Выбор исходных данных для расчета зануления
В помещении по сборке и наладке цифровых приемопередатчиков используется электрооборудование, питающееся от сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Грунт, на котором построено здание, в котором расположено помещение для сборки и наладки изделия, является суглинком, с удельным сопротивлением: rизм=100 Ом·м, и находится оно в IV климатической зоне. Поэтому, коэффициент сезонности (y) при использовании для заземления вертикальных электродов длиной 2―3 м, при глубине заложения вершин 0,5―0,8 м, составляет 1,2―1,4 (выберем среднее значение y=1,3). С учётом коэффициента сезонности расчётное значение удельного сопротивления грунта составит:
rрасч=rизмy=100·1,3=130 Ом·м.
Для реализации заземления в рассматриваемом помещении выбрано искусственное заземление, выполненное по схеме выносного. В качестве выносных заземлителей используются вертикальные электроды, изготовленные из стальных некрашенных труб диаметром 50 мм и длиной 3 м. Для связи их между собой используется полосовая сталь сечением 5´15 мм², которая крепится к ним с помощью сварки. Количество электродов ― 5 шт, расстояние между ними ― 5 м, закопаны они в ряд в вертикальном положении, причём их верхние концы, соединённые стальной полосой, находятся на глубине 0,7 м.
1.15. Расчёт основных параметров зануления
Суммарная длина соединительной полосы определяется количеством электродов и расстоянием между ними и составляет:
L=5·5-5=20 м.
Её сопротивление растеканию тока вычисляется по формуле:
RП= , (4.1)
где L ― длина полосы, м; t ― глубина заложения полосы, м.
Подставив значения в формулу, получим
RП==12,1 Ом (4.2)
Сопротивление растекания тока одного заземляющего стержневого электрода определяется по формуле:
RC=, (4.3)
где l ― длина электрода, м; t―глубина заложения середины электрода от поверхности, м.
Подставив значения, получим:
RC==42,5 Ом.
Общее сопротивление заземляющего устройства при известных RП и RС, с учётом взаимного экранирования (hП и hС) и числа электродов (n), вычисляется по формуле:
RЗ= , (4.5)
где hП=0,84, hС=0,77, n=6 – коэффициенты взаимного экранирования.
Подставив значения, получим
RЗ = =7,3 Ом.
Определим ток короткого замыкания при пробое изоляции токоведущих частей измерительных приборов. Максимальная длинна проводников от распределительного щита до рабочего места — 25 м. Исходя из потребляемой всеми приборами в помещении мощности (3 кВт) выберем сечение проводников электропроводки 3 мм². Найдём сопротивление медного проводника сечением 2 мм² и длинной 50 м:
Rn==0,037 Ом.
При таком сопротивлении проводников ток короткого замыкания будет определяться внутренним сопротивлением распределительного трансформатора. Внутреннее сопротивление трансформатора мощностью 50 кВт — RВ=0,97 Ом. Тогда ток короткого замыкания:
IКЗ==234,5 А, (4.6)
где UСЕТИ — напряжение сети электропитания.
Площадь заземлителя можно вычислить по формуле:
S=p·Dln, (4.7)
где D ― диаметр электродов, м; l ―длина электродов, м; n ― количество электродов, шт.
Подставив все значения в (4.7), найдём, что площадь поверхности рассчитанного заземлителя составляет
S =3,14·0,05·3·5=2,3 м².
Произведём выбор сечения фазного, заземляющего, нейтрального и зануляющего проводов, чтобы не произошел их пережог в случае короткого замыкания.
В качестве зануляющего проводника от заземлителя до распределительного щита будем использовать стальную полосу сечением 5´15 мм². Все соединения произведены при помощи сварки. Для предотвращения коррозии под воздействием влаги внешней среды она должна быть покрыта слоем эмали. Долговременная максимальная токовая нагрузка этого проводника 1 кА.
В качестве зануляющего проводника от распределительного щита до рабочего места используется защитная труба электропроводки из стали внутренним диаметром 25 мм с толщиной стенки 2 мм, в которой необходимо провести 3 фазных провода и 1 провод нейтрали. Её токовая нагрузка также превышает 1 кА.
В качестве фазных проводов будем использовать одиночные провода типа ПВ1-провода с медной жилой сечением 3 мм² и поливинилхлоридной изоляцией (ГОСТ 6323-79). Эти провода рекомендуется применять для монтажа вторичных цепей, прокладки в трубах, пустотных каналах несгораемых строительных конструкций и для монтажа силовых и осветительных цепей в машинах и станках. Провода выпускаются промышленностью сечением от 0,5 до 95 мм². В качестве проводника нейтрали будем использовать этот же провод с тем же сечением.
Таким образом, в результате расчёта заземления установлены его параметры, а именно: вид электродов, их длина, количество и глубина заложения, суммарная длина соединительной полосы, общее сопротивление заземляющего устройства и его термическая устойчивость. Рассчитанное общее сопротивление заземляющего устройства составило 4,56 Ом, а согласно ПУЭ 7 оно не должно превышать 10 Ом при суммарной мощности трансформаторов 100 кВт и менее, т.о. устройство удовлетворяет требованиям существующих стандартов.
Выводы по разделу
В настоящем разделе были рассмотрены основные опасные и вредные воздействия, возникающие на стадиях монтажа и сборки радиоэлектронной аппаратуры. Рассмотрены характеристики выявленных опасных и вредных воздействий. Данное производственное помещение соответствует нормам и правилам безопасной работы. Шум и вибрация не превышают установленных норм. Микроклимат, созданный в помещении, не вносит дискомфорта и позволяет получить максимальную производительность труда. Производственное помещение мало подвержено возникновению пожаров и оборудовано средствами сигнализации и пожаротушения. Предложен ряд мер по улучшению условий труда работающих. В качестве одной из таких мер обеспечения электробезопасности предложено зануление и произведён его расчёт.Таким образом, можно сделать вывод, что производственное помещение удовлетворяет всем нормам и требованиям для обеспечения безопасной работы монтажников.
Заключение
По результатам выполнения дипломной работы можно сделать следующие выводы:
¾ выбрана шинная топология сети как наиболее оптимальная;
¾ в качестве протокола связи выбран CAN;
¾ для передачи данных выбрана амплитудная манипуляция с частотой несущей 433,92 МГц;
¾ использован сверхрегенеративный приемник;
¾ разработана структурная схема приемопередатчика;
¾ применена стабилизация частоты несущей на основе ПАВ резонатора, что обеспечило стабильность частоты 
;
¾ рассчитан рабочий режим автогенератора;
¾ рассчитаны и промоделированы параметры фильтра нижних частот для выделения огибающей;
¾ обеспечен гистерезис величиной 1 В в переходной характеристике порогового устройства обеспечивающий стабильную работу схемы;
¾ проанализированы условия труда в производственном помещении, где происходит процесс изготовления приемопередатчика;
¾ показано, что процесс производства будет безопасен как для работников, занятых производством, так и для окружающей среды;
¾ установлено, что производство разрабатываемого устройства, исходя из соображений безопасности, вполне целесообразно.
Таким образом, разработанный цифровой приемопередатчик полностью соответствует требованием технического задания. Цель выпускной квалификационной работы бакалавра достигнута.
БИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Сети передачи данных[Электронный ресурс] / Википедия. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Сети_передачи_ данных — 2.02.2015.
2. Wi-Fi [Электронный ресурс] / Википедия. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi — 7.02.2015.
3. Технологии беспроводной передачи данных[Электронный ресурс] http://www.wireless-e.ru/articles/bluetooth/2006_1_10.— 5.03.2015.
4. Сети ZigBee [Электронный ресурс] / Habrahabr. — http://habrahabr.ru/post/155037/ .— 7.03.2015.
5. Третьяков С.А., "Controller Area Network (CAN) — локальная сеть контроллеров."/ Электроника. — № 9, 1998, с. 65 — 68.
6. Введение в протокол CAN [Электронный ресурс] / Марафон.— http://can.marathon.ru/page/can-protocols/canbus/canintro— 10.03.2015.
7. Шина CAN [Электронный ресурс] / Catethysis.— http://catethysis.ru/can-bus/— 10.03.2015.
8. CAN-AIR/2 Wireless CAN-Bridge [Электронный ресурс] — https://esd.eu/en/products/can-air2 — 21.03.2015..
9. MCP2502X/5X CAN I/O Expander Family [Электронный ресурс] — http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21664D.pdf —30.03.2015.
10. Поляков В.Т. Техника радиоприёма / В.Т. Поляков. — М.: ДМК Пресс, 2001. — 256 с.
11. Радиоприёмник прямого усиления [Электронный ресурс] / Википедия. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Радиоприёмник_прямого_усиления — 2.04.2015.
12. Супергетеродинный радиоприёмник [Электронный ресурс] / Википедия. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Супергетеродинный_радиоприёмник — 6.04.2015.
13. Поляков В.Т. Приемники прямого преобразования / В.Т. Поляков. — М.: ДМК Пресс, 1981. — 256 с.
14. Регенеративный радиоприёмник [Электронный ресурс] / Википедия. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Регенеративный_радиоприёмник — 17.04.2015.
15. Белкин М.К. Сверхрегенераторы / М.К. Белкин. — М.: Радио и связь, 1983. — 248 с.
16. Шахгильдян В.В. Проектирования передатчиков / В.В. Шахгильдян. — М.: Радио и связь, 2000. — 656 с.
17. Генератор Хартли [Электронный ресурс] / Википедия. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Генератор_Хартли — 19.04.2015.
18. Генератор Колпитца [Электронный ресурс] / Википедия. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Генератор_Колпитца — 19.04.2015.
19. CAN Specification 2.0 [Электронный ресурс] http://www.kvaser.com/software/7330130980914/V1/can2spec.pdf — 29.04.2015.
20. BFR93 Datasheet [Электронный ресурс] https://www1.elfa.se/data1/
wwwroot/assets/datasheets/fj611025_e.pdf — 30.04.2015.
21. Альтшуллер Г.Б. Кварцевые генераторы / Г.Б. Альтшуллер — М.: Радио и связь, 1984. — 232 с.
22. NDR4002 SAW resonator [Электронный ресурс] http://www.datasheetarchive.com/dl/Datasheets-SL3/DSASL0049614.pdf — 10.05.2015.
23. MC33272 Datasheet [Электронный ресурс] http://www.intusoft.com/onsemipdfs/MC33272A-D.PDF — 1.05.2015.
24. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике/ под ред.
Р.Л. Добрушина и О.В. Лупанова). — М.: Изд. Иностр. Лит, 1963. — 667 с.
25. Гимпилевич Ю.Б. Сигналы и процессы в радиотехнике. — Ч. 1: учеб. пособие / Ю.Б. Гимпилевич. — Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2003. — 272 с.
26. Уткин Г.М. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ / Г.М. Уткин. — М. Советское радио, 1979. — 320 с.
27. Гимпилевич Ю.Б. Сигналы и процессы в радиотехнике. — Ч. 2: учеб. пособие / Ю.Б. Гимпилевич. — Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2013. — 149 с.
28. Хоровиц П. Искусство схемотехники/ У. Хилл.— М.: Мир, 1986. — 598 с.
29. Денисенко Г.Ф. Охрана труда: учеб. пособие для вузов / Г.Ф. Денисенко. — М.: Высш. шк., 1985. — 319 с.
30. Охрана труда в приборостроении: учеб. пособие для вузов / К. Н. Ткачук, А.В. Слонченко, А.Г. Степанов, Р.В. Сабарно; под ред. К.Н. Ткачука. — К.: Вища школа, 1980. — 192 с.
Приложение А
Структурная схема
Приложение Б
Схема электрическая принципиальная
Приложение В
Презентация