàòü.
Äëÿ ýòîãî íàõîäèì
ìåñòî íà ðàáî÷åì
ñòîëå, ãäå ìàãíèòîìåòð
ïîêàçûâàåò íàèìåíüøåå
çíà÷åíèå
ìàãíèòíîãî ïîëÿ,
ïðè ýòîì íà ìàãíèòîìåòðå
äîëæåí áûòü óñòàíîâëåí
îáðàçåö èññëåäîâàíèÿ
(ñåðäå÷íèê èç
ìàòåðèàëà ñ íàèáîëüøåé
ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòüþ)
äëÿ óñèëåíèÿ âíåøíèõ
ïîëåé. Ïîñëå ôèêñèðîâàíèÿ
ïåðâîãî çíà÷åíèÿ,
ïåðåâîðà÷èâàåì
ñåðäå÷íèê äðóãîé
ñòîðîíîé è çàïèñûâàåì
âòîðîå çíà÷åíèå.
Ñðåäíåå çíà÷åíèå
ïîêàçàíèé ìàãíèòîìåòðà
áóäåì ñ÷èòàòü
çà "íîëü". Çàôèêñèðóåì
ïîëîæåíèå ìàãíèòîìåòðà.
Ïîñêîëüêó ìàãíèòîìåòð
äâóõïîëÿðíûé
(âåêòîðíûé), óñëîâèìñÿ
ñ÷èòàòü ïîëîæèòåëüíûì
íàïðàâëåíèå ìàãíèòíîãî
ïîëÿ â ñòîðîíó
ìàãíèòîìåòðà,
à îò íåãî - îòðèöàòåëüíûì.
Âûïîëíåíèå
îïûòà ¹1. Ïîäêëþ÷àåì
ïðèáîðû ïî ðèñóíêó
16. Öåëüþ äàííîãî
îïûòà ÿâëÿåòñÿ,
èçó÷åíèå âëèÿíèÿ
ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè
íà íàìàãíè÷åííîñòü
ñåðäå÷íèêà. Âûáèðàåì
ñåðäå÷íèê ñ íàèáîëüøåé
ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòüþ
(ïåðìàëëîé 79ÍÌ).
Èçìåðèòåëüíóþ
êàòóøêó, ñîñòîÿùóþ
èç 30 âèòêîâ, ïîäêëþ÷àåì
ê îñöèëëîãðàôó.
Îíà ôèêñèðóåò
èçìåíåíèå ìàãíèòíîãî
ïîëÿ è íàìàãíè÷åííîñòè
ñåðäå÷íèêà, îòîáðàæàÿ
ñèãíàë íà îñöèëëîãðàôå
(ðèñóíîê 17). Èìïóëüñíûé
ñèãíàë ñ ãåíåðàòîðà
÷åðåç ìàêåòíóþ
ïëàòó óñèëèâàåòñÿ
è ïîäàåòñÿ íà
êàòóøêó. À ïàðàëëåëüíî
êàòóøêå ïîäêëþ÷àåì
äèîä â îáðàòíîì
íàïðàâëåíèè.
Ðèñóíîê 17 - Ñèãíàë
èçìåðèòåëüíîé
êàòóøêè.
Ïî ôîðìå ñèãíàëà
èçìåðèòåëüíîé
êàòóøêè âèäíî,
÷òî ñåðäå÷íèê
ïåðåìàãíè÷èâàåòñÿ
çà ñ÷¸ò ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè,
ñëåäîâàòåëüíî
íåîáõîäèìî ïðîâåñòè
îïûò ïî èçìåðåíèþ
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè
ïîñëå ïåðåìàãíè÷èâàíèÿ.
Âûïîëíåíèå
îïûòà ¹2. Ïîäêëþ÷àåì
ïðèáîðû ïî ðèñóíêó
18 . Öåëüþ äàííîãî
îïûòà ÿâëÿåòñÿ
ïîëó÷åíèå ÷èñëåííûõ
äàííûõ î âåëè÷èíå
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè
êîñâåííûì ìåòîäîì.
Äëÿ ýòîãî âûáèðàåì
ñåðäå÷íèê äëÿ
èññëåäîâàíèÿ
ñ íàèáîëüøåé
êîýðöèòèâíîé
ñèëîé (ñåðäå÷íèê
èç ýëåêòðîòåõíè÷åñêîé
ñòàëè Ý31).
Ñòàâèì íà
ìàêåòíîé ïëàòå
ðåæèì - "êîíäåíñàòîð",
íàæàâ êíîïêó
ìàêåòíîé ïëàòû
íàìàãíè÷èâàåì
ñåðäå÷íèê. Ïîñëå
îòïóñêàíèÿ êíîïêè
íàïðÿæåíèå ïàäàåò
íå ìãíîâåííî,
à ïëàâíî ïî êðèâîé
ðàçðÿäà êîíäåíñàòîðà.
 ýòîì ñëó÷àå
â êàòóøêå íå áóäåò
ïðîõîäèòü ïåðåõîäíîé
ïðîöåññ ñ ïîÿâëåíèåì
ÝÄÑ ñàìîèíäóêöèè
à ñàì ñåðäå÷íèê
îñòàíåòñÿ íàìàãíè÷åííûì.
Ñäåëàåì òðè çàìåðà,
ñîñòàâèì òàáëèöó
êóäà è çàïèøåì
ñðåäíå çíà÷åíèå
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè,
èçìåíèâ ïîëÿðíîñòü
ïîäêëþ÷åíèÿ êàòóøêè
ïîâòîðèì ýêñïåðèìåíò
(òàáëèöà 6).
Ïåðåêëþ÷àåì
ìàêåòíóþ ïëàòó
â ðåæèì "äèîä"
ïîâòîðÿåì ïðîäåëàííûé
ýêñïåðèìåíò,
äàííûå çàíîñèì
â òàáëèöó 6. Â äàííîì
ðåæèìå â êàòóøêå
âîçíèêàåò ÝÄÑ
ñàìîèíäóêöèè
îòðèöàòåëüíûé
èìïóëüñ êîòîðîé
çàìûêàåòñÿ ÷åðåç
äèîä è ïåðåìàãíè÷èâàåò
ñåðäå÷íèê.
Ïåðåêëþ÷àåì
ìàêåòíóþ ïëàòó
â ðåæèì "ÊÌÎÏ-âûõîä"
ïîâòîðÿåì ïðîäåëàííûé
ýêñïåðèìåíò,
äàííûå çàíîñèì
â òàáëèöó 6. Â äàííîì
ðåæèìå â êàòóøêå
âîçíèêàåò ÝÄÑ
ñàìîèíäóêöèè,
êîòîðàÿ çàìûêàåòñÿ
÷åðåç âûõîä ìèêðîñõåìû.
Òàáëèöà 6 - Äàííûå
ñ êîñâåííûìè
èçìåðåíèÿìè
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè
|
Íîìåð
îïûòà
|
Ðåæèì
|
Ïîëÿðíîñòü
âêëþ÷åíèÿ êàòóøêè
|
Âåëè÷èíà
ìàãíèòíîãî
ïîëÿ íà ðàññòîÿíèè
5ìì îò òîðöà ñåðäå÷íèêà
äî ñåíñîðà èçìåðèòåëÿ.
|
|
|
|
ìÃñ
|
À/ì
|
|
1
|
Êîíäåíñàòîð
|
+
|
+30
|
0,375
|
|
2
|
Êîíäåíñàòîð
|
-
|
-30
|
-0,375
|
|
3
|
Äèîä
|
+
|
-2
|
-0,015
|
|
4
|
Äèîä
|
-
|
+2
|
0,015
|
|
5
|
ÊÌÎÏ
âûõîä
|
+
|
0
|
0
|
|
6
|
ÊÌÎÏ
âûõîä
|
-
|
0
|
0
|
Ïîâòîðíîå ïðîâåäåíèå
ýêñïåðèìåíòà
ñ ïðèìåíåíèåì
ñåðäå÷íèêà èç
ïåðìàëëîÿ 79 ÍÌ
íå äàëî ïîëîæèòåëüíûõ
ðåçóëüòàòîâ.
.2 Àíàëèç ðåçóëüòàòîâ
ýêñïåðèìåíòà
Èç ïðîäåëàííûõ
îïûòîâ ñî ñòàëüíûì
ñåðäå÷íèêîì
âèäíî, ÷òî ïðè
âêëþ÷åíèè êîíäåíñàòîðà
ìàãíèòîìåòð
ïîêàçûâàåò ìàêñèìàëüíóþ
îñòàòî÷íóþ íàìàãíè÷åííîñòü
ñåðäå÷íèêà. Ïðè
âêëþ÷åíèè äèîäà
ïðîèñõîäèò îäíîêðàòíîå
ïåðåìàãíè÷èâàíèå
ñ ïðîòèâîïîëîæåííûì
çíàêîì ìàãíèòíîãî
ìîìåíòà. À ïðè
âêëþ÷åíèè ÊÌÎÏ
âûõîäà ïðîèñõîäèò
öåëàÿ ñåðèÿ ïåðåìàãíè÷èâàíèè,
â ðåçóëüòàòå
äåéñòâèÿ êîòîðûõ
îñòàòî÷íàÿ íàìàãíè÷åííîñòü
ïîëíîñòüþ ïðîïàäàåò.
Ñëåäîâàòåëüíî,
íàèáîëåå ýôôåêòèâíûé
ìåòîä êîìïåíñàöèè
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè
ñåðäå÷íèêà, - ýòî
èñïîëüçîâàíèå
ÊÌÎÏ-âûõîäà äëÿ
óïðàâëåíèÿ ìàãíèòíîé
êàòóøêîé.
À ýêñïåðèìåíò
ñ ïðèìåíåíèåì
ñåðäå÷íèêà èç
ïåðìàëëîÿ 79 ÍÌ
íå äàë ïîëîæèòåëüíûõ
ðåçóëüòàòîâ ïî
ïðè÷èíå åãî ìàëîé
êîýðöèòèâíîé
ñèëû è âûñîêîãî
ðàçìàãíè÷èâàþùåãî
ïîëÿ.
4. Áåçîïàñíîñòü
æèçíåäåÿòåëüíîñòè
Öåëüþ äàííîãî
ðàçäåëà ÿâëÿåòñÿ
ïðîâåäåíèå àíàëèçà
îïåðàöèé, ïðîèçâîäèìûõ
ïðè âûïîëíåíèè
äèïëîìíîé ðàáîòû,
äëÿ âûÿâëåíèÿ
îïàñíûõ è âðåäíûõ
ïðîèçâîäñòâåííûõ
ôàêòîðîâ (ÎÂÏÔ),
äåéñòâóþùèõ
íà îðãàíèçì èññëåäîâàòåëÿ.
Ïðè âûïîëíåíèè
ðàáîòû êðàéíå
âàæíî ïðàâèëüíîå
ñîáëþäåíèå âñåõ
ïðàâèë áåçîïàñíîñòè
ïðè ðàáîòå â ëàáîðàòîðèè,
íåîáõîäèìî âûÿâèòü
îïàñíûå è âðåäíûå
ôàêòîðû, êîòîðûå
ìîãóò âëèÿòü
íà îðãàíèçì è
òðóäîñïîñîáíîñòü
÷åëîâåêà. Òàêæå
âàæíî ïðàâèëüíî
ïîäîáðàòü óñëîâèÿ
òðóäà, òàê êàê
èõ àíàëèç èìååò
îñíîâíîå çíà÷åíèå
äëÿ ðàçðàáîòêè
âñåõ ìåðîïðèÿòèé,
îáåñïå÷èâàþùèõ
çàùèòó ðàáîòàþùèõ
îò îïàñíûõ è âðåäíûõ
ïðîèçâîäñòâåííûõ
ôàêòîðîâ. Óñëîâèÿ
òðóäà ïðåäñòàâëÿþò
ñîáîé êîìïëåêñ
ïðîèçâîäèòåëüíûõ
ôàêòîðîâ, îêàçûâàþùèõ
âëèÿíèå íà çäîðîâüå
è ðàáîòîñïîñîáíîñòü
÷åëîâåêà â ïðîöåññå
òðóäà.
Òàêèì îáðàçîì,
ýòîò ðàçäåë íàïðàâëåí
íà ñîçäàíèå áåçîïàñíûõ,
áåçâðåäíûõ è
áëàãîïðèÿòíûõ
äëÿ ÷åëîâåêà óñëîâèé
òðóäà, ðàçðàáîòêó
ìåð çàùèòû îò
âûÿâëåííûõ îïàñíûõ
è âðåäíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ
ôàêòîðîâ.
.1 Èäåíòèôèêàöèÿ
îïàñíûõ è âðåäíûõ
ïðîèçâîäñòâåííûõ
ôàêòîðîâ
 ðàçäåëå äàåòñÿ
ïåðå÷åíü âñåõ
îïàñíûõ è âðåäíûõ
ïðîèçâîäñòâåííûõ
ôàêòîðîâ, êîòîðûå
ìîãóò ñîïóòñòâîâàòü
êàæäîé èç âûïîëíÿåìûõ
â ðàáîòå îïåðàöèé
èëè ïðîÿâëÿòüñÿ
ïðè ïðàêòè÷åñêîì
èñïîëüçîâàíèè
ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû.
Íîìåíêëàòóðà
è êëàññèôèêàöèÿ
îïàñíûõ è âðåäíûõ
ôàêòîðîâ ñîîòâåòñòâóþò
ÃÎÑÒ 12.0.003-74[7]. Ïðè âûïîëíåíèè
äàííîé ÍÈÐ áûëè
âûÿâëåíû îïàñíûå
è âðåäíûå ïðîèçâîäñòâåííûå
ôàêòîðû ñîãëàñíî
ÃÎÑÒ 12.0.003-74[7]. Êîòîðûå
ïðèâåäåíû â òàáëèöå
7.
Òàáëèöà
7 - Àíàëèç îïàñíûõ
è âðåäíûõ ôàêòîðîâ
|
îïåðàöèÿ
|
Îáîðóäîâàíèå
è ìàòåðèàëû
|
Âðåäíûé
ôàêòîð
|
Íîðìàòèâíûé
ïàðàìåòð
|
|
|
êëàññèôèêàöèÿ
|
ïåðå÷åíü
|
|
|
Ðàáîòà
ñ ÏÊ
|
ÏÊ
|
Ôèçè÷åñêèé
Ôèçè÷åñêèé
|
Ïîâûøåííîå
çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ
â ýëåêòðè÷åñêîé
öåïè, çàìûêàíèå,
êîòîðîå ìîæåò
ïðîèçîéòè ÷åðåç
òåëî ÷åëîâåêà
U = 220 B, I = 1 À Ïîâûøåííûé
óðîâåíü ýëåêòðîìàãíèòíûõ
èçëó÷åíèé Å
= 12 Â/ì
|
U = 2,0  I ≤ 0,3 ìÀ ïðè f =
50 Ãö E = 2,5 Â/ì H = 25 íÒë
ïðè f = 5 - 2000 Ãö. E = 25 B/ì,
H = 250 íÒë ïðè f =
2 - 400 êÃö
|
|
|
Ïñèõîôè-
çèîëîãè÷åñêèé
|
Íàïðÿæåíèå
çðåíèÿ
|
×åðåç
êàæäûé ÷àñ ðàáîòû
íóæåí 15 ìèíóòíûé
ïåðåðûâ
|
|
Ðàáîòà
ñ ìàêåòîì
|
Ìàêåò
|
Ôèçè÷åñêèé
|
Ïîâûøåííûé
óðîâåíü ýëåêòðîìàãíèòíûõ
èçëó÷åíèé Å
= 12 Â/ì
|
E = 25 B/ì, H = 250 íÒë ïðè
f = 2 - 400 êÃö
|
|
|
Ôèçè÷åñêèé
|
Ïîâûøåííîå
çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ
â ýëåêòðè÷åñêîé
öåïè,
|
U = 2,0  I ≤ 0,3 ìÀ ïðè
|
|
|
|
çàìûêàíèå,
êîòîðîå ìîæåò
ïðîèçîéòè ÷åðåç
òåëî ÷åëîâåêà
U = 220 B, I = 0,1 À
|
f = 50 Ãö
|
|
|
Ïñèõîôè-
çèîëîãè÷åñêèé
|
Íàïðÿæåíèå
çðåíèÿ
|
×åðåç
êàæäûé ÷àñ ðàáîòû
íóæåí 15 ìèíóòíûé
ïåðåðûâ
|
|
Èçìåðèòåëüíàÿ
àïïàðàòóðà
|
Ôèçè÷åñêèé
|
Ïîâûøåííîå
çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ
â ýëåêòðè÷åñêîé
öåïè, çàìûêàíèå,
êîòîðîå ìîæåò
ïðîèçîéòè ÷åðåç
òåëî ÷åëîâåêà
U = 220 B, I = 1 À
|
U = 2,0  I ≤ 0,3 ìÀ ïðè f =
50 Ãö
|
4.2 Õàðàêòåðèñòèêà
èñïîëüçóåìûõ
âåùåñòâ è ìàòåðèàëîâ
Õàðàêòåðèñòèêà
èñïîëüçóåìûõ
â ðàáîòå âåùåñòâ
è ìàòåðèàëîâ
(èñõîäíûõ è îáðàçóþùèõñÿ
â ðåçóëüòàòå
èõ âçàèìîäåéñòâèÿ)
äîëæíà ñîäåðæàòü
ñâåäåíèÿ, íåîáõîäèìûå
äëÿ ñîñòàâëåíèÿ
"Ïàñïîðòà áåçîïàñíîñòè
âåùåñòâà (ìàòåðèàëà)",
â ñîîòâåòñòâèè
ñ ÃÎÑÒ Ð 50587-93[8]. Êðîìå
òîãî, ìîãóò áûòü
ðàññìîòðåíû
õàðàêòåðèñòèêè
ïîáî÷íûõ è ïðîìåæóòî÷íûõ
ïðîäóêòîâ, êîòîðûå
ìîãóò âûäåëÿòüñÿ
èëè íàêàïëèâàòüñÿ
â òåõíîëîãè÷åñêèõ
ïðîöåññàõ è ïðîèçâîäñòâåííûõ
îòõîäîâ.
 "Ïàñïîðò
áåçîïàñíîñòè
âåùåñòâà" âíîñÿòñÿ
ôèçè÷åñêèå è
õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà
âåùåñòâà è ñâåäåíèÿ
î åãî ñòàáèëüíîñòè
è õèìè÷åñêîé
àêòèâíîñòè, êîòîðûå
ìîãóò áûòü âçÿòû
èç ñïðàâî÷íèêîâ
ïî ôèçèêî-õèìè÷åñêèì
ñâîéñòâàì, õàðàêòåðèñòèêè
òîêñè÷íîñòè;
õàðàêòåðèñòèêè
âçðûâîïîæàðîîïàñíîñòè.
.2.1 Ôèçè÷åñêèå
è õèìè÷åñêèå
õàðàêòåðèñòèêè
Îñíîâíûå
ôèçè÷åñêèå è
õèìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè
ïðèâåäåíû â òàáëèöå
8. Òàê êàê ýòè
ñâîéñòâà äîëæíû
õàðàêòåðèçîâàòü
ñòåïåíü îïàñíîñòè
óòå÷êè âåùåñòâà
èç îáîðóäîâàíèÿ
è åìêîñòåé, à
òàêæå âîçìîæíîñòü
è ïóòè èõ ïîïàäàíèÿ
â îðãàíèçì, ñâåäåíèÿ
îá àãðåãàòíîì
ñîñòîÿíèè è äàâëåíèè
ïàðîâ ïðèâîäÿòñÿ
êàê ïðè êîìíàòíîé
òåìïåðàòóðå, òàê
è ïðè òåìïåðàòóðå
ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòà.
Òàáëèöà
8 - Îñíîâíûå ôèçè÷åñêèå
è õèìè÷åñêèå
õàðàêòåðèñòèêè.
|
Ôàêòîð
\ Ìàòåðèàë
|
Æåëåçî
|
Ìåäü
|
Ïåðìàëëîé
|
|
Ôèçè÷åñêîå
ñîñòîÿíèå ïðè
Í.Ó., öâåò
|
Òâ¸ðäûé
ìåòàëë ñåðåáðèñòîãî
öâåòà.
|
Òâ¸ðäûé
ìåòàëë æ¸ëòî-ðûæåãî
öâåòà
|
Òâ¸ðäûé
ìåòàëë ñåðåáðèñòîãî
öâåòà
|
|
ðH âîäíîãî
ðàñòâîðà
|
Íå îáðàçóåò
|
Íå îáðàçóåò
|
Íå îáðàçóåò
|
|
Òåìïåðàòóðà
êèïåíèÿ (ïëàâëåíèÿ)
|
2750î C (1539î) C
|
2600î C (1084î C)
|
1820î C (1500î C)
|
|
Îêèñëèò.
ñâ-âà
|
Íåò.
|
Íåò.
|
Íåò.
|
|
Äàâëåíèå
ïàðîâ ïðè í. ó. (ïðè
+50Ñ)
|
___
|
___
|
|
Ïëîòíîñòü
|
7,87 ã/ñì3
|
8,96 ã/ñì3
|
7,6 ã/ñì3
|
|
Ðàñòâîðèìîñòü
|
Íå ðàñòâîðèì
|
Íå ðàñòâîðèì
|
Íå ðàñòâîðèì
|
|
Ïðîâîäèìîñòü
|
10 000 000 (Îì×ì)-1
|
58 800 000 (Îì×ì)-1
|
10 750 000 (Îì×ì)-1
|
|
Ïðîíèöàåìîñòü
|
Äî 8000
(áåçðàçìåð)
|
≈ 1 (áåçðàçìåð)
|
Îò 10 äî
1000
|
4.2.2 Õàðàêòåðèñòèêè
òîêñè÷íîñòè
Õàðàêòåðèñòèêè
òîêñè÷íîñòè,
ñîäåðæàùèåñÿ
â ÃÎÑÒ12.1.005-88[9]: âåëè÷èíà
ïðåäåëüíî äîïóñòèìîé
êîíöåíòðàöèè
(ÏÄÊ), êëàññ îïàñíîñòè,
îñîáåííîñòè
äåéñòâèÿ íà îðãàíèçì
óêàçàíû â òàáëèöå
9 .
Òàáëèöà
9 - Êëàññèôèêàöèÿ
âåùåñòâ ïî íàïðàâëåííîñòè
âîçäåéñòâèÿ
è òîêñè÷íîñòè
|
Âåùåñòâî
|
Ãðóïïà
|
Íàïðàâëåíèå
âîçäåéñòâèÿ
|
Êðàòêîå
îïèñàíèå âîçäåéñòâèÿ
|
Òîêñè÷íîñòü
|
Êëàññ
îïàñ- íîñòè
|
ÏÄÊ ìã/ì3
|
|
Æåëåçî
|
Íåò
|
-
|
Íå âîçäåéñòâóåò
|
Íå òîêñè÷åí
|
4
|
4
|
|
Ìåäü
|
Íåò
|
-
|
Íå âîçäåéñòâóåò
|
Íå òîêñè÷åí
|
4
|
0,5
|
|
Ïåðìàëëîé
(Fe-Ni)
|
Àëëåðãåí
|
Âûçûâàåò
èçìåíåíèå ðåàêòèâíîé
ñïîñîáíîñòè
îðãàíèçìà.
|
Ïðè äëèòåëüíîì
êîíòàêòå ñ âåùåñòâîì
âîçìîæíà àëëåðãè÷åñêàÿ
ðåàêöèÿ (ïîêðàñíåíèå
êîæè, ïîÿâëåíèå
ñûïè, çóä).
|
Íå òîêñè÷åí
|
3
|
0,05
|
4.2.3 Õàðàêòåðèñòèêà
ïîæàðîâçðûâîîïàñíîñòè
Ïîêàçàòåëè
ïîæàðîâçðûâîîïàñíîñòè
âêëþ÷àþòñÿ â
"Ïàñïîðò áåçîïàñíîñòè
âåùåñòâà".  ÷èñëî
òàêèõ ïîêàçàòåëåé
âõîäÿò òåìïåðàòóðû
âñïûøêè è âîñïëàìåíåíèÿ,
ñîñòîÿíèå ïðè
âîñïëàìåíåíèè
(òâåðäîå âåùåñòâî,
æèäêîñòü, ãàç),
îêèñëèòåëüíûå
ñâîéñòâà. Áîëåå
äåòàëüíî íîìåíêëàòóðó
ïîêàçàòåëåé
ïîæàðîâçðûâîîïàñíîñòè
îïðåäåëÿåò ÃÎÑÒ
12.1.044-89[10].
 äàííîé
íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé
ðàáîòå (ÍÈÐ) ãîðþ÷èå
è âçðûâîîïàñíûå
ãàçû, æèäêîñòè
è òâ¸ðäûå âåùåñòâà
íå ïðèìåíÿþòñÿ,
îäíàêî, â ëàáîðàòîðíîì
ïîìåùåíèè èìåþòñÿ
ãîðþ÷èå ìàòåðèàëû
(ìåáåëü, áóìàãà,
ïîêðûòèå ïîëà
è ò.ï.), ïîýòîìó
îíî îòíîñèòñÿ
ê êàòåãîðèè Â.
4.3 Ñàíèòàðíî-òåõíè÷åñêèå
òðåáîâàíèÿ
 ýòîì ïàðàãðàôå
êðàòêî èçëàãàþòñÿ
òðåáîâàíèÿ ê
óñòðîéñòâó è
ñàíèòàðíî-òåõíè÷åñêîìó
îáîðóäîâàíèþ
ëàáîðàòîðèè,
â êîòîðîé âûïîëíÿþòñÿ
îñíîâíûå îïåðàöèè
ýêñïåðèìåíòàëüíîé
÷àñòè ðàáîòû.
Îñíîâíàÿ
çàäà÷à ýòîãî
ïàðàãðàôà - óêàçàòü
ñàíèòàðíûå òðåáîâàíèÿ
äëÿ îáåñïå÷åíèÿ
áëàãîïðèÿòíûõ
óñëîâèé òðóäà.
4.3.1 Òðåáîâàíèÿ
ê ïëàíèðîâêå ïîìåùåíèÿ
Ëàáîðàòîðèÿ
äëÿ ïðîâåäåíèÿ
ýêñïåðèìåíòàëüíîé
÷àñòè èññëåäîâàíèÿ
ðàñïîëàãàåòñÿ
íà òåððèòîðèè
êàôåäðû ÒÌÝ Ìîñêîâñêîãî
Ãîñóäàðñòâåííîãî
Èíñòèòóòà Ñòàëè
è Ñïëàâîâ (ÌÈÑèÑ)
è ÿâëÿåòñÿ ñïåöèàëüíî
îáîðóäîâàííûì
ïîìåùåíèåì äëÿ
ïðîâåäåíèÿ íàó÷íûõ
èññëåäîâàíèé,
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
îïûòîâ.
Òèï ëàáîðàòîðèè
- ôèçè÷åñêàÿ, ïëîùàäü
ïîìåùåíèÿ 25 ì2,
îáú¸ì - 75 ì3.
×èñëî îäíîâðåìåííî
ðàáîòàþùèõ ñîòðóäíèêîâ
- 2 (ñîòðóäíèê è
äèïëîìíèê). Â ðåçóëüòàòå
íà êàæäîãî ðàáîòàþùåãî
ñîòðóäíèêà ïðèõîäèòñÿ
12,5 ì2.
Òàáëèöà 10 - Ïåðå÷åíü
îáîðóäîâàíèÿ
|
Íàèìåíîâàíèå
|
Òèï
|
|
Èñòî÷íèê
ïèòàíèÿ
|
Á5-7
|
|
Èñòî÷íèê
ïèòàíèÿ
|
Á5-8
|
|
Îñöèëëîãðàô
|
Ñ1-96
|
|
Ìèêðîñêîï
|
ÌÁÑ-9
|
|
Ãåíåðàòîð
èìïóëüñíûé
|
Ã5-54
|
|
Âîëüòìåòð
|
Â7-22
|
|
ÝÂÌ
|
P4-1.6/256
|
|
Ïðèáîð
èçìåðèòåëüíûé
|
Ö4353
|
|
×àñòîòîìåð
|
×3-66
|
Òàáëèöà 11 - Ïàðàìåòðû
ïîìåùåíèÿ è åãî
íîðìû
|
Ïàðàìåòð
|
Âåëè÷èíà
|
Íîðìà
|
|
Ïëîùàäü
íà 1 ñîòðóäíèêà
(ì2/÷åë)
|
12
|
≥12
|
|
Âûñîòà
ïîìåùåíèÿ
|
3
|
≥2,7
|
|
Øèðèíà
ïðîõîäîâ
|
2,5
|
≥1,5
|
|
Ðàññòîÿíèå
ìåæäó ñòîëàìè
ñ ÝÂÌ
|
2
|
≥2
|
4.3.2 Òðåáîâàíèÿ
ê ìèêðîêëèìàòó
ïîìåùåíèÿ
Íîðìèðîâàíèå
ïàðàìåòðîâ ìèêðîêëèìàòà
ïðîèçâîäèòñÿ
â ñîîòâåòñòâèè
ñ ÃÎÑÒ12.1.005-88[9]. Â òàáëèöå
12 óêàçàíû îïòèìàëüíûå
çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóðû,
îòíîñèòåëüíîé
âëàæíîñòè è ñêîðîñòè
äâèæåíèÿ âîçäóõà
â ðàáî÷åé çîíå
â çàâèñèìîñòè
îò ïåðèîäà ãîäà
è êàòåãîðèè âûïîëíÿåìûõ
ðàáîò ïî òÿæåñòè,
à òàêæå äîïóñòèìàÿ
èíòåíñèâíîñòü
òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ.
 ïîìåùåíèÿõ
ñ ÏÝÂÌ äîëæíû
îáåñïå÷èâàòüñÿ
îïòèìàëüíûå
ïàðàìåòðû ìèêðîêëèìàòà
äëÿ êàòåãîðèè
1à è 1á. Äàííàÿ ëàáîðàòîðèÿ
îòíîñèòñÿ ê êàòåãîðèè
1á.
Òàáëèöà 12 - Îïòèìàëüíûå
è äîïóñòèìûå
ìåòåîóñëîâèÿ
ïîìåùåíèÿ ëàáîðàòîðèè
|
Íàèìåíîâàíèå
ïàðàìåòðà
|
Õîëîäíûé
ïåðèîä
|
Òåïëûé
ïåðèîä
|
|
Îïòèìàëüíûå
óñëîâèÿ
|
Äîïóñòèìûå
óñëîâèÿ
|
Îïòèìàëüíûå
óñëîâèÿ
|
Äîïóñòèìûå
óñëîâèÿ
|
|
Òåìïåðàòóðà
âîçäóõà, °Ñ
|
20 - 23
|
19 - 25
|
22 - 25
|
ìåíåå
28
|
|
Îòíîñèòåëüíàÿ
âëàæíîñòü, %
|
40 - 60
|
ìåíåå
75
|
40 - 60
|
ìåíåå
65
|
|
Ñêîðîñòü
äâèæåíèÿ âîçäóõà,
ì∙c-1
|
ìåíåå
0,2
|
ìåíåå
0,2
|
ìåíåå
0,2
|
ìåíåå
0,2
|
Îñíîâíûå
ñàíèòàðíî-òåõíè÷åñêèå
óñòðîéñòâà, èñïîëüçóåìûå
äëÿ ïîääåðæàíèÿ
îïòèìàëüíûõ
ïàðàìåòðîâ ìèêðîêëèìàòà:
îáùåîáìåííàÿ
âåíòèëÿöèÿ, óñòðîéñòâà
îòîïëåíèÿ.
Îòîïëåíèå îòâå÷àåò
òðåáîâàíèÿì
ÃÎÑÒ 12.1.005-88 [9], òèï
òåïëîíîñèòåëÿ
- âîäà, òèï íàãðåâàòåëüíîãî
óñòðîéñòâà - ðàäèàòîð
ÌÑ140-500-0.9-7, 7-ìè ñåêöèîííûé
ÃÎÑÒ 8690-94 [11].
Îáùåîáìåííàÿ
âåíòèëÿöèÿ îòâå÷àåò
òðåáîâàíèÿì
òåõ æå íîðìàòèâíûõ
äîêóìåíòîâ: êðàòíîñòü
âîçäóõîîáìåíà
ïî âûòÿæêå áîëåå
5 ðàç â ÷àñ.
4.3.3 Òðåáîâàíèÿ
ê îñâåùåíèþ ëàáîðàòîðèè
Äëÿ ñîçäàíèÿ
áëàãîïðèÿòíûõ
óñëîâèé òðóäà
áîëüøîå çíà÷åíèå
èìååò îñâåùåíèå.
 ëàáîðàòîðèè
êðîìå åñòåñòâåííîãî
ïðåäóñìîòðåíî
è èñêóññòâåííîå
îñâåùåíèå. Èñêóññòâåííîå
îñâåùåíèå ÿâëÿåòñÿ
êîìáèíèðîâàííûì,
ñîñòîèò èç îáùåãî
è ìåñòíîãî. Îáùåå
èñêóññòâåííîå
îñâåùåíèå ñîçäàåòñÿ
ëþìèíåñöåíòíûìè
ëàìïàìè, êîòîðûå
óñòàíàâëèâàþòñÿ
â âåðõíåé ÷àñòè
ïîìåùåíèÿ ïàðàëëåëüíî
ñòåíå ñ îêîííûìè
ïðîåìàìè, ÷òî
ïîçâîëÿåò îòêëþ÷àòü
èõ ïîñëåäîâàòåëüíî
â çàâèñèìîñòè
îò èçìåíåíèÿ
åñòåñòâåííîãî
îñâåùåíèÿ. Ìåñòíîå
èñêóññòâåííîå
îñâåùåíèå ñîçäàåòñÿ
íàñòîëüíûìè
ëàìïàìè íàêàëèâàíèÿ,
êîíöåíòðèðóþùèìè
ñâåòîâîé ïîòîê
íåïîñðåäñòâåííî
íà ðàáî÷åì ìåñòå.
Îíî ïðèìåíÿåòñÿ
â êîìáèíàöèè
ñ îáùèì îñâåùåíèåì,
÷òî èñêëþ÷àåò
çàòåìíåíèå, ïîâûøàåò
êîíòðàñòíîñòü
ïðåäìåòîâ â ïîëå
çðåíèÿ, ñíèæàåò
óòîìëÿåìîñòü
çðåíèÿ.
Åñòåñòâåííîå
îñâåùåíèå ïîìåùåíèé
ïðîåêòèðóåòñÿ
â ñîîòâåòñòâèè
ñ äåéñòâóþùèìè
ñòðîèòåëüíûìè
íîðìàìè è ïðàâèëàìè
(ÑÍèÏ 23-05-95 [6]). Åñòåñòâåííîå
îñâåùåíèå äîëæíî
îñóùåñòâëÿòüñÿ
÷åðåç ñâåòîïðîåìû,
îðèåíòèðîâàííûå
ïðåèìóùåñòâåííî
íà ñåâåð è ñåâåðî-âîñòîê,
è îáåñïå÷èâàòü
êîýôôèöèåíò
åñòåñòâåííîé
îñâåùåííîñòè
(ÊÅÎ) íå íèæå 1,2 % â
çîíàõ ñ óñòîé÷èâûì
ñíåæíûì ïîêðîâîì
è íå íèæå 1,5 % íà îñòàëüíîé
òåððèòîðèè.
 çàâèñèìîñòè
îò õàðàêòåðà
è òî÷íîñòè âûïîëíÿåìûõ
ðàáîò âûáèðàåòñÿ
îñâåùåíèå ëàáîðàòîðèè,
è íîðìèðóþòñÿ
åãî ïàðàìåòðû
â ñîîòâåòñòâèè
ñî ñòðîèòåëüíûìè
íîðìàìè è ïðàâèëàìè.
Îñâåù¸ííîñòü
ëàáîðàòîðèè çàâèñèò
îò õàðàêòåðèñòèê
çðèòåëüíûõ ðàáîò,
íàèìåíüøåãî
ðàçìåðà îáúåêòà,
êîíòðàñòà îáúåêòà
ñ ôîíîì, õàðàêòåðèñòèê
ôîíà.  ÑÍèÏ 23-05-95
[6] óêàçàíà îñâåù¸ííîñòü
äëÿ çàäàííûõ
ïàðàìåòðîâ çðèòåëüíûõ
ðàáîò.
Îñâåùåííîñòü
ïîìåùåíèÿ íîðìèðóåòñÿ
ñîãëàñíî ñâåäåíèÿì
â òàáëèöàõ 13 è
14.
Òàáëèöà 13 - Íîðìèðîâàíèå
îñâåùåííîñòè
â óñëîâèÿõ åñòåñòâåííîãî
èñòî÷íèêà ñâåòà
|
Âûïîëíÿåìàÿ
îïåðàöèÿ
|
Ðàçðÿä
ðàáîò
|
Íàèìåíüøèé
ðàçìåð îáúåêòà,
ìì
|
ÊÅÎ
|
|
Ïðîâåäåíèå
ýêñïåðèìåíòà
|
À1
|
0,15 - 0,3
|
1,5
|
|
Çàïèñü
è îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ
|
Á1
|
0,3 - 0,5
|
1,0
|
Òàáëèöà 14 - Íîðìèðîâàíèå
îñâåùåííîñòè
â óñëîâèÿõ èñêóññòâåííîãî
èñòî÷íèêà ñâåòà
|
Âûïîëíÿåìàÿ
îïåðàöèÿ
|
Ðàçðÿä
ðàáîò
|
Êï
|
Îñâåùåííîñòü,
ëê
|
|
Ïðîâåäåíèå
ýêñïåðèìåíòà
|
À1
|
10%
|
500
|
|
Çàïèñü
è îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ
|
Á1
|
15%
|
300
|
Ðàñ÷åò íåîáõîäèìîé
åñòåñòâåííîé
îñâåùåííîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå:
S0 = (Sn · en · ή0 · Kçä)/(r1 ·
t0 · 100), (46)
ãäå: S0 - íåîáõîäèìûé
ðàçìåð ñâåòîâîãî
ïðîåìà, ì2;
Sn - ïëîùàäü
êîìíàòû, Sn =25 ì2;
ή0 - êîýôôèöèåíò,
ó÷èòûâàþùèé
ðàñïîëîæåíèå
ôðîíòàëüíîé ñòåíû,
ή0 = 6,5;
Êçä - êîýôôèöèåíò,
ó÷èòûâàþùèé
çàòåìíåíèå îêîí
ïðîòèâîïîëîæíûì
çäàíèåì, Êçä
= 1;
r1 - êîýôôèöèåíò,
ó÷èòûâàþùèé
îñâåùåííîñòü
çà ñ÷åò îòðàæåíèÿ
ñâåòîâîãî ïîòîêà
îò âíóòðåííèõ
ïîâåðõíîñòåé
ïîìåùåíèÿ, r1 = 5;
t0 - îáùèé êîýôôèöèåíò,
ó÷èòûâàþùèé
ñâåòîïðîïóñêàþùóþ
ñïîñîáíîñòü
ñâåòîâîãî ïðîåìà,
t0 = 0,8;
en - êîýôôèöèåíò
åñòåñòâåííîé
îñâåùåííîñòè,
ån = 100%.
Íåîáõîäèìûé
ðàçìåð ñâåòîâîãî
ïðîåìà åñòåñòâåííîé
îñâåùåííîñòè
ðàâåí:
S0 = (25 ·
100 · 6,5 · 1)/(5 · 0,8 · 100);
S0 = 40,6 ì2
Èç ðàñ÷åòà
âèäíî, ÷òî åñòåñòâåííîãî
îñâåùåíèÿ íåäîñòàòî÷íî
äëÿ ñîçäàíèÿ íåîáõîäèìîé
îñâåùåííîñòè,
ò.ê. ðåàëüíàÿ ïëîùàäü
îêîííûõ ïðîåìîâ
ñîñòàâëÿåò 9 ì2.
Ñëåäîâàòåëüíî,
íåîáõîäèìî èñêóññòâåííîå
îñâåùåíèå. Äëÿ
ðàñ÷¸òà ëàáîðàòîðíîãî
îñâåùåíèÿ áûë
âûáðàí ìåòîä
ðàñ÷¸òà ïî êîýôôèöèåíòó
èñïîëüçîâàíèÿ
ñâåòîâîãî ïîòîêà.
Îáùåå îñâåùåíèå
îáåñïå÷èâàþò
6 äâóõëàìïîâûõ
ëþìèíåñöåíòíûõ
ñâåòèëüíèêîâ,
óñòàíîâëåííûõ
íà ïîòîëêå. Â ñâåòèëüíèêå
èñïîëüçóþòñÿ
ëàìïû áåëîãî
ñâåòà ËÁ - 80 ñî ñâåòîâûì
ïîòîêîì 5220 ëì. Íåîáõîäèìîå
êîëè÷åñòâî ñâåòèëüíèêîâ
ðàññ÷èòûâàåòñÿ
ïî ôîðìóëå:
N = E×S×Kçàï×Z/(Ôë×n×η), (47)
ãäå: Å - íîðìèðîâàííîå
çíà÷åíèå îñâåù¸ííîñòè,
Å = 500 ëê;
S - ïëîùàäü îñâåùàåìîãî
ïîìåùåíèÿ, S = 25 ì2;
- êîýôôèöèåíò
çàïàñà, = 1,5;
Z - êîýôôèöèåíò
ìèíèìàëüíîé
îñâåù¸ííîñòè,
Z = 1,2;
- ñâåòîâîé ïîòîê
îäíîé ëàìïû, = 5220 ëê;
n - êîëè÷åñòâî
ëàìï â îäíîì ñâåòèëüíèêå,
n = 2 øò.;
- êîýôôèöèåíò
èñïîëüçîâàíèÿ
ñâåòîâîãî ïîòîêà
îò èñòî÷íèêà.
Îïðåäåëÿåì
èíäåêñ ïîìåùåíèÿ
ïî ôîðìóëå:
I = S/((A+B)×H), (48)
ãäå: S - ïëîùàäü êîìíàòû, S = 25 ì2;
À - øèðèíà
êîìíàòû, À = 4 ì;
 - äëèíà
êîìíàòû, Â = 6,25 ì;
Íò - âûñîòà
ïîäâåñà ñâåòèëüíèêà
íàä ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòüþ,
Íò =3 ì.
I = 25/((4+6,25)×3);
I = 0,81.
Ïî èíäåêñó
ïîìåùåíèÿ îïðåäåëÿåì
êîýôôèöèåíò
èñïîëüçîâàíèÿ
ñâåòîâîãî ïîòîêà
îò èñòî÷íèêà:
= 0,41.
N = 500·25·1,5·1,2/(5220·2·0,41);
N = 5,25 øò.;
N ≈ 6 øò.
Íåîáõîäèìî
6 ñâåòèëüíèêîâ.
Ðàññ÷èòàåì
ñóììàðíóþ ìîùíîñòü
îñâåòèòåëüíûõ
óñòàíîâîê ïî
ôîðìóëå:
Ð = Ðë ∙ Ncâ ∙
n
ãäå: Ðë - ìîùíîñòü
ëàìïû, Ðë = 80Âò;
- íåîáõîäèìîå
÷èñëî ñâåòèëüíèêîâ
â ïîìåùåíèè, = 6 øò.;
n - êîëè÷åñòâî
ëàìï â ñâåòèëüíèêå.
Ð = 80×6×2;
Ð = 960 Âò.
Ðåàëüíî óñòàíîâëåíî
8 ñâåòèëüíèêîâ.
Ñëåäîâàòåëüíî,
îíè îáåñïå÷èâàþò
íåîáõîäèìóþ
îñâåùåííîñòü,
íîðìèðîâàííóþ
ÑÍèÏ 23-05-95.
4.3.4 Ðàçðàáîòêà
ìåð çàùèòû îò
îïàñíûõ è âðåäíûõ
ôàêòîðîâ
Öåëüþ ýòîãî
ïàðàãðàôà ÿâëÿåòñÿ
îöåíêà ýôôåêòèâíîñòè
ñðåäñòâ çàùèòû,
ïðåäóñìîòðåííûõ
â êîíñòðóêöèè
îáîðóäîâàíèÿ,
âûáîð è ðàçðàáîòêà
äîïîëíèòåëüíûõ
ìåðîïðèÿòèé è
òåõíè÷åñêèõ
ñðåäñòâ çàùèòû.
Ïðîâåäåí îáîñíîâàííûé
âûáîð ìåð çàùèòû
îò âñåõ îïàñíûõ
è âðåäíûõ ôàêòîðîâ,
è ïîêàçàíî, ÷òî
ýòè ìåðû ãàðàíòèðóþò
ñíèæåíèå èõ óðîâíÿ
äî äîïóñòèìûõ
ïðåäåëîâ êàê ïðè
îáû÷íûõ óñëîâèÿõ,
òàê è ïðè àâàðèÿõ.
Îðãàíèçàöèîííûå
ìåðû: ïåðñîíàë
äîëæåí áûòü îçíàêîìëåí
ñ èíñòðóêöèÿìè
ïî òåõíèêå áåçîïàñíîñòè
â ïîëíîì îáúåìå.
Íåîáõîäèì ïîñòîÿííûé
êîíòðîëü çà ñîñòîÿíèåì
îáîðóäîâàíèÿ:
íå äîïóñêàòü
çàãðÿçíåíèÿ
ðàáî÷èõ ïîâåðõíîñòåé
è ïîïàäàíèÿ âëàãè
íà óñòàíîâêó;
ïðîâåðêà ñîåäèíåíèÿ
êîðïóñà óñòàíîâîê
è ïðèáîðîâ ñ çàçåìëÿþùèì
ïðîâîäîì; íå äîïóñêàòü
ñèëüíûõ ïåðåãèáîâ
ýëåêòðè÷åñêèõ
ïðîâîäîâ, à òàêæå
ïîâðåæäåíèé èçîëÿöèè.
Òàáëèöà
15 - Ðàçðàáîòêà ìåð
çàùèòû îò îïàñíûõ
è âðåäíûõ ïðîèçâ.
Ôàêòîðîâ
4.4 Áåçîïàñíîñòü
æèçíåäåÿòåëüíîñòè
â ÷ðåçâû÷àéíûõ
ñèòóàöèÿõ
Ìåðîïðèÿòèÿ
ïî îáåñïå÷åíèþ
áåçîïàñíîñòè
â ÷ðåçâû÷àéíûõ
ñèòóàöèÿõ îïèñûâàþòñÿ
â òîé ìåðå, â êîòîðîé
îíè ñâÿçàíû ñ
õàðàêòåðîì âûïîëíÿåìûõ
ðàáîò è ñâîéñòâàìè
èñïîëüçóåìûõ
ìàòåðèàëîâ.
Êàê ïðàâèëî,
øèðîêîìàñøòàáíûå
çàãðÿçíåíèÿ
ïðè òåõ êîëè÷åñòâàõ
òîêñè÷íûõ è ðàäèîàêòèâíûõ
âåùåñòâ, êîòîðûå
èñïîëüçóþòñÿ
â ëàáîðàòîðèè,
ìàëîâåðîÿòíû,
ïîýòîìó äîñòàòî÷íî
îïèñàòü ìåðû
áåçîïàñíîñòè
è ýêîçàùèòíûå
ìåðîïðèÿòèÿ ïðè
àâàðèÿõ îáîðóäîâàíèÿ
è óòå÷êå õèìè÷åñêèõ
è ðàäèîàêòèâíûõ
âåùåñòâ, ïðåäóñìîòðåâ
ñèñòåìó ñèãíàëèçàöèè
è îïîâåùåíèÿ
îá àâàðèÿõ.
4.4.1 Êàòåãîðèÿ
ïîìåùåíèÿ ïî
âçðûâîïîæàðíîé
è ïîæàðíîé îïàñíîñòè
Èñõîäÿ èç
õàðàêòåðèñòèê
âåùåñòâ, íàõîäÿùèõñÿ
â ïîìåùåíèè, âñå
ïîìåùåíèÿ ïî
ÑÏ 12.13130.2009 [12] êëàññèôèöèðóþòñÿ
ïî êàòåãîðèÿì:
À, Á, Â(1-4), Ã.
 ðàçäåëå 2,3 áûë
îïðåäåë¸í êëàññ
ïîæàðîâçðûâîîïàñíîñòè
"Â". Ýòîò êëàññ
ñîäåðæèò â ñåáå
4 êàòåãîðèè (1-4), â
çàâèñèìîñòè
îò êîëè÷åñòâà
ãîðþ÷åãî ìàòåðèàëà
â ïîìåùåíèè.
Îïðåäåëåíèå
ïîæàðîîïàñíîé
êàòåãîðèè ïîìåùåíèÿ
îñóùåñòâëÿåòñÿ
ïóòåì ñðàâíåíèÿ
ìàêñèìàëüíîãî
çíà÷åíèÿ óäåëüíîé
âðåìåííîé ïîæàðíîé
íàãðóçêè íà ëþáîì
èç ó÷àñòêîâ ñ
âåëè÷èíîé óäåëüíîé
ïîæàðíîé íàãðóçêè,
ïðèâåäåííîé â
òàáëèöå 16.
Òàáëèöà
16 - Îïðåäåëåíèå
êàòåãîðèè ïîæàðîîïàñíûõ
ïîìåùåíèé
|
Íàèìåíîâàíèå
êàòåãîðèè
|
Óäåëüíàÿ
ïîæàðíàÿ íàãðóçêà,
ÌÄæ/ì
|
|
Â1 Â2
ÂÇ Â4
|
>2200
1401-2200 181-1401 1-181
|
Ïîæàðíàÿ
íàãðóçêà ïîìåùåíèé
ìîæåò âêëþ÷àòü
â ñåáÿ ðàçëè÷íûå
ñî÷åòàíèÿ ãîðþ÷èõ
è òðóäíîãîðþ÷èõ
æèäêîñòåé è òâåðäûõ
ìàòåðèàëîâ â
ïðåäåëàõ ïîæàðîîïàñíîãî
ó÷àñòêà è îïðåäåëÿåòñÿ
ïî ôîðìóëå:
Q = Σ Gj∙QHP , (50)
ãäå: G - êîëè÷åñòâî
j -òîãî
ìàòåðèàëà ïîæàðíîé
íàãðóçêè, êã;
QHp - íèçøàÿ
òåïëîòà ñãîðàíèÿ
j -òîãî
ìàòåðèàëà, êÄæ/êã.
Óäåëüíàÿ
ïîæàðíàÿ íàãðóçêà
q îïðåäåëÿåòñÿ
ïî ôîðìóëå:
q = Q/S, (51)
ãäå: Q - ïîæàðíàÿ
íàãðóçêà ïîìåùåíèé,
êÄæ;
S - ïëîùàäü
ðàçìåùåíèÿ ïîæàðíîé
íàãðóçêè, ì2.
Åñëè ïî
óêàçàííîé ìåòîäèêå
ïîìåùåíèå îòíåñåíî
ê êàòåãîðèÿì
Â2 èëè ÂÇ, òî ïðîâåðÿåòñÿ
âûïîëíåíèå óñëîâèÿ: Q > 0,64qH.
 òîì ñëó÷àå,
êîãäà ýòî óñëîâèå
íå âûïîëíÿåòñÿ,
ïîìåùåíèå îòíîñÿò
ñîîòâåòñòâåííî
ê êàòåãîðèÿì
Â1 èëè Â2. Â òàáëèöå
17 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ
òåïëîòû ñãîðàíèÿ
è ìàññû ãîðþ÷èõ
ìàòåðèàëîâ, íàõîäÿùèõñÿ
â ëàáîðàòîðèè.
Òàáëèöà
17 - Ïåðå÷åíü ïîæàðîîïàñíûõ
ìàòåðèàëîâ èõ
òåïëîòû ñãîðàíèÿ
è êîëè÷åñòâà
|
Ìàòåðèàë
|
Òåïëîòà
ñãîðàíèÿ, êÄæ/êã
|
Îáùàÿ
ìàññà, êã
|
|
Àëþìèíèé
|
31087
|
15
|
|
Áóìàãà
|
20000
|
100
|
|
Äåðåâî
|
19000
|
200
|
Ïîäñòàâèâ
çíà÷åíèÿ èç òàáëèöû
17 â ôîðìóëó 50, ïîëó÷èì:
Q = 31087*15 + 20000*100 +
19000*200; = 6266305 êÄæ;
Q = 6266,305 ÌÄæ;
q = 6266,305 / 25;
q = 250,7 Ìäæ/ì2,
÷òî ñîîòâåòñòâóåò
êàòåãîðèè "Â3".
Ýòî îçíà÷àåò,
÷òî ïîìåùåíèå
îòíîñèòñÿ ê êàòåãîðèè
"Â3" (ïîæàðîîïàñíûå),
ñîãëàñíî òåõíè÷åñêîìó
ðåãëàìåíòó î
òðåáîâàíèÿõ
ïîæàðíîé áåçîïàñíîñòè
ÑÏ12.13130.2009 [12].
 êîìïëåêñ
ïðîòèâîïîæàðíûõ
ìåðîïðèÿòèé âõîäèò
ïðåäóïðåæäåíèå
ïîæàðà: ñîçäàíèå
óñëîâèé íîðìàëüíîé
ýêñïëóàòàöèè,
îáåñïå÷åíèå
áûñòðîé ëîêàëèçàöèè
è òóøåíèå ïîæàðà.
Îñíîâíîé ïðè÷èíîé
âîçãîðàíèÿ â
ëàáîðàòîðèè ìîæåò
ÿâèòüñÿ íåèñïðàâíîñòü
ýëåêòðè÷åñêîãî
îáîðóäîâàíèÿ.
Äëÿ ïðåäóïðåæäåíèÿ
ïîæàðà óñòàíîâêè
îáîðóäîâàíû çàùèòíûìè
áëîêàìè, â ëàáîðàòîðèè
óñòàíîâëåíà
ñèñòåìà ïîæàðíîé
ñâÿçè è ñèãíàëèçàöèè,
ðó÷íûå óãëåêèñëîòíûå
îãíåòóøèòåëè
ÎÓ - 5.
.5 Ñïåöèàëüíàÿ
ðàçðàáîòêà ïî
îáåñïå÷åíèþ
áåçîïàñíîñòè:
"ðàñ÷åò çàùèòíîãî
çàçåìëåíèÿ"
Èñõîäíûå äàííûå:
ãðóíò, ÷åðíîç¸ì
30 Îì·ì;
íàïðÿæåíèå,
220 Â;
ðàñïîëîæåíèå,
â ðÿä;
äëèíà ýëåìåíòà,
2,9 ì;
äèàìåòð ñòåðæíÿ,
15 ìì;
çàãëóáëåíèå,
0,6 ì;
øèðèíà ïîëîñû,
60 ìì;
åñòåñòâåííûé
çàçåìëèòåëü,
ôóíäàìåíò;
ïëîùàäü ñå÷åíèÿ,
80 ìì2.
Ïðîâåäåíèå ðàñ÷åòà:
à) Ìàêñèìàëüíî
äîïóñòèìîå ñîïðîòèâëåíèå
çàçåìëåíèÿ, Rí = 4 Îì;
á) Ðàñ÷åò óäåëüíîãî
ñîïðîòèâëåíèÿ
ãðóíòà (ρ) äëÿ çîíû
1:
, (52)
ãäå:
ρòàá - òàáëè÷íîå
çíà÷åíèå óäåëüíîãî
ñîïðîòèâëåíèÿ
ñîîòâåòñòâóþùåãî
ãðóíòà, Îì·ì;
Ψ - êîýôôèöèåíò
çîíû.
;
Îì·ì.
â)
Îïðåäåëèì âîçìîæíîñòü
èñïîëüçîâàíèÿ
äëÿ óñòðîéñòâà
çàçåìëèòåëÿ
ñóùåñòâóþùèõ
åñòåñòâåííûõ
çàçåìëèòåëåé:
, (53)
ãäå:
S - ïëîùàäü ñå÷åíèÿ,
ì2.
;
Îì.
ã)
Îïðåäåëèì òðåáóåìîå
ñîïðîòèâëåíèå
èñêóññòâåííîãî
çàçåìëåíèÿ:
, (54)
ãäå:
RÅ - ñîïðîòèâëåíèå
åñòåñòâåííîãî
çàçåìëèòåëÿ,
Îì;
RH - ìàêñèìàëüíî
äîïóñòèìîå ñîïðîòèâëåíèå
çàçåìëåíèÿ, Îì.
;
Îì.
ä)
Âûáåðåì ðàñïîëîæåíèå
çàçåìëèòåëåé
- â ðÿä.
å)
Âûáèðàåì òèï
è ðàçìåðû îäèíî÷íîãî
çàçåìëèòåëÿ:
äëèííà
ýëåìåíòà, L=2,9
ì;
äèàìåòð
ñòåðæíÿ, d =15 ìì;
ñðåäíÿÿ
ãëóáèíà çàçåìëèòåëÿ,
t0=0,6 ì.
æ)
Îïðåäåëèì ñîïðîòèâëåíèå
ðàñòåêàíèþ òîêà:
, (55)
ãäå:
L - äëèííà ýëåìåíòà,
ì;
d - äèàìåòð
ñòåðæíÿ, ì;
t - ñðåäíÿÿ
ãëóáèíà çàçåìëèòåëÿ,
ì.
, (56)
ãäå:
t0 - çàãëóáëåíèå,
ì.
;
ì;
;
;
;
Îì;
;
;
Îì.
ç)
Îïðåäåëèì ïðåäâàðèòåëüíîå
êîëè÷åñòâî ýëåêòðîäîâ:
; (57)
;
ì.
, (58)
ãäå:
- ðàññòîÿíèå
ìåæäó ñîñåäíèìè
ýëåêòðîäàìè,
ì;
- ïðåäâàðèòåëüíîå
êîëè÷åñòâî ýëåêòðîäîâ,
øò.
;
øò.
è)
Îáùåå ýëåêòðè÷åñêîå
ñîïðîòèâëåíèå
âåðòèêàëüíûõ
ýëåêòðîäîâ:
, (59)
ãäå:
Rý -
ñîïðîòèâëåíèå
ýëåêòðîäà, Îì;
η0 - êîýôôèöèåíò
èñïîëüçîâàíèÿ
âåðòèêàëüíîãî
ýëåêòðîäà, η0 = 0,83;
n - êîëè÷åñòâî
ýëåêòðîäîâ, n = 3
øò.
;
Îì.
ê)
Îïðåäåëèì ñîïðîòèâëåíèå
ãîðèçîíòàëüíîé
ñîåäèíèòåëüíîé
ïîëîñû (Rã):
; (60
; (61)
;
ì.
, (62)
ãäå:
b - øèðèíà ïîëîñû,
ì.
;
ì;
;
Îì;
Îïðåäåëèì
ñîïðîòèâëåíèå
ãîðèçîíòàëüíîé
ñîåäèíèòåëüíîé
ïîëîñû:
, (62)
ãäå:
Rã -
ñîïðîòèâëåíèå
ãîðèçîíòàëüíîé
ñîåäèíèòåëüíîé
ïîëîñû.
;
Îì.
ë)
Îáùåå ñîïðîòèâëåíèå
èñêóññòâåííîãî
çàçåìëåíèÿ:
;
;
;
Îì.
; (63)
;
;
Âûâîä:
ïîëó÷åííîå çàçåìëåíèå
ñîïðîòèâëåíèåì
2,318 Îì óäîâëåòâîðÿåò
òðåáîâàíèÿì
áåçîïàñíîñòè,
òàêèì îáðàçîì
äëÿ ðåàëèçàöèè
çàçåìëåíèÿ íåîáõîäèìî
óñòàíîâèòü â
ðÿä 6 ýëåêòðîäîâ
äëèííîé 2,9ì è äèàìåòðîì
15ìì ïðè çàãëóáëåíèè
0,6ì.
4.6 Âûâîäû ïî áåçîïàñíîñòè
æèçíåäåÿòåëüíîñòè
 äàííîì ðàçäåëå
ïðîâåäåí àíàëèç
îïåðàöèé, ïðîèçâîäèìûõ
ïðè âûïîëíåíèè
äèïëîìíîé ðàáîòû.
Âûÿâëåíû îïàñíûå
è âðåäíûå ïðîèçâîäñòâåííûå
ôàêòîðû, êîòîðûå
áûëè êëàññèôèöèðîâàíû
ïî êëàññàì è äàíû
ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå
äîçû è íîðìèðóåìûå
çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ.
Òàêæå ïðåäëîæåíû
ìåðû çàùèòû îò
ýòèõ ôàêòîðîâ.
Ïðèâåäåíû
îïòèìàëüíûå
è äîïóñòèìûå
ìåòåîóñëîâèÿ
ïîìåùåíèÿ ëàáîðàòîðèè
ñ ó÷åòîì êàòåãîðèè
ðàáîò ïî òÿæåñòè.
Ïðîâåäåíà
êëàññèôèêàöèÿ
ëàáîðàòîðèè ïî
îïàñíîñòè ïîðàæåíèÿ
ýëåêòðè÷åñêèì
òîêîì.
Ïðîèçâåäåí
ðàñ÷åò íåîáõîäèìîé
åñòåñòâåííîé
è èñêóññòâåííîé
îñâåùåííîñòè
ëàáîðàòîðèè è
ïðèâåäåíû íîðìèðóåìûå
ïàðàìåòðû.
Ïðîèçâåäåí
ðàñ÷åò çàùèòíîãî
çàçåìëåíèÿ.
Ïðîâåäåíà
îöåíêà ïîæàðîâçðûâîîïàñíîñòè
ëàáîðàòîðèè.
5. Îõðàíà
îêðóæàþùåé ñðåäû
5.1 Îõðàíà
îêðóæàþùåé ñðåäû
Çàäà÷åé
ýòîãî ïàðàãðàôà
ÿâëÿåòñÿ ïðåäîòâðàùåíèå
óòå÷êè â îêðóæàþùóþ
ñðåäó òîêñè÷íûõ
âåùåñòâ â êîíöåíòðàöèÿõ
è êîëè÷åñòâàõ,
ïðåâûøàþùèõ
ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå
çíà÷åíèÿ è ïîñòóïëåíèÿ
â íåå ðàäèîàêòèâíûõ
âåùåñòâ.
Ïîñêîëüêó
â äàííîé ÍÈÐ ðàáîòû
ñ òîêñè÷íûìè
è ðàäèîàêòèâíûìè
âåùåñòâàìè íå
ïðîâîäÿòñÿ, òî
äàëüíåéøàÿ îöåíêà
âîçìîæíîãî óðîâíÿ
çàãðÿçíåíèÿ
ïðîâîäèòüñÿ íå
áóäåò.
5.2 Âûâîäû ïî îõðàíå
îêðóæàþùåé ñðåäû
 äàííîì ðàçäåëå
ó÷òåíû îïàñíûå
è âðåäíûå ïðîèçâîäñòâåííûå
ôàêòîðû, ïðîÿâèâøèåñÿ
ïðè âûïîëíåíèè
äèïëîìíîé ðàáîòû
è ïðåäñòàâëÿþùèå
îïàñíîñòü äëÿ
îêðóæàþùåé ñðåäû.
Îïðåäåëåíî,
÷òî äàííàÿ ðàáîòà
íå íàíîñèò óùåðáà
îêðóæàþùåé ñðåäå.
6. Ýêîíîìè÷åñêàÿ
÷àñòü
.1 Òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêîå
îáîñíîâàíèå
ÍÈÐ
Äàííàÿ ðàáîòà
ïðîâîäèòñÿ âïåðâûå
è íàõîäèòñÿ íà
ñòàäèè ëàáîðàòîðíûõ
èññëåäîâàíèé,
à òàê æå ÿâëÿåòñÿ
òåîðåòè÷åñêîé
ÍÈÐ. Ïîñêîëüêó
â ïîñëåäíèå ãîäû
ìèêðîýëåêòðîíèêà
øàãíóëà äàëåêî
âïåð¸ä, ñòàëî âîçìîæíûì
èçãîòîâëåíèå
íîâîãî êëàññà
ñïóòíèêîâ - íàíîñïóòíèêîâ.
Íàíîñïóòíèêè
ýòî àïïàðàòû
âåñîì 1-10 êã, ñ êîðîòêèì
ñðîêîì àêòèâíîãî
ñóùåñòâîâàíèÿ
íà îðáèòå. Ïîñêîëüêó
àïïàðàòàì òðåáóåòñÿ
ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà
îðèåíòàöèè, à
ðàáîòû â äàííîé
îáëàñòè íå ïðîâîäèëèñü,
öåëüþ äàííîé ðàáîòû
ÿâëÿåòñÿ âûáîð
ìàòåðèàëîâ è
êîíñòðóêöèè
ìàãíèòíîé êàòóøêè
óïðàâëåíèÿ íàíîñïóòíèêîì.
Íåîáõîäèìîñòü
ïîäîáíîé ðàáîòû
ñâÿçàíà ñ òåì,
÷òî òðåáóåòñÿ
ðåøèòü òðè îñíîâíûå
çàäà÷è:
- Óìåíüøåíèå
âåñà è ãàáàðèòîâ
ñâÿçàíî ñ òåì,
÷òî ñòîèìîñòü
âûâîäà íà îðáèòó
1 êã ïîëåçíîãî
ãðóçà îñòà¸òñÿ
î÷åíü âûñîêà,
(Ñîþç-ÒÌÀ 10 òûñ.
äîëë. ÑØÀ; Ïðîòîí
5òûñ. äîëë. ÑØÀ) ïîýòîìó
öåëåñîîáðàçíî
ìàêñèìàëüíî
óìåíüøèòü âåñ
ñïóòíèêà. Óìåíüøåíèå
âåñà, òàê æå óïðîùàåò
óïðàâëåíèå ñïóòíèêîì.
Ýíåðãîïîòðåáëåíèå.
Ïîñêîëüêó íàíîñïóòíèê
îáëàäàåò ìàëîé
ìàññîé, ðàçìåð
ÀÊÁ è åãî ¸ìêîñòü
òîæå íå âåëèêà.
 òàêîì ñëó÷àå
äåôèöèò ýëåêòðîïèòàíèÿ
ìîæåò ïðèâåñòè
ê ïîëíîé ïîòåðå
ñïóòíèêà, ñëåäîâàòåëüíî,
íóæíî ìàêñèìàëüíî
ýôôåêòèâíî èñïîëüçîâàòü
ýëåêòðîïèòàíèå.
Êîìïåíñàöèÿ
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè
ñåðäå÷íèêà, ÿâëÿåòñÿ
îäíîé èç îñíîâíûõ
çàäà÷. Ïðèìåíåíèå
ñåðäå÷íèêà ñèëüíî
óâåëè÷èâàåò
ìàãíèòíûé ìîìåíò
êàòóøêè, óìåíüøàåò
å¸ ãàáàðèòû è
ìàññó, íî ïîÿâëÿåòñÿ
îäèí íå áëàãîïðèÿòíûé
ôàêòîð, ýòî åãî
îñòàòî÷íàÿ íàìàãíè÷åííîñòü,
êîòîðûé ìîæåò
ñáèòü ñïóòíèê
ñ çàäàííîé îðáèòû.
Ñëåäîâàòåëüíî,
íàäî ðàçðàáîòàòü
íåñêîëüêî âàðèàíòîâ
åãî êîìïåíñàöèè.
Çàäà÷è ðåøàþòñÿ
ïóò¸ì âûáîðà
ìàòåðèàëîâ ñåðäå÷íèêà
è îáìîòêè, ãåîìåòðèè,
êîíñòðóêòèâíîãî
èñïîëíåíèÿ êàòóøêè
è å¸ ñïîñîáà âêëþ÷åíèÿ
è óñòàíîâêè.
.2 Ñìåòíàÿ ñòîèìîñòü
ïðîâåäåíèÿ èññëåäîâàíèÿ
.2.1 Ðàñ÷åò çàòðàò
íà ìàòåðèàëû
Çàòðàòû íà ìàòåðèàëû,
ñûðüå, ïîêóïíûå
êîìïëåêòóþùèå
èçäåëèÿ è ïîëóôàáðèêàòû
îïðåäåëÿþòñÿ
èñõîäÿ èç êîëè÷åñòâà
èçðàñõîäîâàííûõ
íà èññëåäîâàíèå
ðåñóðñîâ â íàòóðàëüíîì
âûðàæåíèè, öåí
ðåñóðñîâ, êîëè÷åñòâà
âîçâðàòíûõ ìàòåðèàëîâ,
èõ öåí è òðàíñïîðòíî-çàãîòîâèòåëüíûõ
ðàñõîäîâ (ïîðÿäêà
10% îò ñòîèìîñòè
ìàòåðèàëîâ).
Òàáëèöà 18 - Ìàòåðèàëüíûå
çàòðàòû íà âûïîëíåíèå
ÍÈÐ
6.2.2 Ðàñ÷åò çàòðàò
íà çàðàáîòíóþ
ïëàòó èñïîëíèòåëåé
äèïëîìíîé ÍÈÐ
è åäèíîãî ñîöèàëüíîãî
íàëîãà
Çàðàáîòíàÿ
ïëàòà ðóêîâîäèòåëÿ
ðàáîòû è êîíñóëüòàíòîâ
ïî ðàçäåëàì ðàññ÷èòûâàåòñÿ
èñõîäÿ èç ñòîèìîñòè
îäíîãî ó÷åáíîãî
÷àñà è êîëè÷åñòâà
÷àñîâ, çàòðà÷åííûõ
ïðåïîäàâàòåëÿìè
íà ðóêîâîäñòâî
è êîíñóëüòàöèè:
ÇÏ = f÷àñt, (64)
ãäå: f÷àñ
- ÷àñîâàÿ
ñòàâêà ðóêîâîäèòåëÿ
ðàáîòû èëè êîíñóëüòàíòà,
ðóá./÷;
Çàòðàòû äðóãèõ
èñïîëíèòåëåé
òåìû îïðåäåëÿåòñÿ
èç ôàêòè÷åñêè
çàòðà÷åííîãî
âðåìåíè. ÅÑÍ -
26% îò îñíîâíîé
çàðàáîòíîé ïëàòû.
Òàáëèöà 19 - Çàòðàòû
íà îïëàòó òðóäà
èñïîëíèòåëåé
ÍÈÐ
6.2.3 Ðàñ÷åò ýíåðãåòè÷åñêèõ
çàòðàò
Ñîñòàâèì òàáëèöó
ñ ïåðå÷íåì îáîðóäîâàíèÿ
è åãî ìîùíîñòüþ,
âñ¸ ïðèìåí¸ííîå
îáîðóäîâàíèå
ìàëîìîùíîå. Äëÿ
óäîáñòâà ðàáîòû
à òàêæå äëÿ óìåíüøåíèÿ
ýíåðãåòè÷åñêèõ
çàòðàò âìåñòî
ñòàöèîíàðíîãî
ÏÊ â ÍÈÐ ïðèìåí¸í
íîóòáóê. Ïîäñ÷èòàåì
âðåìÿ èñïîëüçîâàíèÿ
îáîðóäîâàíèÿ:
8-ìè ÷àñîâîé ðàáî÷èé
äåíü äåëèòñÿ íà
2 ÷àñòè, 4 ÷àñà íà
òåîðåòè÷åñêèå
ðàñ÷åòû è 4 ÷àñà
íà ýêñïåðèìåíòû,
ïîìíîæèì íà ÷èñëî
äíåé ïîëó÷èì
400.
Òàáëèöà 20 - Çàòðàòû
íà ýëåêòðîýíåðãèþ
Ðàñõîä ýëåêòðîýíåðãèè
îïðåäåëÿåòñÿ
ïî ïàñïîðòàì ýëåêòðîïðèáîðîâ.
Çàòðàòû íà ýëåêòðîýíåðãèþ
ðàññ÷èòûâàþòñÿ
ïî ôîðìóëå:
Çý = ΣPitiÖ , (65)
ãäå: Pi - ìîùíîñòü ýëåêòðîïðèáîðà
ïî ïàñïîðòó, êÂò;
ti - âðåìÿ èñïîëüçîâàíèÿ
ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ
ïðè âûïîëíåíèè
äèïëîìíîé ðàáîòû,
÷;
Ö - öåíà çà 1 êÂò*÷,
ðóá.
Òàê êàê â ðàáîòå
íåò íàäîáíîñòè
èññëåäîâàòü
òåìïåðàòóðíûå
õàðàêòåðèñòèêè
ìàòåðèàëîâ, â
ïåðå÷íå îáîðóäîâàíèÿ
íåò âûñîêîìîùíûõ
íàãðåâàòåëåé,
ðåçóëüòàòå, ïîëó÷àþòñÿ
äîñòàòî÷íî íèçêèå
ðàñõîäû íà ýëåêòðîýíåðãèþ.
.2.4 Ðàñ÷åò çàòðàò,
ñâÿçàííûõ ñ èñïîëüçîâàíèåì
îáîðóäîâàíèÿ
è ïðèáîðîâ
Ñîñòàâèì ñâîäíóþ
òàáëèöó ñ ïðèìåí¸ííûì
îáîðóäîâàíèåì
è åãî ñòîèìîñòüþ.
Òàáëèöà 21 - Àìîðòèçàöèîííûå
îò÷èñëåíèÿ
Ýòè çàòðàòû
îïðåäåëÿþòñÿ
â âèäå àìîðòèçàöèè
ïî ôîðìóëå:
Çàì = Êîá · Hàì · Òîá
/ (365 · 100) , (66)
ãäå: Kîá
- ñòîèìîñòü åäèíèöû
îáîðóäîâàíèÿ
èëè ïðèáîðà, ðóá.;
Íàì - íîðìà
àìîðòèçàöèè
îáîðóäîâàíèÿ
èëè ïðèáîðà, %;
Òîá - âðåìÿ èñïîëüçîâàíèÿ
îáîðóäîâàíèÿ,
äíè.
6.2.5 Ðàñ÷åò íàêëàäíûõ
ðàñõîäîâ
Íàêëàäíûå ðàñõîäû
(íà óïðàâëåíèå,
ìàëîöåííûé è
áûñòðîèçíàøèâàþùèéñÿ
èíñòðóìåíò, ñîäåðæàíèå
ëàáîðàòîðèé,
áèáëèîòåê, îòîïëåíèå,
îñâåùåíèå, âîäó,
îáó÷åíèå ñòóäåíòîâ
è ò.ä.) îïðåäåëÿþòñÿ
èñõîäÿ èç óñòàíîâëåííîãî
äëÿ êàæäîãî êîíêðåòíîãî
ïðåäïðèÿòèÿ ïðîöåíòà
îò ñòîèìîñòè
ÍÈÐ èëè îò ñóììû
çàðàáîòíîé ïëàòû
èñïîëíèòåëåé
(áåç ÅÑÍ). Äëÿ ÌÈÑèÑ
ïðîöåíò íàêëàäíûõ
ðàñõîäîâ ñîñòàâëÿåò
20% îò ñòîèìîñòè
ÍÈÐ.
Ñòîèìîñòü íàêëàäíûõ
ðàñõîäîâ =
(1342+60792+434,36+1315,03) ·0,2 =12736,68.
6.2.6 Ðàñ÷åò ñóììàðíûõ
çàòðàò íà âûïîëíåíèå
ðàáîòû
Òàáëèöà 22 - Ñòîèìîñòü
ïðîâåäåíèÿ ÍÈÐ
|
Íàèìåíîâàíèå
çàòðàò
|
Ñóììà,
ðóá.
|
Äîëÿ â
îáùèõ çàòðàòàõ,
%
|
|
Çàòðàòû
íà ñûðüå, ìàòåðèàëû
è òðàíñïîðòíî-çàãîòîâèòåëüíûå
ðàñõîäû
|
1342
|
1,76
|
|
Çàðàáîòíàÿ
ïëàòà
|
60792
|
79,6
|
|
Ýíåðãåòè÷åñêèå
çàòðàòû
|
434,36
|
0,6
|
|
Àìîðòèçàöèîííûå
îò÷èñëåíèÿ
|
1315,03
|
1,47
|
|
Íàêëàäíûå
ðàñõîäû
|
12736,68
|
16,66
|
|
Èòîãî
|
76361,07
|
100
|
6.3 Îöåíêà ýôôåêòèâíîñòè
ðåçóëüòàòîâ âûïîëíåíèÿ
òåîðåòè÷åñêîé
èññëåäîâàòåëüñêîé
äèïëîìíîé ðàáîòû
 íàñòîÿùåå
âðåìÿ íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ
âîçìîæíûì äàòü
êîëè÷åñòâåííóþ
îöåíêó ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
ðåçóëüòàòîâ íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé
ðàáîòû (ÍÈÐ) â ñâÿçè
ñ îòñóòñòâèåì
íåîáõîäèìîé
èíôîðìàöèè. Ïîñêîëüêó
äàííàÿ ðàáîòà
ïðîâîäèòñÿ âïåðâûå
è íàõîäèòñÿ íà
ñòàäèè ëàáîðàòîðíûõ
èññëåäîâàíèé,
à òàê æå ÿâëÿåòñÿ
òåîðåòè÷åñêîé
ÍÈÐ.
À â äàííîì ñëó÷àå
îòñóòñòâèÿ íåîáõîäèìîé
èíôîðìàöèè ïî
êîëè÷åñòâåííîé
îöåíêå ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
ðåçóëüòàòîâ òåîðåòè÷åñêîé
ðàáîòû ïðîèçâîäèòñÿ
êà÷åñòâåííàÿ
îöåíêà íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
ýòèõ ðåçóëüòàòîâ.
Îíà íîñèò ýêñïåðòíî-âåðîÿòíîñòíîé
õàðàêòåð è ìîæåò
áûòü ïðîèçâåäåíà
ìåòîäàìè ýêñïåðòíûõ
îöåíîê, ê ïðèìåðó,
ïîñðåäñòâîì àïðèîðíîãî
ðàíæèðîâàíèÿ
îöåíîê ýêñïåðòîâ
ìåòîäîì ðàíãîâûõ
êîððåëÿöèé.
Ïðèíöèïû ìåòîäà
ðàíãîâûõ êîððåëÿöèé,
ïðèìåðû åãî ïðàêòè÷åñêîãî
èñïîëüçîâàíèÿ
â îòðàñëè äëÿ ðàçðàáîòêè
ýêîíîìèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ
ìîäåëåé òðóäîåìêîñòè
ïðîâåäåíèÿ ÍÈÐ,
à òàêæå ôîíäîåìêîñòè
èçãîòîâëåíèÿ
ïðîäóêöèè õîðîøî
èçâåñòíû.
Äëÿ ïðîâåäåíèÿ
ýêñïåðòíîé îöåíêè
ìîæíî èñïîëüçîâàòü
ïðåäñòàâëåííûå
â òàáëèöå 23 äåâÿòü
îñíîâíûõ ôàêòîðîâ,
õàðàêòåðèçóþùèõ
íàó÷íî-òåõíè÷åñêóþ
è ýêîíîìè÷åñêóþ
ýôôåêòèâíîñòü
òåîðåòè÷åñêèõ
ðàáîò. Ôàêòîðû
èìåþò ðàçíûå
çíàêè âêëþ÷åíèÿ
â ðåçóëüòèðóþùèé
ïîêàçàòåëü ýôôåêòèâíîñòè,
à òàêæå ñîîòâåòñòâóþùèå
êîððåêòèðîâî÷íûå
êîýôôèöèåíòû.
Ðàçëè÷èå çíàêîâ
îòðàæàåò âëèÿíèå
òîãî èëè èíîãî
ôàêòîðà íà ðåçóëüòèðóþùèé
ïîêàçàòåëü ýôôåêòèâíîñòè:
çíàê "ïëþñ" õàðàêòåðèçóåò
ïîëîæèòåëüíîå
âëèÿíèå, çíàê
"ìèíóñ" - îòðèöàòåëüíîå.
Êîððåêòèðîâî÷íûå
êîýôôèöèåíòû
õàðàêòåðèçóþò
çíà÷èìîñòü ðàññìàòðèâàåìûõ
ôàêòîðîâ ñ òî÷êè
çðåíèÿ êîìïëåêñíîé
îöåíêè íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé
è ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
ðàáîò. Êîððåêòèðîâî÷íûå
êîýôôèöèåíòû
ÿâëÿþòñÿ ñâîåîáðàçíûìè
"ðàíãàìè", èõ
çíà÷åíèÿ ïðèíÿòû
îò 1,0 äî 1,4.
Òàáëèöà 23 - Îñíîâíûå
ôàêòîðû, õàðàêòåðèçóþùèå
íàó÷íî-òåõíè÷åñêóþ
è ýêîíîìè÷åñêóþ
ýôôåêòèâíîñòü
òåîðåòè÷åñêèõ
ðàáîò
 òàáëèöå 24 ïðåäñòàâëåíà
ðàñøèôðîâêà ôàêòîðîâ
ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè
âíóòðèôàêòîðíûìè
ðàíãàìè. Ñòðóêòóðà
ðàíãîâ êàæäîãî
ôàêòîðà ïîñòðîåíà
ïî ïðÿìîé (â îòëè÷èå
îò îáðàòíîé) ïÿòèáàëëüíîé
ñèñòåìå: ÷åì
âûøå, ïî ìíåíèþ
ýêñïåðòà õàðàêòåðèñòèêà
óðîâíÿ ðàññìàòðèâàåìîãî
ôàêòîðà ïðèìåíèòåëüíî
ê äàííîé ðàáîòå,
òåì áîëüøå çíà÷åíèå
âíóòðèôàêòîðíîãî
ðàíãà ýòîé ðàáîòà
(îò 1 äî 5).
Èñïîëüçîâàíèå
ïðè ïðîâåäåíèè
êîëëåêòèâíîé
ýêñïåðòíîé îöåíêè
"äâîéíûõ ðàíãîâ"
(ò.å. âíóòðèôàêòîðíûõ
è ìåæôàêòîðíûõ),
à òàêæå ðàçëè÷íûõ
çíàêîâ âëèÿíèÿ
è ñðàâíèòåëüíî
áîëüøîãî êîëè÷åñòâà
îñíîâíûõ ôàêòîðîâ
ïîçâîëÿåò, ïî íàøåìó
ìíåíèþ, äîáèòüñÿ
áîëüøåé ñòåïåíè
âåðîÿòíîñòè
äîñòîâåðíîé îöåíêè
ðåçóëüòèðóþùåé
íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé
è ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
ðàáîò. Åñòåñòâåííî,
ñàìè âåëè÷èíû
íàçâàííûõ ýëåìåíòîâ
ñèñòåìû êîëëåêòèâíîé
ýêñïåðòíîé îöåíêè
ïî ìåðå ïðèîáðåòåíèÿ
îïûòà è äîïîëíèòåëüíîé
èíôîðìàöèè ìîãóò
óòî÷íÿòüñÿ è
ñîâåðøåíñòâîâàòüñÿ.
Òàáëèöà 24 - Ïðèìåí¸ííûå
ôàêòîðû, è èõ ðàíãè
Âûáðàííûå ïîäõîäÿùèå
ôàêòîðû ïîäñòàâèì
â ôîðìóëó.
Âåëè÷èíà ðåçóëüòèðóþùåé
êîìïëåêñíîé
áàëëüíîé îöåíêè
íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé
è ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
òåîðåòè÷åñêèõ
ðàáîò îïðåäåëÿåòñÿ
ïî ôîðìóëå:
(67)
ãäå: Ýi-äèôôåðåíöèðîâàííàÿ
îöåíêà íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé
è ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
òåîðåòè÷åñêîé
ðàáîòû ïî õàðàêòåðèçóþùåìó
åå i-ìó îñíîâíîìó
ôàêòîðó, áàëëû
(Ý = 1…5; çíàêè âëèÿíèÿ
ôàêòîðîâ íà Ýò:
+ èëè -);
Êi - êîððåêòèðîâî÷íîé
êîýôôèöèåíò
ýôôåêòèâíîñòè
i-ãî ôàêòîðà,
ó÷èòûâàþùèé
ñòåïåíü âëèÿíèÿ
ýòîãî ôàêòîðà
íà ðåçóëüòèðóþùèé
ïîêàçàòåëü ýôôåêòèâíîñòè
Ýò (Êi = 1,0…1,4);
n - ÷èñëî ó÷èòûâàåìûõ
îñíîâíûõ i-õ ôàêòîðîâ, õàðàêòåðèçóþùèõ
ðàññìàòðèâàåìóþ
ýôôåêòèâíîñòü
Ýò (n = 9).
Ñ ó÷åòîì çíàêîâ
âëèÿíèÿ ôàêòîðîâ
íà Ýò çíà÷åíèé
êîýôôèöèåíòîâ
Êi è
êîëè÷åñòâà îñíîâíûõ
ôàêòîðîâ ôîðìóëó
(4.57) ìîæíî ïðåäñòàâèòü
â ðàçâåðíóòîì
âèäå:
(68)
ãäå: çíà÷åíèÿ
ðàíãîâ (êîëè÷åñòâî
áàëëîâ) Ý1, ..., Ý9
îïðåäåëÿþòñÿ
ïî äàííûì òàáëèöû
24:
;
.
Íà îñíîâå ïîëó÷åííûõ
çíà÷åíèé Ýò
îïðåäåëÿþòñÿ
ñîîòâåòñòâóþùèå
óðîâíè íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé
è ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
òåîðåòè÷åñêèõ
ðàáîò. Ðåêîìåíäóåòñÿ
÷åòûðå óðîâíÿ
ýôôåêòèâíîñòè:
íèçêàÿ, ñðåäíÿÿ,
âûñîêàÿ, î÷åíü
âûñîêàÿ. Óðîâíè
ïðåäñòàâëåíû
â òàáëèöå 25
Òàáëèöà 25 - Óðîâíè
áàëëüíîé îöåíêè
íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé
è ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
òåîðåòè÷åñêèõ
ðàáîò
Ðàáîòà ñ÷èòàåòñÿ
ñîîòâåòñòâóþùåé
ïðåäúÿâëåííûì
òðåáîâàíèÿì
â òîì ñëó÷àå, êîãäà
âåëè÷èíà åå ðåçóëüòèðóþùåé
ýôôåêòèâíîñòè
Ýò ÿâëÿåòñÿ
ïîëîæèòåëüíîé
(Ýò > 0). Åñëè çíà÷åíèå
Ýò ≤ 0, òî òàêàÿ
ðàáîòà áóäåò
èìåòü íèçêóþ
ýôôåêòèâíîñòü
è, ñëåäîâàòåëüíî,
åå ïðîâåäåíèå
íåöåëåñîîáðàçíî.
Áîëüøèíñòâî
òåîðåòè÷åñêèõ
ðàáîò, ïðîâîäèìûõ
â îòðàñëÿõ ÍÈÈ
è ÊÁ, èìåþò ñðåäíþþ
ýôôåêòèâíîñòü
(çíà÷åíèÿ Ýò
îò 0,001 äî 1,99).
Äàííàÿ ðàáîòà
îòíîñèòñÿ ê âûñîêî
ýôôåêòèâíîé
ñî çíà÷åíèåì
îöåíêè íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé
è ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
+2,11
.4 Âûâîäû ïî ýêîíîìè÷åñêîé
÷àñòè
Ïðîâåä¸ííûå
èññëåäîâàíèÿ
ïîêàçàëè, ÷òî
ýòà äèïëîìíàÿ
ðàáîòà ÿâëÿåòñÿ
ýêîíîìè÷åñêè
öåëåñîîáðàçíîé
è àêòóàëüíîé.
Ðåçóëüòàòû ðàáîòû
ïîêàçàëè, ÷òî
ïóò¸ì îïòèìàëüíîãî
âûáîðà ìàòåðèàëîâ
è êîíñòðóêöèè
âîçìîæíî èçãîòîâèòü
ìàãíèòíóþ êàòóøêó
óäîâëåòâîðÿþùóþ
âñåì çàäàííûì
ïàðàìåòðàì òåõíè÷åñêîãî
çàäàíèÿ.
Çàòðàòû íà ïðîâåäåíèÿ
äèïëîìíîé ðàáîòû
ñîñòàâèëè: 76361,07 ðóá.
Ðàññ÷èòàííàÿ
ñìåòà çàòðàò
òàáëèöà 22 ïîêàçûâàåò,
÷òî îñíîâíîé
ñòàòü¸é çàòðàò
ÿâëÿåòñÿ çàðàáîòàííàÿ
ïëàòà - 60792 ðóáëåé,
÷òî ñîñòàâëÿåò
79,6 % îò îáùåé ñóììû
çàòðàò íà ïðîâåäåíèå
äèïëîìíîé ðàáîòû,
ýòî ãîâîðèò î
çíà÷èòåëüíûõ
ðàñõîäàõ íà îïëàòó
òðóäà. Ïîäîáíîå
ðàñïðåäåëåíèå
çàòðàò ìîæíî
îáúÿñíèòü òåì,
÷òî äàííàÿ èññëåäîâàòåëüñêàÿ
ðàáîòà ÿâëÿåòñÿ
î÷åíü òðóäî¸ìêîé,
ýòî è îáúÿñíÿåò
áîëüøèå çàòðàòû
íà çàðàáîòíóþ
ïëàòó.
Áûëà ïðîâåäåíà
êà÷åñòâåííàÿ
íàó÷íî-òåõíè÷åñêàÿ
îöåíêà ýôôåêòèâíîñòè
äàííîé ÍÈÐ. Äëÿ
îöåíêè ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
áûë âûáðàí ìåòîä
áàëüíîé îöåíêè
òåîðåòè÷åñêîé
ðàáîòû. Â ðåçóëüòàòå
ýêîíîìè÷åñêàÿ
ýôôåêòèâíîñòü
ðàññ÷èòàííàÿ
äàííûì ìåòîäîì
ñîñòàâèëà +2,11.
Òàêèì îáðàçîì,
ìîæíî ñêàçàòü,
÷òî äàííàÿ íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêàÿ
ðàáîòà â öåëîì
ýôôåêòèâíà, òàê
êàê â õîäå èññëåäîâàíèÿ
áûëè äîñòèãíóòû
âñå îæèäàåìûå
ðåçóëüòàòû êàê
ñ èññëåäîâàòåëüñêîé
òàê è ñ ýêîíîìè÷åñêîé
òî÷êè çðåíèÿ.
Çàêëþ÷åíèå
è âûâîäû
 äàííîé ðàáîòå
áûë ïðîâåä¸í îáçîð
ëèòåðàòóðû ïî
èíòåðåñóþùèì
ìàòåðèàëàì, ðåçóëüòàòå
àíàëèçà êîòîðûõ
áûë ïðîâåä¸í âûáîð
ìàòåðèàëîâ ñåðäå÷íèêà
è îáìîòêè êàòóøêè.
 ðàñ÷¸òíîé ÷àñòè
ðàáîòû ïðîâåä¸í
ðàñ÷¸ò ïàðàìåòðîâ
ìàãíèòíûõ êàòóøåê,
êîòîðûé äàë òðåáóåìûé
ðåçóëüòàò â ñî÷åòàíèè
ñ âûáðàííûìè
ìàòåðèàëàìè.
Ïðîâåä¸ííûé îáçîð
ìåòîäîâ êîìïåíñàöèè
îñòàòî÷íîé íàìàãíè÷åííîñòè
è èõ ýôôåêòèâíîñòè,
áûë ýêñïåðèìåíòàëüíî
ïðîâåðåí â ýêñïåðèìåíòàëüíîé
÷åñòè ðàáîòû.
 ðàçäåëå áåçîïàñíîñòè
æèçíåäåÿòåëüíîñòè
â êà÷åñòâå ñïåöèàëüíîé
ðàçðàáîòêè áûëà
ïðîâåäåíà ðàçðàáîòêà
çàùèòíîãî çàçåìëåíèÿ.
À â ýêîíîìè÷åñêîé
÷àñòè ñîñòàâëåíà
ñìåòà çàòðàò
íà ïðîâåäåíèå
äàííîé ðàáîòû.
Ñïèñîê
èñïîëüçîâàííûõ
èñòî÷íèêîâ
ìàãíèòíûé
íàíîñïóòíèê
ñåðäå÷íèê ñîïðîòèâëåíèå
1 Ïàññèâíàÿ
ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà
îðèåíòàöèè ïåðâîãî
ðîññèéñêîãî
íàíîñïóòíèêà
ÒÍÑ-0/ Í.Â.Êóïðèÿíîâà,
Ì.Þ.Îâ÷èííèêîâ,
Â.È. Ïåíüêîâ, À.Ñ.
Ñåëèâàíîâ; Ïðåïðèíò
ÈÏÌ èì.Ì.Â.Êåëäûøà.
- 2005. - ¹46.
Àíàëèç âðàùàòåëüíîãî
äâèæåíèÿ ïåðâîãî
ðîññèéñêîãî
íàíîñïóòíèêà
ÒÍÑ-0 ïî ðåçóëüòàòàì
ë¸òíûõ èñïûòàíèé/
À.À.Èëüèí, Í.Â.Êóïðèÿíîâà,
Ì.Þ.Îâ÷èííèêîâ,
Â.È. Ïåíüêîâ, À.Ñ.
Ñåëèâàíîâ; Ïðåïðèíò
ÈÏÌ èì.Ì.Â.Êåëäûøà.
- 2006. - ¹18.
Ðàñ÷¸ò òîêîâûõ
êàòóøåê äëÿ óïðàâëåíèÿ
ìàêåòîì ñïóòíèêà
â ëàáîðàòîðíûõ
óñëîâèÿõ È.Å.Çàðàìåíñêèõ,
Ì.Þ.Îâ÷èííèêîâ;
Ïðåïðèíò ÈÏÌ èì.Ì.Â.Êåëäûøà.
- 2005. - ¹93.
Â.È. ×å÷åðíèêîâ,
Ìàãíèòíûå èçìåðåíèÿ.
- Ìîñêâà, 1969.
Å.Ñ.Áîðîâèê,
Â.Â.Åðåìåíêî, À.Ñ.Ìèëüíåð,
Ëåêöèè ïî ìàãíåòèçìó,
3-å èçäàíèå. - Ìîñêâà,
2005.
6 Ìåòðîëîãè÷åñêîå
îáåñïå÷åíèå
áåçîïàñíîñòè
òðóäà/ Ïîä ðåä. È.
Õ. Ñîëîãÿíà. - Ì.:
Èçä-âî ñòàíäàðòîâ,
1989.
Áåçîïàñíîñòü
æèçíåäåÿòåëüíîñòè
â ìåòàëëóðãèè:
Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ
/ Ë. Ñ. Ñòðèæêî, Å.
Ï. Ïîòîöêèé, È. Â.
Áàáàéöåâ è äð.;
Ïîä ðåä. Ë. Ñ. Ñòðèæêî.
- Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ,
1996.
Áåçîïàñíîñòü
òðóäà íà ïðîèçâîäñòâå.
Çàùèòíûå óñòðîéñòâà:
Ñïðàâî÷íîå ïîñîáèå
/ Êîëë. àâò.; Ïîä ðåä.
Á.Ì. Çëîáèíñêîãî. - Ì.:
Ìåòàëëóðãèÿ,
1971.
ÑÍèÏ
2.01.02-85. Ïðîòèâîïîæàðíûå
íîðìû/ Ãîññòðîé
ÑÑÑÐ. - Ì.: ÖÈÒÏ Ãîññòðîÿ
ÑÑÑÐ, 1986.
10 ÑÍèÏ
2.04.05-91. Îòîïëåíèå, âåíòèëÿöèÿ
è êîíäèöèîíèðîâàíèå/
Ãîññòðîé ÑÑÑÐ. - Ì.:
ÃÓÏ ÖÏÏ, 1999.
11 ÑÍèÏ
23-05-95. Åñòåñòâåííîå
è èñêóññòâåííîå
îñâåùåíèå/Ìèíñòðîé
Ðîññèè. - Ì.: ÃÏ ÖÏÏ,
1995.
12 ÃÎÑÒ
12.0.003-74. Ñèñòåìà ñòàíäàðòîâ
áåçîïàñíîñòè
òðóäà. Îïàñíûå
è âðåäíûå ïðîèçâîäñòâåííûå
ôàêòîðû. Êëàññèôèêàöèÿ.
- Ïåðåèçä.
Àâã. 2004 ñ èçì.1. - Ì.: Ñòàíäàðòèíôîðì,
2007.
13 ÃÎÑÒ
Ð 50587-93. Ïàñïîðò áåçîïàñíîñòè
âåùåñòâà (ìàòåðèàëà).
Îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ.
Èíôîðìàöèÿ ïî
îáåñïå÷åíèþ
áåçîïàñíîñòè
ïðè ïðîèçâîäñòâå,
ïðèìåíåíèè, õðàíåíèè,
òðàíñïîðòèðîâàíèè,
óòèëèçàöèè. - Ì.:
Èçä-âî ñòàíäàðòîâ,
1993.
ÃÎÑÒ
12.1.005-88. Ñèñòåìà ñòàíäàðòîâ
áåçîïàñíîñòè
òðóäà. Îáùèå ñàíèòàðíî-ãèãèåíè÷åñêèå
òðåáîâàíèÿ ê
âîçäóõó ðàáî÷åé
çîíû. - Ïåðåèçä. ßíâ.
2008 ñ èçì.1.. - Ì.: Ñòàíäàðòèíôîðì,
2008..
15 ÃÎÑÒ
12.1.044-89. ÑÑÁÒ. Ïîæàðîâçðûâîîïàñíîñòü
âåùåñòâ è ìàòåðèàëîâ.
Íîìåíêëàòóðà
ïîêàçàòåëåé
è ìåòîäû èõ îïðåäåëåíèÿ. - Ì.:
Èçä-âî ñòàíäàðòîâ,
1990.
ÃÎÑÒ
31311-2005. Ðàäèàòîðû îòîïèòåëüíûå
÷óãóííûå. Òåõíè÷åñêèå
óñëîâèÿ. - Ì.:
Ñòàíäàðòèíôîðì,
2005.
ÑÏ12.13130.2009.
Îïðåäåëåíèå êàòåãîðèé
ïîìåùåíèé, çäàíèé
è íàðóæíûõ óñòàíîâîê
ïî âçðûâîïîæàðíîé
è ïîæàðíîé îïàñíîñòè.
- Ìîñêâà, Ì×Ñ Ðîññèè,
2009.
18 Ýêîíîìèêà
è îðãàíèçàöèÿ
ïðîèçâîäñòâà/
Ë. À. Ô¸äîðîâ; Â. Â.
Ãîëóáöîâ; ó÷åáíîå
ïîñîáèå ÌÈÑèÑ.
- 2005.
Ýêîíîìèêà
è îðãàíèçàöèÿ
ïðîèçâîäñòâà/
Ì. Î. Âèõðîâà; ó÷åáíî-ìåòîäè÷åñêîå
ïîñîáèå ÌÈÑèÑ.
- 2006.
Îïðåäåëåíèå
ýêîíîìè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè
ÍÈÐ è ÎÊÐ/ ãèðåäìåò.
- 2003 ã.
21 ÃÎÑÒ 7262 - 05. Ïðîâîäà
ìåäíûå, èçîëèðîâàííûå
ëàêîì ÂË - 931. Òåõíè÷åñêèå
óñëîâèÿ. - Ì.: Ñòàíäàðòèíôîðì,
2005.
Ðàçìåùåíî
íà Allbest.ru