Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Центральная нервная система перерабатывает нервный импульс и передает его подобно исполнительной команде к рабочим органам: мышцам, железам, сосудам, которые могут находиться вне зоны прохождения тока.

Экспериментальные исследования показали, что человек начинает ощущать раздражающее действие переменного тока промышленной частоты силой 1,0—1,6 мА и постоянного тока, 5—7 мА [13]. Эти токи не представляют серьезной опасности для деятельности организма человека и, так как при такой силе тока возможно самостоятельное освобождение человека от контакта с токоведущими частями, то допустимо его длительное протекание через тело человека.

В тех случаях, когда раздражающее действие тока становится настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта, возникает опасность длительного протекания тока через тело человека. Длительное воздействие таких токов может привести к затруднению и нарушению дыхания. Для переменного тока промышленной частоты сила неотпускающего тока находится в пределах 6—20 мА и более. Постоянный ток не вызывает неотпускающего эффекта, а приводит к сильным болевым ощущениям, сила такого тока 15—80 мА и более.

При протекании тока в несколько сотых долей ампера возникает опасность нарушения работы сердца. Может возникнуть фибрилляция сердца, то есть беспорядочные, некоординированные сокращения волокон сердечной мышцы, при этом сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам, происходит остановка кровообращения. Фибрилляция длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная остановка сердца. Процесс фибрилляции сердца необратим, и сила тока, вызывающая его, является смертельной. Как показывают экспериментальные исследования, пороговые фибрилляционные токи зависят от массы организма, длительности протекания тока и его пути.

Рассмотренные реакции организма на действие электрического тока позволили установить три критерия электробезопасности и соответствующие им уровни безопасных для человека токов:

Неощутимый ток, который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного (не более 10 минут в сутки) протекания через тело человека при обслуживании электрооборудования. Для переменного тока частотой 50 Гц он составляет 0,3 мА, для постоянного 1 мА.

Отпускающий ток. Действие такого тока на человека допустимо, если длительность его протекания не превышает 30 с. Сила отпускающего тока: для переменного тока 6 мА, для постоянного 15 мА.

Фибрилляционный ток, не превосходящий пороговый фибрилляционный ток и действующий кратковременно.

По статистике электротравматизма в исходе поражения током большое значение имеет его путь. Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются сердце, легкие, головной и спинной мозг.

В практике обслуживания электроустановок ток, протекающий через тело человека, попавшего под напряжение, идет чаще всего по пути «рука — рука» или «рука — нога». Возможных путей тока в теле человека (петли тока) достаточно много, причем наибольшую опасность представляют петли, проходящие через область сердца. При протекании тока по пути «нога — нога» через сердце проходит 0,4 % общего тока, а по пути «рука — рука» 3,3%. Сила неотпускающего тока по пути «рука — рука» приблизительно в два раза меньше, чем по пути «рука — нога».

Исследования по определению влияния рода тока на опасность поражения человека показали, что переменный ток частотой 50 Гц является самым неблагоприятным. При увеличении частоты (выше 50 Гц) сила ощутимого и неотпускающего токов возрастает. Также растет сила этих токов при убывании частоты. Например, установлено, что сила фибрилляционного тока при 400 Гц примерно в 3,5 раза превышает ток при частоте 50 Гц, поэтому повышение частоты тока применяют как одну из мер повышения электробезопасности.

Меры безопасности для защиты от поражения электрическим током

Во избежание поражения электрическим током необходимо твердо знать и выполнять правила безопасного пользования электроэнергией.

Необходимо постоянно следить на своем рабочем месте за исправным состоянием электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, и заземления. При обнаружении неисправности немедленно обесточить электрооборудование, оповестить администрацию. Продолжение работы возможно только после устранения неисправности.

Во избежание повреждения изоляции проводов и возникновения коротких замыканий не разрешается:

• вешать что-либо на провода;

• закрашивать и белить шнуры и провода;

• закладывать провода и шнуры за газовые и водопроводные трубы, за батареи отопительной системы;

• выдергивать штепсельную вилку из розетки за шнур, усилие должно быть приложено к корпусу вилки.

Запрещается под напряжением очищать от пыли и загрязнения электрооборудование.

Запрещается проверять работоспособность электрооборудования в неприспособленных для эксплуатации помещениях с токопроводящими полами, сырых, не позволяющих заземлить доступные металлические части.

Ремонт электроаппаратуры производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований.

Недопустимо под напряжением проводить ремонт техники.

Во избежание поражения электрическим током, при пользовании электроприборами нельзя касаться одновременно каких-либо трубопроводов, батарей отопления, металлических конструкций, соединенных с землей.

При пользовании электроэнергией в сырых помещениях соблюдать особую осторожность.

При обнаружении оборвавшегося провода необходимо немедленно сообщить об этом администрации, принять меры по исключению контакта с ним людей. Прикосновение к проводу опасно для жизни.

Таким образом, при работе с установкой подшипникового двигателя необходимо соблюдать меры безопасности, не касаться токоведущих частей установки, соблюдать нормы освещенности, шума и вибрации, для безопасной эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основной задачей данной работы являлось изготовление стенда для исследования характеристик подшипникового двигателя, вращение которого основано на эффекте Губера, а также снятие статических и динамических характеристик данного двигателя, построение математической модели, математическое обоснование, с целью углубления понимания процессов в нём.

В результате исследования был собран стенд, на котором разместился сам двигатель, трансформатор, измерительные приборы, к подшипниковому двигателю соосно был прикреплен небольшой мотор постоянного тока, для получения генераторного эффекта. Кроме того, при помощи ДПТ возможно получение как положительного, так и отрицательного момента, относительно вращения подшипникового двигателя.

Также была разработана математическая модель двигателя, позволяющая точно смоделировать процесс пуска, разгона и анализировать установившийся режим подшипникового электродвигателя, получить необходимые статические и динамические характеристики двигателя, сравнить их с экспериментальными.

Кроме того, произведен расчет силы взаимодействия проводников с токами для данного конкретного примера: кольцо (подшипник) и рельс (вал двигателя). Упрощенный вид задачи помог в полярных координатах рассчитать силу Ампера, возникающую при протекании токов в спиралевидных колесах и рельсе.

Были проведены многократные испытания, но не все из них удалось корректно зафиксировать. К примеру, попытка снять механическую характеристику при помощи камеры (30 кадров/с) и измерителя статического момента выявила недостаток аппаратных средств. Камера не обеспечила необходимое разрешение для фиксирования угла поворота, вследствие чего допускались большие погрешности при регистрации угла поворота от времени, поэтому рассчитанное угловое ускорение имело большой разброс значений. Эту проблему могла бы решить камера с высокой частотой кадров.

На основании же полученных данных и проведенных исследований можно сделать вывод, что для обеспечения работы данного двигателя необходимо прежде всего организовать среду, в которой бы конвекционные процессы охлаждения проходили быстрее. Также необходимо уменьшать размеры двигателя, так как с уменьшением размеров наблюдается повышение коэффициента полезного действия.

Опираясь на ранее сделанные выводы из Австралийского центра биомедицинской инженерии о том, что перспектива применения данного эффекта возможна в МЭМС – технологиях [12], можно с уверенностью сказать, что причин опровергнуть эту гипотезу не нашлось.

Микромоторы - это очень маленькие устройства, размеры которых составляют миллиметры или меньше. Микродвигатели порядка мкм реализуются по технологии МЭМС. Важные приборы в биомедицине включают ультразвуковые зонды для кровеносных сосудов, микророботы, «микро таблетки» и нано-помпы. Другие области применения микромоторов включают привода для МОЭМС (микрооптоэлектромеханических систем) и небольшие переменные конденсаторы. Еще одним интересным свойством микродвигателей является то, что они могут получать питание от выпрямителей (механические колебания). МЭМС играют важную роль в нашей повседневной жизни, так как эти системы широко используются в оптике, связи и информационных системах, струйной технике, биотехнологиях и медицине, сканирующих зондовых микроскопах, автомобилях и аэрокосмической отрасли [12]. Есть ряд технических проблем с микродвигателями, в том числе необходимость не допускать «прилипания» шариков подшипника к оси подшипника и увеличения крутящего момента. Четкая геометрия микромотора, это, как правило, жестко соединенные с валом подшипники. Австралийскими учеными также были исследованы пьезоэлектрические, электростатические и электромагнитные эффекты, для получения электродвижущей силы для микромотора. Тем не менее, предлагается микромотор на основе эффекта Губера, так как это позволит открыть новый диапазон размеров моторов и, следовательно, возможности управления «прилипанием» подшипников. К настоящему времени нет статей о попытках использования эффекта Губера, и это связано с тем, что плохо понимается природа возникновения данного эффекта. Причина малого использования подшипниковых двигателей заключается в том, что большие моторы (а в отсутствии необходимых лабораторных условий невозможно создать микромоторы), которые используют эффект Губера, само разрушаются, заводская смазка подшипников стирается, появляется окалина, и, следовательно, такие двигатели никогда не были точно охарактеризованы. Микромоторы на эффекте Губера способны функционировать и на постоянном и на переменном токе, и это свойство может быть полезным в некоторых МЭМС технологиях.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Власьевский, С.В. Выпрямительные преобразователи силовой электроники электропривода : метод. пособие для курсового и дипломного проектирования / С.В. Власьевский. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2006. – 42 с. : ил.

2. Епифанов А.П., Малайчук Л.М., Гущинский А.Г. Электропривод: Учебник для вузов / Под ред. А.П. Епифанова. — СПб.: Издательство «Лань», 2009. – 192 с.

3. Поливанов К.М., Нетушил А.В., Татаринова Н.В. Электромеханический эффект Губера.// Электричество, 1973, №8. – с. 72-76.

4. Правила устройств электроустановок (ПУЭ), изд. 7, 2001 – 2004 г.г

5. Кузьмин В.В., Шпатенко В.С. О природе появления вращающего момента в двигателе Косырева – Мильроя. // Харьков: Вісник КДПУ імені Михайла Остроградського. Вып. 3/2008 (50), ч.1, с. 119-123.

6. Раннев Г.Г. Измерительные информационные системы : учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г. Г.Раннев. — М. : Издательский центр «Академия», 2010. — 336 с.

7. ВКР бакалавра Ходжиев Т.Г. НИР/ 2015.

8. Сильвесторов А.Н. О природе эффекта Губера // Электрические машины и аппараты. – Национальный технический университет Украины. – 2010г. - УДК 621.3.013.

9. Синельников Н.Н. Об эффекте Губера // Журнал технической физики. – 1993г. – том 63, вып. 11.

10. Хмельник С.И. Объяснение эффекта Губера.

11. P. Lauterbach, W. L. Soong, D. Abbott Investigation of small motors operating under the Huber effect.

12. Y. Shen, B. K. Tay, B. Thompson, W. L. Soong, B. R. Davis, D. Abbott Investigation of the Huber effect and its application to micromotors.

13. Безопасность труда электромонтера по обслуживанию электрооборудования/ Ю. Д. Сибикин.- М.-Берлин: Директ Медиа, 2014.

14. Интернет-магазин http://www.dns-shop.ru/catalog/3627/noutbuki/

15. Князев А.А. Эффект Губера // Газета «Физика». – 2009г. - №23.

16. Зиссер Я.О., Новикова Е.В. О возникновении вращающего момента в подшипниковых электродвигателях на эффекте Губера.- ДВГУПС. 2014. - УДК 621.313.291.

Характеристики

Список файлов ВКР