導(dǎo)語：如何才能寫好一篇微型電機，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】電機；轉(zhuǎn)速；Multisim

1.引言

電機的轉(zhuǎn)速是其運行時的一個重要參數(shù)，在很多控制系統(tǒng)中，都需要監(jiān)測電機的轉(zhuǎn)速。本設(shè)計采用紅外光電傳感器ST155作為光電檢測門，顯示部分運用74HC4511譯碼和驅(qū)動數(shù)碼管顯示，計數(shù)部分巧妙地運用了74LS290與邏輯門電路的連接分別實現(xiàn)了定時、計數(shù)和計數(shù)清零的功能，特別是定時和清零電路巧妙地運用了高低電平轉(zhuǎn)換對芯片工作狀態(tài)的影響，達到了自動計數(shù)和清零的功能。這一電路的運用，避免了使用鎖存芯片清零的麻煩，減少了大量數(shù)字芯片的浪費，同時簡化了電路，增強了自動性能。采用時鐘晶振芯片通過CD4060分頻產(chǎn)生標準的秒脈沖，大大減小了定時和計數(shù)誤差，提高了整個設(shè)計的精確度[1]。

為了滿足微型電機的測速要求，系統(tǒng)必須具備以下功能模塊：光電門檢測模塊、頻率發(fā)生模塊、轉(zhuǎn)速計數(shù)模塊。本方案通過光電門檢測模塊檢測電機在一秒內(nèi)轉(zhuǎn)動的次數(shù)，并向轉(zhuǎn)速計數(shù)模塊發(fā)正脈沖用以計數(shù)；由計時模塊產(chǎn)生時間控制電路，用以控制計數(shù)及停止的時間，設(shè)計1：9的時間比例（計數(shù)1秒測轉(zhuǎn)速，停留8秒用以讀數(shù)）及自動清零功能，增強了系統(tǒng)的自動控制能力；轉(zhuǎn)速計數(shù)模塊由計數(shù)部分和顯示部分組成，用以顯示電機轉(zhuǎn)速。方案設(shè)計框圖如圖1所示。

2.系統(tǒng)的組成與實現(xiàn)

2.1 光電門電路的設(shè)計實現(xiàn)

光電門電路的設(shè)計原理圖如圖2所示。

利用光電門電機轉(zhuǎn)速的信號拾取元件，在電機的轉(zhuǎn)軸上安裝一圓盤，在圓盤上挖一缺口，缺口上下分別對應(yīng)著光發(fā)射和光接受開關(guān)，圓盤轉(zhuǎn)動一圈即光電管導(dǎo)通一次，利用此信號做為計數(shù)脈沖。

D2、D3為組成光電門，當光電門之間有物體阻擋時，D3與Q2不導(dǎo)通，輸出低電平；當無物體阻擋時，D3與Q2導(dǎo)通，輸出高電平。脈沖由J1的2腳輸出。

2.2 計時模塊的設(shè)計實現(xiàn)

2.2.1 秒脈沖發(fā)生器

秒脈沖發(fā)生器的設(shè)計原理圖如圖3所示。

Y1為時鐘晶振，U1、U2為CD4060分頻器，它內(nèi)部含有14級的二進制串行計數(shù)器，可以進行214分頻，32768Hz諧振頻率經(jīng)過內(nèi)部14級計數(shù)器214=16372分頻后可以得到2Hz的精確頻率。現(xiàn)在所需要的1秒的時鐘，因此2Hz的脈沖需在經(jīng)過一個分頻電路就可以輸出準確1秒脈沖，故采用兩級芯片級聯(lián)，共同完成秒脈沖的分頻[2]。

2.2.2 定時部分和清零部分

如圖4所示，由分頻計分出的1Hz脈沖由74LS290的10腳輸入，控制74LS290每秒鐘計一次數(shù)。根據(jù)其真值表可知，當MR1和MR2有一個為低電平時，電路處于計數(shù)狀態(tài)。當MR1和MR2同時為高電平時，處于清零狀態(tài)。

圖中U6 MR及MS腳的接法滿足計數(shù)要求，此時電路工作于計數(shù)狀態(tài)，當計數(shù)到Q3Q2Q1Q0=1001時，通過U4和U5組成的與門將高電平信號輸入到下一級電路，根據(jù)電路設(shè)計，此高電平信號與光電測試電路發(fā)出的高電平相與，當兩者同為高電平時，才能使計數(shù)電路計數(shù)；當Q3Q2Q1Q0不等于1001時，此定時器輸出低電平，無法驅(qū)動計數(shù)電路計數(shù)，此時數(shù)據(jù)將在顯示模塊保持，用于讀數(shù)。

當Q3Q2Q1Q0再次等于1001時，再計數(shù)一秒。由此可知此定時器完成了1：9的定時，即計數(shù)1秒，停留8秒，此過程完全由設(shè)計電路的高低電平的轉(zhuǎn)換自動完成。

同時，在8、9腳連接與非門電路，實現(xiàn)在第8秒清零的功能。實現(xiàn)如下：為了避免競爭冒險造成的提前清零現(xiàn)象，由三極管Q1組成的電平選擇電路實現(xiàn)了非門的功能，即當Q3Q2Q1Q0=1000時，74LS290的9腳輸出低電平，三極管不導(dǎo)通，接VCC輸出高電平信號，與第8腳輸出的高電平信號經(jīng)過與門可輸出高電平信號，將此信號接入計數(shù)電路中74LS290芯片的MR腳，使其處于清零狀態(tài)，可將三個數(shù)碼管讀數(shù)全部同時清零，以便于下一次計數(shù)不受影響。

2.3 轉(zhuǎn)速計數(shù)模塊的設(shè)計實現(xiàn)

2.3.1 計數(shù)部分

本電路設(shè)計了三位十進制計數(shù)器，三個計數(shù)器工作原理完全相同，在此以其中一個為例分析。計數(shù)部分的原理實現(xiàn)如圖5所示：

由J2的2腳接入光電檢測部分輸入的電平，與定時部分輸入的電平信號同時決定技計數(shù)與否，當兩者同時為高電平時，進行計數(shù)。計數(shù)時，數(shù)值通過Q3Q2Q1Q0輸入譯碼器的ABCD腳，同時當Q3（即8腳）計數(shù)滿時，即計數(shù)到1001時，將8腳的高電平輸入到下一級計數(shù)器作為進位。

2.3.2 顯示部分

顯示部分的原理實現(xiàn)如圖6所示[3]：

計數(shù)器將計數(shù)值輸入ABCD，通過譯碼器譯碼可得8段數(shù)碼管的輸入信號。由4511的真值表可知，二進制數(shù)值可經(jīng)譯碼器譯碼在數(shù)碼管上顯示成十進制數(shù)。

3.系統(tǒng)的仿真

3.1 電路仿真

由Multisim軟件仿真本數(shù)字轉(zhuǎn)速儀[4]，圖中光電門檢測模塊所產(chǎn)生的脈沖由一脈沖發(fā)生計代替，設(shè)其頻率為400Hz。由于仿真軟件時間設(shè)置較慢，若用1Hz秒脈沖仿真，則每次要等待很長時間才能看到電路工作效果，故將其設(shè)為10Hz。這樣設(shè)置可以正確反映電路工作原理，不影響電路正常工作。

仿真電路見圖7。

3.2 波形仿真

由于原本設(shè)電機仿真頻率為400Hz，而秒脈沖為1Hz，這樣無法在邏輯分析儀中看到完整的波形，故為得到工作波形設(shè)秒脈沖發(fā)出100Hz的頻率，其他部分的工作原理由此可清楚地由仿真波形中看出。

由圖8可知，當定時信號為低時，計數(shù)信號也為低，即此時計數(shù)模塊保持上一周期所計數(shù)據(jù)，當定時信號為高時，計數(shù)模塊開始計數(shù)，此時計數(shù)頻率與電機轉(zhuǎn)動頻率相同；同時可知，秒脈沖每發(fā)出9個高電平，計數(shù)器計數(shù)1秒，故每個測量周期為10秒；另外，清零信號在第8秒跳轉(zhuǎn)，完成自動清零功能。

總之，由Multisim仿真可得到非常好的結(jié)果，并由此驗證的本次設(shè)計原理的正確性，同時可得出硬件電路原理圖，以實現(xiàn)實物的制作。

4.系統(tǒng)測試

4.1 測試方法及誤差分析

（1）用示波器測試晶振通過兩級CD4060分頻后是否產(chǎn)生秒脈沖，測試結(jié)果顯示可以產(chǎn)生穩(wěn)定標準的秒脈沖；

（2）用示波器測量光電門檢測模塊所發(fā)出的頻率，與計數(shù)部分顯示的數(shù)據(jù)比較，可知每秒鐘平均相差0.14轉(zhuǎn)，由此可得平均誤差為±（0.14*60）r/min，即±8.4r/min，達到了很好的精度。

4.2 測試結(jié)果

本轉(zhuǎn)速儀可以較為準確地測試直流電機的轉(zhuǎn)速，誤差范圍控制在-8.4r/min～+8.4r/min；并且實現(xiàn)了自動計數(shù)及自動清零的功能，控制靈活，定時、計數(shù)、清零的工作都由高低電平的轉(zhuǎn)換自動實現(xiàn)。

5.總結(jié)

本設(shè)計完全達到了實際所要求的技術(shù)范圍，并成功地實現(xiàn)于仿真軟件及硬件電路，達到了設(shè)計課題所要求的技術(shù)指標，誤差范圍控制在-6r/min～+6r/min，遠小于20r/min的題目要求。并且實現(xiàn)了自動計數(shù)及自動清零的功能，控制靈活，自動性能好。

總的來說，電路設(shè)計制作還是比較成功的，獲得了很多的經(jīng)驗：

（1）設(shè)計思路是實際制作的扎實基石

一個良好的設(shè)計思路，是電路的生命。寧愿在思路設(shè)計上多花上50%的時間，因為前期看似慢，實際上恰恰給后期的制作帶來很大的方便，效果往往是更節(jié)省了許多時間。

（2）電子制作慢工出細活

在制作過程中，馬虎不得，粗心不得，特別是電子類的設(shè)計制作更應(yīng)該如此。一步一步來，逐個調(diào)試，不可囫圇吞棗，不可貪圖方便。

（3）活學(xué)活用

理論知識永遠是基礎(chǔ)，而基礎(chǔ)正是你向高層次邁進的扎實階梯，沒有這個基礎(chǔ)，就無法實現(xiàn)技術(shù)上的騰飛。在實踐當中，靈活運用書本上所講的知識，萬變不離其宗，只有扎實掌握了核心的方法，才有可能做到活用巧用。

參考文獻

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[3]彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，1997.

[4]黃智偉.基于NI Multisim的電子電路計算機仿真設(shè)計與分析[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

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關(guān)鍵詞：微電網(wǎng) 分布式電源 特性

中圖分類號：U665.12 文獻標識碼：A 文章編號：

0 引言

微電網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性和多樣性的特點，由于開展研究的時間還不長，目前在理論和技術(shù)上還不夠成熟，需要進一步開展研究。本文探討了微電網(wǎng)中分布式電源的種類及特性，對于微電網(wǎng)工程的分布式電源設(shè)備選型提供了依據(jù)。

1 分布式發(fā)電及微電網(wǎng)

數(shù)十年來，電力系統(tǒng)主要依靠大型發(fā)電廠及超高壓長距離輸電線路，集中向中心供電，以滿足快速增長的電力需求。這種方式需要較長的工程建設(shè)時間，耗資巨大，消耗大量的一次能源，并且影響生態(tài)環(huán)境。另一方面，集中供電模式存在大停電的可能性，一旦發(fā)生會導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟損失，近年來國內(nèi)外的若干大停電事故證明了這一點。因此，利用風力、太陽能等清潔能源發(fā)電的分布式發(fā)電（Distributed Generation, DG）技術(shù)開始受到重視。分布式發(fā)電具有靈活、分散、小型、靠近用戶和合理使用清潔能源的特點，能夠減少輸電損耗、提高一次能源的利用率以及減少廢氣排放，具有很好的應(yīng)用前景。然而，大量分布式發(fā)電并網(wǎng)有可能造成電力系統(tǒng)對其不可控制的局面，并引發(fā)相應(yīng)的電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全穩(wěn)定性等諸多問題。

為了解決電力系統(tǒng)與分布式發(fā)電間聯(lián)網(wǎng)運行的相關(guān)問題，充分發(fā)揮分布式發(fā)電為電力系統(tǒng)用戶所帶來的技術(shù)經(jīng)濟效益，進一步提高電力運行的靈活性、可控性和經(jīng)濟性，以及更好地滿足電力用戶對電能質(zhì)量和供電可靠性的更高要求，微電網(wǎng)（Microgrid, MG）的概念應(yīng)運而生，并很快成為國內(nèi)外工程研究領(lǐng)域的最新前沿課題之一。與常規(guī)的分布式發(fā)電直接并網(wǎng)相比，微電網(wǎng)靈活、系統(tǒng)地將分布式電源與本地負荷組為一個整體，通過柔性控制可大大降低分布式電源并網(wǎng)運行對電力系統(tǒng)的影響。將分布式電源以微電網(wǎng)形式接入到電網(wǎng)中并網(wǎng)運行，與局部電網(wǎng)互為支撐，可提高分布式電源的利用率，有助于電網(wǎng)災(zāi)變時向重要負荷持續(xù)供電，避免間歇式電源對周圍用戶電能質(zhì)量的直接影響，有助于可再生能源的優(yōu)化利用。

2 微電網(wǎng)中分布式電源的種類及特點

以往的分布式電源有用戶緊急備用的小型柴油發(fā)電機、燃煤的自備電廠小發(fā)電機組等，由于技術(shù)性能差、效率低、影響環(huán)保，已逐漸被淘汰或取代。隨著科技的發(fā)展、設(shè)備性能的提高、環(huán)保意識的進步及能源政策的引導(dǎo)，分布式電源朝著多樣化、節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。目前在微電網(wǎng)中主要應(yīng)用的分布式電源包括：風力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、柴油發(fā)電機、微型燃氣輪機等。另外，燃料電池、生物質(zhì)發(fā)電裝置、地熱發(fā)電裝置等分布式電源在微電網(wǎng)中也有應(yīng)用。

微電網(wǎng)中的分布式電源通常稱為微電源。微電源與傳統(tǒng)大電網(wǎng)中的常規(guī)電源有很大的不同，主要有以下特點：

（1）微電源形式多樣，主要包括風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、微型燃氣輪機、柴油發(fā)電機、燃料電池等。隨著科技的發(fā)展、設(shè)備性能的提高、環(huán)保意識的進步、能源政策的引導(dǎo)，微電源朝著多樣化、節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展；

（2）微電源容量較小，通常為功率數(shù)千瓦至數(shù)兆瓦的小型模塊式、與環(huán)境兼容的獨立電源，就近布置在負荷附近；

（3）微電源一般通過電力電子裝置接入微電網(wǎng)，具有即插即用的特點，這為微電網(wǎng)中多種分布式電源的協(xié)調(diào)控制提供了基礎(chǔ)；

（4）微電源的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)特性，不同于常規(guī)大型同步發(fā)電機。微電網(wǎng)中主電源主要是微型燃氣輪機、柴油發(fā)電機等分布式電源，無功電壓支撐能力弱、轉(zhuǎn)動慣量小。電源通常還包括風力發(fā)電、光伏發(fā)電等不具備電壓調(diào)節(jié)能力和轉(zhuǎn)動慣量的電源。微電網(wǎng)的頻率和電壓穩(wěn)定控制難度大；

（5）大部分微電源是存在波動性、不完全可控電源，如風力發(fā)電、光伏發(fā)電。這些電源受自然條件的限制，波動幅度和速度常常大于微電網(wǎng)中負荷的變化，對電網(wǎng)穩(wěn)定性帶來的擾動也常大于負荷波動帶來的擾動。

3 微電網(wǎng)中主要分布式電源的特性

3.1 風力發(fā)電的特性

風力發(fā)電是目前技術(shù)最成熟、最適宜大規(guī)模開發(fā)的新能源利用形式，是微電網(wǎng)中分布式電源的重要類型。由于風力發(fā)電系統(tǒng)對風能資源要求高，且風輪運行時對環(huán)境會帶來視覺和聽覺上的影響，風力發(fā)電機組通常應(yīng)用于海島型微電網(wǎng)和偏遠地區(qū)孤網(wǎng)運行的微電網(wǎng)中。在城市中，風力發(fā)電通常以風光互補路燈的形式出現(xiàn)在園區(qū)型微電網(wǎng)中。

風具有隨機變化的特性，而風電機組的輸出功率與風速的立方成正比，因此風力發(fā)電機組的輸出功率通常隨著風速大幅快速變化。若將大量風電接入電網(wǎng)，將會對電網(wǎng)的電能和電網(wǎng)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

并網(wǎng)型風力發(fā)電對于電網(wǎng)穩(wěn)定性的主要威脅一方面是風速的波動性和隨機性引起風電出力隨時間變化且難以準確預(yù)測，從而導(dǎo)致風力發(fā)電接入電力系統(tǒng)時存在安全隱患；另一方面是弱電網(wǎng)中風電注入功率過高引起的電壓穩(wěn)定性降低。

風力發(fā)電對電網(wǎng)電壓的影響主要有穩(wěn)態(tài)電壓波動、電壓閃變、諧波、電壓不平衡、瞬態(tài)電壓跌落或凹陷等。

3.2 光伏發(fā)電的特性

太陽能光伏發(fā)電是最具可持續(xù)發(fā)展特征的可再生能源發(fā)電技術(shù)之一，是微電網(wǎng)中最主要的新能源發(fā)電形式之一，通常以屋頂光伏或地面光伏的形式應(yīng)用于微電網(wǎng)中。

太陽能電池組件的輸出電流與電壓之間呈非線性關(guān)系。在一定的光照輻射強度和溫度的條件下，伏安特性曲線上的任何一點都是工作點。通常，不同的工作點對應(yīng)的輸出功率也不同，但總可以找到一個工作點，其工作電壓和電流的乘積最大，此時太陽能電池的輸出功率也最大，該點即是最大功率點。在一定的光照輻射強度和溫度條件下，太陽能電池所處的工作點取決于所帶負載的電阻值，通過改變負載的電阻值便可以改變太陽能電池的工作點。

通常太陽能電池所標明的功率是指在標準工作條件下最大功率點所對應(yīng)的功率。標準狀態(tài)指的是太陽能電池組件表面溫度25℃，光譜分布AM1.5，輻射照度為1000W/m2的情況。實際工作時，光伏陣列往往并不是在標準狀態(tài)下，而且溫度和光照輻照強度也在不斷變化，所以光伏陣列能夠達到額定輸出功率的時候很少。

太陽能電池組件輸出功率與太陽輻射強度及溫度等自然條件有關(guān)。太陽能電池的輸出功率受光照強度的影響明顯，光照輻射強度越大，輸出功率也就越大。太陽能電池組件輸出功率呈現(xiàn)負的溫度特性，即當溫度升高時，雖然太陽能電池的工作電流有所增加，但工作電壓卻下降的更多，因此總的輸出功率是下降的，所以應(yīng)盡量使太陽能電池工作在較低的溫度下。

太陽能電池的輸出功率與日照、溫度、負載的變化有關(guān)，即其輸出特性具有非線性關(guān)系。在一定光照強度和環(huán)境溫度下，光伏電池可工作在不同的輸出電壓下，但只有在某一輸出電壓值下，光伏電池的輸出功率才能達到最大值，這時光伏電池的工作點就達到了輸出功率—電壓曲線的最高點，即最大功率點。

3.3 柴油發(fā)電機的特性

柴油發(fā)電機組是以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動同步發(fā)電機發(fā)電的電源設(shè)備。柴油發(fā)電是微電網(wǎng)中可以穩(wěn)定運行的支撐電源。

柴油發(fā)電機具有以下特性：

（1）可以快速自起動和穩(wěn)定運行；

（2）柴油發(fā)電機在接起動指令后一般可在幾秒內(nèi)自起動成功，10秒鐘左右加至滿載；

（3）柴油發(fā)電機組在帶功率因數(shù)為0.8～1.0的負載，負載功率在0～100%內(nèi)漸變時可達到：

靜態(tài)電壓調(diào)整率： 0.5%；

穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率： 1%；

電壓波動率：0.15%；

頻率波動率：0.5%。

3.4 微型燃氣輪機的特性

微型燃氣輪機屬內(nèi)燃機，是以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的超小型汽輪機，具有體積小、質(zhì)量輕、效率高、污染小、運行維護簡單等特點，是目前最成熟、最具商業(yè)競爭力的分布式電源，也是微電網(wǎng)中主要的電源形式。

微型燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)具有以下主要特性：

（1）微型燃氣輪機以燃料作為一次能源，不受天氣和環(huán)境的局限，是微電網(wǎng)中重要的電源支撐；

（2）微型燃氣輪機調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，具有節(jié)能環(huán)保及可實現(xiàn)雙模式運行等特點；

（3）微型燃氣輪機并網(wǎng)時，總體電能質(zhì)量較好。

4 結(jié)語

本文探討了微電網(wǎng)中幾種主要分布式電源的特性。隨著技術(shù)的不斷進步，可以應(yīng)用到微電網(wǎng)中的分布式電源種類正在不斷增加。比如在海島上進行微電網(wǎng)建設(shè)，則可以將波浪能發(fā)電裝置或小型抽水蓄能等較新型的分布式電源接入微電網(wǎng)。

參考文獻

[1] 汪少勇. 基于分布式電源的微網(wǎng)的設(shè)計與運行[J]. 電力自動化設(shè)備, 2011, 31(4): 120~ 123.

篇3

【關(guān)鍵詞】微電網(wǎng) 經(jīng)濟運行 綜述

1 引言

近日，國家能源局《關(guān)于推進新能源微電網(wǎng)示范項目建設(shè)的指導(dǎo)意見》，該指導(dǎo)意見的再次引發(fā)了社會各界對微電網(wǎng)的關(guān)注。微電網(wǎng)是將風力發(fā)電、光伏發(fā)電、微型燃氣輪機和燃料電池等分布式電源，與儲能裝置、控制裝置和負荷結(jié)合，能同時提供冷、熱、電能的智能化微型電網(wǎng)[1]。

近年來隨著環(huán)保問題日益凸顯，關(guān)系國家經(jīng)濟命脈和國計民生的能源電力領(lǐng)域也逐漸開始尋求綠色化、清潔化可持續(xù)發(fā)展道路。在國家能源戰(zhàn)略層面大力推進智能電網(wǎng)建設(shè)，國家深化電力體制改革鼓勵發(fā)展可再生能源，以及分布式發(fā)電技術(shù)日臻成熟之際，微電網(wǎng)作為風力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源的消納平臺，逐漸成為了人們關(guān)注的焦點。然而微電網(wǎng)的推廣應(yīng)用一直以來受到經(jīng)濟性的阻礙，因此微電網(wǎng)的經(jīng)濟運行研究成為微電網(wǎng)能否大規(guī)模應(yīng)用的一個關(guān)鍵因素。

2 微電網(wǎng)經(jīng)濟運行研究現(xiàn)狀

對于微電網(wǎng)經(jīng)濟運行的研究，目前世界上尚未有成熟、統(tǒng)一的理論體系，但大多在借鑒傳統(tǒng)大電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度原則的基礎(chǔ)上，針對具體的微電網(wǎng)作相應(yīng)研究。

在傳統(tǒng)大電網(wǎng)的經(jīng)濟調(diào)度領(lǐng)域，由于各水火電機組的耗量特性大致相同，可以利用所謂的“等耗量微增率準則”來對有功負荷進行最優(yōu)分配，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行；而對于微電網(wǎng)，包含的發(fā)電機組多種多樣，且各自的耗量特性各不相同，因而無法參照“等耗量微增率準則”進行經(jīng)濟運行，只能參考傳統(tǒng)大電網(wǎng)，按照一次能源消耗（或者成本費用）最少的調(diào)度準則來進行最優(yōu)化分析計算。

從數(shù)學(xué)上講，傳統(tǒng)大電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，即常規(guī)水火電機組間有功負荷的最優(yōu)分配

問題是一個非線性規(guī)劃問題[2]：

在滿足等約束條件和不等約束條件：

的前提下，使目標函數(shù)： 為最優(yōu)。上述式子中，f、g分別為等約束和不等約束條件，C為目標函數(shù)；x、u和d分別為狀態(tài)變量、控制變量和擾動變量。

微電網(wǎng)的經(jīng)濟運行問題也屬此類問題，但由于微電網(wǎng)中各可再生能源機組的耗量特性大相徑庭，導(dǎo)致了其在研究過程中的一些“個性”。下面從微電網(wǎng)經(jīng)濟運行研究的技術(shù)方面，簡要總結(jié)目前的研究現(xiàn)狀。

2.1 目標函數(shù)

目標函數(shù)方面，傳統(tǒng)大電網(wǎng)的經(jīng)濟運行通常以系統(tǒng)全局經(jīng)濟效益最優(yōu)，即全系統(tǒng)一次能源消耗最少或全網(wǎng)有功網(wǎng)損最少為目標函數(shù)；而對于微電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，目前大多數(shù)研究以微電網(wǎng)的運行成本最少為目標函數(shù)，即：

式中F為微電網(wǎng)在一日之內(nèi)的運行成本，具體包括燃料成本、運維成本、初始投資折舊成本、污染物治理成本以及并網(wǎng)型微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的電能交易成本等等，都是關(guān)于各可再生能源機組有功出力Pi的函數(shù)。各類研究選取的理論依據(jù)各不相同，因而可能各種成本函數(shù)也不盡相同，選取的成本模型越精確，就越能準確的用來描述表達微電網(wǎng)的運行成本。

2.2 等約束條件

與傳統(tǒng)大電網(wǎng)的經(jīng)濟運行一樣，等約束條件主要考慮微電網(wǎng)系統(tǒng)的有功功率平衡。

2.3 不等約束條件

與傳統(tǒng)大電網(wǎng)的經(jīng)濟運行一樣，不等約束條件中需要考慮潮流約束和各機組的有功出力約束，除此之外微電網(wǎng)經(jīng)濟運行的不等式約束還需考慮相關(guān)機組有功出力的爬坡率約束、與大電網(wǎng)相連的聯(lián)絡(luò)線功率約束以及儲能裝置約束等。這些約束條件限制著上述目標函數(shù)，即非線性規(guī)劃問題的求解范圍。

2.4 求解算法

微電網(wǎng)的經(jīng)濟運行是一個非線性規(guī)劃數(shù)學(xué)問題，此類問題的求解方法多種多樣，傳統(tǒng)的方法有優(yōu)先順序法、動態(tài)規(guī)劃法、拉格朗日松弛法等，這些方法各有缺陷，因而出現(xiàn)了一些例如遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法、混沌蟻群算法、小生境算法[3]等新型優(yōu)化算法及其改進算法，均已在世界各國學(xué)者的研究中得到了廣泛應(yīng)用。

上述典型非線性規(guī)劃問題，是研究微電網(wǎng)的經(jīng)濟運行問題時參照大電網(wǎng)的經(jīng)濟運行研究思路得出的，也是目前大多數(shù)學(xué)者采用的研究方法。也有一些學(xué)者基于概率與數(shù)理統(tǒng)計理論，提出了微電網(wǎng)經(jīng)濟運行的概率數(shù)學(xué)模型[4]，從另外一條途徑解決了微電網(wǎng)的經(jīng)濟運行問題。

3 結(jié)語

本文通過總結(jié)目前大多數(shù)研究采用的非線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，簡述了微電網(wǎng)經(jīng)濟運行的研究思路。隨著微電網(wǎng)參與的電力市場機制逐漸完善，微電網(wǎng)的經(jīng)濟運行研究中考慮的因素將逐漸豐富，因而不管是數(shù)學(xué)模型，還是求解算法都將亟待得到改善，以更加貼近工程實際。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：電動汽車；逆向工程；3D打印

中圖分類號：U463 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）09-1748-03

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.09.037

Agricultural Micro Modelling Structure Design and Improvement of the Electric Vehicle

ZHANG Fu-ming1，YANG Hong-xing2，GUO Can-zhi3

（1.Tangshan Seals Technology Co.， Ltd.， Tangshan 063000，Hebei，China；2.Car in Tangshan Locomotive Vehicle Co.， Ltd.， Tangshan 063000，Hebei，China；3.Beijing Institute of Technology School of Mechanical and Vehicle， Beijing 100081，China）

Abstract：The steering wheel sleeve of agricultural micro electric vehicles was damaged due to the limitation of material strength and human factors such as assembly in the process of actual production assembly. The reverse engineering technology combined with 3 d printing technology were used to improve the damaged parts， so as to achieve the full effect of the structure. The agricultural micro electric vehicles had the front precursors，and the main control system was below the former face structure，the best assembly sequence was installing foot brake at first，then installed the former face of electric cars. Need to cut the gap in the shell of the front face， and strengthening treatment and aesthetic treatment were done to the strip-type gap.

Key words： electric cars；reverse engineering；3D printing

近年恚逆向工程作為產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的一種手段，得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。逆向工程是將實體轉(zhuǎn)換為數(shù)字化模型的一門技術(shù)，它利用反求得到三維實體的數(shù)字模化型[1]。逆向設(shè)計具有強大的數(shù)據(jù)處理功能，對復(fù)雜曲面設(shè)計優(yōu)勢顯著，正向設(shè)計在實體建模中有強大功能。因此，可以運用基于Artec Studio、Geomagic Studio和Croe 2.0軟件的正逆向混合建模方法來實現(xiàn)對產(chǎn)品的造型設(shè)計[2]。為了保證其在修復(fù)后的美觀性，可以結(jié)合實驗室現(xiàn)有的設(shè)備資源，即逆向掃描設(shè)備、3D打印設(shè)備，來實現(xiàn)磨損或破損部位的彌補。農(nóng)用微型電動汽車在實際的生產(chǎn)裝配過程中，由于本身的材料強度限制和人為裝配等因素造成方向盤套筒的磨損破損。本研究采用逆向工程技術(shù)結(jié)合3D打印技術(shù)對破損部位進行改進，以期達到結(jié)構(gòu)完整的效果。

1 正逆向設(shè)計的建模方法在電動汽車方向盤套筒位置處的設(shè)計

運用三維掃描儀獲得方向盤套筒的外觀輪廓的點云數(shù)據(jù)，然后對點云數(shù)據(jù)進行處理，最后對數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入正向設(shè)計軟件中進行正向設(shè)計，具體的設(shè)計方法、建模方法與前臉的造型設(shè)計相似[3]。

首先，利用Artec掃描儀得到的點云數(shù)據(jù)，在Artec Studio軟件中生成sproj格式的文件，將文件另存為OBJ格式導(dǎo)入到Geomagic Studio軟件中進行數(shù)據(jù)處理。Geomagic Studio軟件數(shù)據(jù)處理的主要過程包括：清除外噪點、數(shù)據(jù)精簡、網(wǎng)格醫(yī)生、光順曲面和生成曲面等。然后再根據(jù)實際的安裝要求和尺寸要求進行正向設(shè)計，以保證模型無間隙裝配[4]。最終經(jīng)過處理和設(shè)計，得到包裹方向盤套筒的模型，如圖1所示。再應(yīng)用實驗室現(xiàn)有的大型3D打印機設(shè)備，把設(shè)計出的模型打印出來。然后拿到現(xiàn)場去進行實體裝配，此模型對磨損的方向盤套筒起到了很好的修復(fù)作用，使外表看起來更加美觀。現(xiàn)場裝配后的結(jié)果如圖2所示。

2 正向設(shè)計結(jié)合3D打印技術(shù)在電動汽車腳剎處的設(shè)計

3D打印技術(shù)的發(fā)展和出現(xiàn)，加速了汽車的多元化、智能化發(fā)展。目前，3D打印技術(shù)在汽車設(shè)計整個流程中的應(yīng)用主要包括概念模型開發(fā)、功能驗證原型制造、工具制造及小批量定制型制成品的生產(chǎn)四個階段。3D打印技術(shù)為指導(dǎo)電動汽車的研發(fā)及其生產(chǎn)提供了巨大的支撐作用。

3D打印技術(shù)亦稱快速成型技術(shù)，是一種基于離散、材料堆積成型技術(shù)，其涉及到數(shù)控技術(shù)、CAD技術(shù)、激光加工及材料科學(xué)技術(shù)。3D打印技術(shù)實現(xiàn)了從零件到三維數(shù)字化模型的快速制造。根據(jù)材料和成型方式的差異，可分為立體光固化成型法（SLA）、熔融沉積成型法（FDM）、分層實體制造法（LOM）、選擇性激光燒結(jié)法（SLS）和三維印刷系統(tǒng)法（TDP）。

以上方法中，F(xiàn)DM成型法具有制造出模型強度較高，與實際零件的相似度高，并且成本較低、后期處理簡便。而本研究設(shè)計的零件體主要用于現(xiàn)場零件的輔助裝配，所以采用FDM的熔融沉積成型法更為合理。FDM工藝過程一般選擇熱塑性材料，如ABS等材料。當噴頭被加熱到一定溫度時，材料被熔化成絲狀，噴頭沿著零件二維截面輪廓線進行軌跡運動填充，材料在空氣中迅速凝固與周圍材料凝結(jié)在一起。

2.1 電動汽車腳踏板空間結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于電動汽車腳剎在有限的活動空間內(nèi)，拆卸和組裝都比較復(fù)。考慮到前臉和腳剎的裝配關(guān)系，就裝配順序而言，最好的裝配順序是先裝配腳剎，然后再裝配電動汽車的前臉。考慮到腳剎和前臉在裝配時會產(chǎn)生相應(yīng)的誤差，所以在前臉的外殼上沒有設(shè)計腳剎行程的豁口，而是在裝配前人工切割行程豁口。這樣的裝配順序就會產(chǎn)生一個問題，即電動汽車前臉的腳剎自由行程處，會產(chǎn)生一個長條形的豁口[5，6]。如果不加以處理，會影響電動汽車前臉的結(jié)構(gòu)強度和美觀，因此必須對條形豁口進行相應(yīng)的強化處理和美觀處理。

腳剎踏板連接板的厚度為5 mm，車輛使用過程中，腳剎的運動行程為142 mm，所以前臉的腳剎豁口長度至少大于142 mm。然而由于腳剎的裝配順序優(yōu)先于前臉的裝配，因此條形豁口需開到前臉的底端，如圖3所示。豎直方向上的中心線為前臉與腳剎發(fā)生滑行的平面，水平方向上的中心線為車架底盤的上表面。考慮到腳剎本身的制造誤差和裝配誤差，以及腳剎安裝到車架結(jié)構(gòu)上的裝配誤差和前臉在整車上的裝配誤差，留出足夠剩余量，條形豁口的長度為250 mm。由于腳剎連接板厚度為5 mm，同樣考慮到以上的誤差和余量，豁口的寬度設(shè)為20 mm，最終設(shè)計的條形豁口尺寸為250 mm×20 mm。

2.2 電動汽車腳踏板輔助元件設(shè)計

腳剎條形豁口可以采取覆蓋的方式進行美化，同樣結(jié)合實驗室現(xiàn)有的資源進行設(shè)計處理。根據(jù)條形豁口的尺寸及位置關(guān)系，運用三維設(shè)計軟件設(shè)計微型的輔助原件（圖4）。

由于腳剎板厚度為5 mm，考慮到其運動行程的左右偏移量，在其中心兩個方向上各留3 mm的運動余量，最后其輔助元件的寬度為12 mm。設(shè)計之初，應(yīng)考慮輔助元件的可裝配性和可拆卸性，所以采用兩個相同的輔助元件進行拼接裝配。由于零件本身的制造誤差和裝配誤差的影響，此次設(shè)計的輔助元件的行程為115 mm。考慮到材料本身的屬性和結(jié)構(gòu)強度，輔助元件的最大厚度為4 mm，靠近兩側(cè)部位的厚度為2 mm，部分位置進行倒圓角，輔助元件的總長和總寬尺寸為142 mm×70 mm。最后設(shè)計出的零件詳細工程結(jié)構(gòu)尺寸，如圖5所示。然后運用3D打印技術(shù)對輔助零件進行快速制造，對打印出的零件進行裝配。

輔助元件與前臉的固定方式可以有兩種：第一，用ABS塑料膠水對兩個零件進行黏合，具有較高的強度和耐腐蝕性；第二，可以用緊固螺釘直接固定兩個零件。ABS塑料膠水廣泛用于各種塑料以及有機玻璃等物體的黏合。ABS膠水具有操作簡單、室溫下固化、黏合性高、無毒等優(yōu)點，并且具有耐水、耐寒、耐熱、耐腐蝕、耐油污等特性，所以采用黏合的方式，同樣能保證連接的可靠性和耐久度。

電動汽車在長久的使用過程中，電機和電氣控制系統(tǒng)難免會發(fā)生故障，所以為了便于維修和更換部件，需要保證前臉的可拆卸性。如只采用ABS黏合的方式進行裝配，在后期控制系統(tǒng)或電機等發(fā)生故障時，很難進行前臉拆卸。在實際生產(chǎn)的裝配中，最好的裝配方式是采用螺釘進行連接固定，由于輔助元件本身材料具有一定的柔性和韌性，可以直接在厚度為2 mm的凸臺上用自攻螺釘快速固定。腳剎條形豁口如圖6所示，現(xiàn)場的裝配效果如圖7所示。在裝配輔助元件的過程中，要保證腳剎連接板的兩側(cè)分別有3 mm的裝配余量。需要調(diào)試腳剎的行程，檢查在腳剎連接板在運動過程中是否與輔助元件發(fā)生干涉，從而保證在踩下減速踏板時，其在條形豁口中自由運動，無干涉情況發(fā)生。輔助元件裝配后，條形豁口的尺寸為230 mm×12 mm，腳剎減速器連接板的厚度為5 mm，所以兩側(cè)分別有3 mm的自由余量，從而保證了無運動干涉。最后裝配的效果中規(guī)中矩。該設(shè)計在經(jīng)過車輛的實踐運行檢驗中，既保證了結(jié)構(gòu)的使用強度，又在一定程度上滿足了美學(xué)特性[7]。經(jīng)過實踐的檢驗，證明了該處設(shè)計的可行性和合理性。

3 小結(jié)

農(nóng)用微型電動汽車在實際的生產(chǎn)裝配過程中由于本身的材料強度限制和人為裝配等因素，造成方向盤套筒的磨損破損。考慮到拆裝維修和裝配順序，本研究采用逆向工程技術(shù)結(jié)合3D打印技術(shù)對破損等部位進行改進，從而保證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和可行性，同時也達到了電動汽車的美觀效果。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：微機保護；線路保護；精度；抗干擾

中圖分類號：TP371文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)22-820-03

Compare of Several Types of Computer Relay Protect

LU Zi-jun

（IC Embedded System Lab, Southeast University, Nanjing 210096, China）

Abstract: Compare of several types of computer relay protect, analyses their characteristic,sum up the predominance of each other,and discusses some key technology in function, precision hardware structure and control logic.

Key words:computer protect; circuitry protect; precision; anti-jamming

1 引言

微機型繼電保護由于具有功能強、維護調(diào)試方便等一系列優(yōu)點，自問世以來就受到普遍重視與歡迎，近年來更是在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。由于輸電線路保護在繼電保護中具有重要地位，且隨著超高壓、長距離輸電線路的發(fā)展，對輸電線路保護的功能提出了更新更高的要求，加之輸電線路保護本身具有的復(fù)雜功能和邏輯，使微機保護在輸電線路保護這一領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合自身體會，對國內(nèi)常用的幾種微機型線路保護裝置的一些特點進行了分析與比較，主要側(cè)重于功能和性能方面的探討。這里主要介紹的保護裝置是南自PSL640 型線路微機保護和南瑞繼保推出的 RCS-9611-C 型線路保護裝置。另外還提及北京四方 CSC-211 系列數(shù)字式保護測控裝置和許繼 WXH-820 線路保護裝置，以進行更好的比較分析。

2 功能

各型號微機保護裝置能實現(xiàn)的保護功能介紹：

■

這些保護功能大部分是現(xiàn)代微機保護裝置的基本配置，如過流保護，定時限，反時限等，它們的概念限于篇幅在這里不再敘述。但是在實際情況下，某些保護裝置或系列的某些型號可能會根據(jù)現(xiàn)實情況只配備某些功能。比如許繼的 WXH-821 過流保護只設(shè)定了兩段過流保護的功能。

PSL640 和 RCS9611 微機保護的電流保護主要性能包括：設(shè)置了三段全相運行時投入的電流保護。各段零序保護的方向元件均可由控制字整定投入或退出；重合加速全相運行零序保護三段亦可由控制字投入或退出；后加速時間有一定的范圍。除設(shè)有定時限過流元件之外，還設(shè)有反時限過流元件。反時限保護元件是動作時限與被保護線路中電流大小自然配合的保護元件，通過平移動作曲線可以非常方便地實現(xiàn)全線的配合。常見的反時限特性解析式大約分為三類，即標準反時限，非常反時限，極端反時限。裝置中反時限特性由整定值中反時限指數(shù)整定。選擇哪一條反時限特性曲線完全取決于負荷特性和與其他相鄰繼電保護相配合。反時限特性特別適用于保護直配線、變壓器、電動機以及低壓配電線路，尤其是在線路有分支線，且分支線用高壓熔斷器保護時具有更優(yōu)秀的保護特性。

在我國，對于重合閘裝置的基本要求是能確定故障相，能檢無壓或檢同期，在故障后經(jīng)一定延時重合，且只重合一次。PSL640 的綜重元件靠軟件來實現(xiàn)了以上功能。通過控制字KG2.0 和 KG2.1 可選擇重合閘的方式、不檢方式、檢無壓方式檢同期方式。保護動作后重合閘如果導(dǎo)致故障原因仍存在第一次重合不成功將再次跳開斷路器，允許經(jīng)過一段較長延時等故障處絕緣建立后再二次重合閘。由于運行要求的不同，我國不采用多次重合閘，（許繼、四方、南瑞都沒采用）但對于無人值班的變電所還是多次重合閘更具優(yōu)勢。瞬時重合閘和多次重合閘對斷路器的性能提出了更高的要求。

在故障錄波或者事叫件順序記錄(SOE）功能上，PSL640 可記錄的模擬量為 Ia ，Ib， Ic ，3I0 ，Ua ，Ub，Uc， Ux，I0c可記錄的狀態(tài)量為斷路器位置,保護跳閘合閘命令。為避免因系統(tǒng)擾動使保護頻繁啟動,導(dǎo)致存儲不需要的數(shù)據(jù),本裝置錄波數(shù)據(jù)僅當保護動作后才存入 Flash Memory 中，掉電保持。否則本次數(shù)據(jù)只保存在RAM 中,掉電不保持。可被PC機讀取可記錄的錄波報告為8至50個，可記錄的事件不少于40次，數(shù)據(jù)存入Flash Memory 中。RCS-9611可保存最新64次動作報告，最新256次 SOE 變位記錄報告，最新64次用戶操作記錄報告，最多8次故障錄波報告（每次故障錄波時間最長15 秒）。而 WXH-820 系列 FLASH 則可存最多最近發(fā)生的200份報告，且分兩個菜單，可實現(xiàn)查看報告和擦除報告功能。

保護裝置面板都配置有通訊接口，可接PC機進行人機對話操作，便于調(diào)試與分析。通訊接口主要有SCI標準RS232接口，RS485接口，以太網(wǎng)口，光纖接口。有些廠家提供接口類型和數(shù)量的選擇，而且在接口的設(shè)計上也不盡相同。如RCS9611系列可以提供雙以太網(wǎng)口的標配，（一般裝置都提供雙網(wǎng)口的標配是因為一旦一個網(wǎng)口失效可以有被用）也可以提供三個以太網(wǎng)口，而且網(wǎng)口可以通過控制字分別或同時設(shè)成支持串口的 modbus 通信規(guī)約。

我們由表格可以看出南自、南瑞及四方的微機保護裝置提供的功能比較完備，許繼的WXH820系列也很優(yōu)秀，但是在功能上略有欠缺。各型號都在實際電力運行中穩(wěn)定有效的發(fā)揮各自的作用。

3 主要性能指標

表1 性能指標

■

由于國家規(guī)約的相關(guān)規(guī)定，這些性能指標都能達到一定的要求，尤其是測量回路的誤差四款產(chǎn)品都在相同的范圍內(nèi)。但在保護回路的精度方面各款產(chǎn)品所能達到的精度卻不一樣。一般來說，誤差越小的產(chǎn)品精度越高，且運行的靈敏性也越高，產(chǎn)生誤動的幾率也越小，這樣對電網(wǎng)的運行來說就越安全。

上表中，南瑞產(chǎn)品中的頻率誤差相對也較低。頻率測量的精度會直接影響到裝置的如低周保護等功能實現(xiàn)的準確性。所以在這里略微探討一下保護裝置的里運用的測頻技術(shù)。我們知道常用的直接測頻方法主要有測頻法和測周期法兩種。一般對于低頻信號采用測周期法，對于高頻信號采用測頻法，因此測試時很不方便，所以出現(xiàn)了等精度測頻方法。不同廠家使用的測頻技術(shù)也影響了裝置的頻率精度。南自PSL640 在 CPU 的選用上選擇了內(nèi)置測頻模塊（時間處理單元 TPU ）的芯片，因此不需要占用給多的CPU資源進行測率的處理，而且精度也可以得到保證。而南瑞 RCS9611 則選擇使用基于 FPGA 的高精度頻率測量手段。因為在快速測量的要求下，要保證較高精度的測頻，必須采用較高的標準頻率信號；而單片機受本身時鐘頻率和若干指令運算的限制，測頻速度較慢，無法滿足高速、高精度的測頻要求。采用高集成度、高速的現(xiàn)場可編程門陣列 FPGA 為實現(xiàn)高速，高精度的測頻提供了保證。而且既然 FPGA 和 DSP 同樣可以完成對轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的模擬量信號的處理，那我們可以了解一下不同廠家的微機保護裝置的硬件架構(gòu)設(shè)計。

4 硬件架構(gòu)

通常，保護裝置采集的模擬量信號（電壓、電流）通過AD轉(zhuǎn)換后，需要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理以使 CPU 可以進行進一步運用。通常，我們可以采用的架構(gòu) AD+DSP+CPU 的架構(gòu)。PSL640 所采用的架構(gòu)是 AD 加 CPU。他們所選用的AD是14位的 AD7865，AD的位數(shù)也直接關(guān)系到裝置的測量精度。CPU為 MOTOROLA 的MC68332。最高工作頻率已達25MHz. TPU是MC68332最具特色的模塊之一。它有自己的執(zhí)行單元、3級優(yōu)先級控制器、數(shù)據(jù) RAM、雙定時基準和微程序 ROM 等。它可獨立于CPU之外 ，執(zhí)行各種定時、脈沖生成、電機（特別是步進電機）控制、頻率測量等與時間有關(guān)的操作，可大大減輕 CPU 的負擔。MC68332 的 TPU 模塊可外接16路頻率輸入輸出。

RCS9611C 則采用的是 AD+FPGA+CPU 的架構(gòu)。由 FPGA 完成對采集新數(shù)據(jù)的處理，而且還可以滿足高速高精度的測頻要求。他們選用的AD是位數(shù)相對較高的16位AD8696，F(xiàn)PGA選用的是Lattic的ispMACH4128V.CPU采用的是32位的Intel的IXP420.工作頻率最高達533MHz.

而許繼則采用單CPU的設(shè)計。采用16位的 AD 加32位DSP。DSP 是TI公司經(jīng)典的 TMS320C32.

5 結(jié)構(gòu)差異及抗干擾

兩種微機保護均采用一體化機箱，面板上設(shè)有液晶顯示屏和控制按鈕，正常運行時可以從液晶顯示屏上讀出各相電壓、電流有效值，并且可以顯示日期等信息。保護動作前后的電壓、電流及各部分的動作過程都記錄在事件報告中，供運行人員查閱。而且機箱采用全密閉，防水、防塵、抗振動的設(shè)計，確保裝置安裝于條件惡劣的現(xiàn)場時仍具備高可靠性。所不同的是兩者對保護裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有很大的差異。

我們知道微機型繼電保護裝置一般由五個主要部分組成，分別是模擬量采集系統(tǒng)（或叫數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)），微機系統(tǒng)，開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)，人機對話接口回路及電源。這幾部分分別對應(yīng)到保護裝置的相關(guān)插件，并通過插槽將各部分組合在一起以實現(xiàn)各保護功能。PSL640采用的結(jié)構(gòu)是將包括微機系統(tǒng)主板在內(nèi)的插件都集中插到一塊面板上，面板再與顯示板相連接。南瑞繼保RCS9611C 將微機系統(tǒng)與顯示頻都集中到一個 PCB 板子上，再另加一塊插槽板緊貼主板。我個人覺得這種設(shè)計減少了從采集板到CPU板的走線長度，保證了信號完整性的要求。此外，RCS9611C 的設(shè)計考慮了不同的插件選配功能，這是其他保護裝置所沒有的。該裝置通過另外一種出口插件（OUT）和帶壓力接口的操作回路插件（SWG）提供了三種不同的插件選配方式以適應(yīng)不同的運行場合。

裝置的抗干擾需要通過很多方面協(xié)同完成。比如走線的設(shè)計，元器件的布局，接地的處理等等。在這里就具體裝置提供一點參考。

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如圖，這是 psl640 信號采集板正反面的設(shè)計，因為采集板上以強電信號線為主，強電流產(chǎn)生的磁場很強將對信號采集板旁邊的弱電板產(chǎn)生較強干擾，所以必須對輻射這塊板子采取有效的屏蔽措施。不僅如此 Psl640 將采集板四周用地線環(huán)繞，并巧妙的用連接立柱把屏蔽金屬板與機殼地相連，并在反面將所有的地連接在一起。另外采集信號線采用明線，這些措施有效減少了磁場的輻射和對有用信號的干擾。

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而從 RCS9611c 的設(shè)計上，可以看到子板上同樣有金屬殼屏蔽，但似乎并未將板子用地線環(huán)繞，而是直接將金屬屏蔽固定并連接至機殼，這樣便與機殼地聯(lián)接從而達到有效屏蔽干擾的而目的。

6 控制與邏輯

各項控制功能是由壓板加控制字來實現(xiàn)的。每個控制字由16位二進制數(shù)來表示，若置“1”則投入該功能，置“0”則閉鎖該功能。這些控制字作為定值的一部分，確定了保護的功能。保護定值中控制字標*表示該控制字有對應(yīng)的軟壓板。軟壓板可以通過后臺投退；亦可在就地通過“軟壓板修改”菜單逐項投退。只有控制字、軟壓板狀態(tài)（若未設(shè)置則不判）、硬壓板狀態(tài)（若未設(shè)置則不判）均有效時才投入相應(yīng)保護元件，否則退出該保護元件。南瑞的還提供有系統(tǒng)定值供16 個可使用的保護定值區(qū)。

值得一提的是國外有一款 SEL-321 的控制與邏輯功能是通過一種名叫 SEL-logic 的邏輯表達式來表示的。該保護的每段保護區(qū)、振蕩閉鎖元件和各項內(nèi)部固定邏輯(如手合故障線路等)都有固定的邏輯變量與之相對應(yīng)，還可以人為設(shè)置一些邏輯變量，這些邏輯變量與邏輯運算符配合構(gòu)成了邏輯表達式，從而大大豐富了保護功能提高了保護靈活性，可以適應(yīng)不同的保護要求，這可以說是 SEL-321 獨具特色的一項功能。

7 結(jié)束語

通過以上的對比與分析，我認為這幾套微機保護各有其特色和優(yōu)勢。其中 RCS9611C 在保護功能的全面性、精度方面略顯突出，設(shè)計比較新穎。PSL640 的設(shè)計結(jié)構(gòu)明了，各項功能更容易實現(xiàn)。而其他兩種保護也各有其獨特之處。由于國內(nèi)繼電保護行業(yè)的競爭趨于激烈，幾種保護在原理和性能上有些差異，應(yīng)該從實際出發(fā)，相互學(xué)習(xí)，取長補短，豐富、完善并開發(fā)出新的保護原理，進一步提高保護的精度。同時通過對這幾種保護的對比與分析，更加深了對微機保護基本原理的理解，開闊了眼界，活躍了思維，這對于我們研究繼電保護的學(xué)生或是工作者都是大有裨益的。

篇6

關(guān)鍵詞:衛(wèi)星通信地球站; 電動機; 俯仰阻力矩; 方位轉(zhuǎn)動; 極化

中圖分類號:TM307 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)13-0034-02

Selection of Diver Motors of Satellite Communication Earth Station

XING Tao, ZHANG Hong-bo, ZHOU Ji-bin

(Space Star Aerospace Technology Applications Co. Ltd., Xi’an 710077, China)

Abstract: A lot of aspects such as machinery, electronics and servo control, which are difficult but important for selecting the antenna drive motors of satellite communication earth station, need to be considered. The basis for selecting the antenna drive motors of satellite communication earth station are analyzed. It has a certain meaning of guidance and reference for selecting antenna drive motors of satellite communication earth station.

Keywords: satellite communication earth station; motor; elevation resisting moment; azimuth rotation; polarization

0 引 言

衛(wèi)星通信地球站是設(shè)置在地球上能通過衛(wèi)星傳輸信息的微波站。設(shè)立在固定地點的地球站叫做衛(wèi)星固定地球站,簡稱固定站。設(shè)置在車、船、飛機上,可以在移動中通過衛(wèi)星進行通信的地球站叫作衛(wèi)星移動地球站,即通常說的動中通[1-3] 。可以移動,但是通過衛(wèi)星進行通信是在某一固定地點進行的地球站叫作靜中通[4] 。而便于攜帶的靜中通叫作便攜式衛(wèi)星地球站,簡稱便攜站。

眾所周知,天線是衛(wèi)星通信地球站系統(tǒng)中最主要的設(shè)備之一[5] 。無論是何種衛(wèi)星通信地球站天線,通常都包括方位、俯仰和極化三個轉(zhuǎn)動部分,相應(yīng)地,要實現(xiàn)自動對星就需要三個電動機。電動機的選擇需根據(jù)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動加速度、精度和伺服控制等的要求來綜合考慮,其涉及到機械、電子、天饋和控制等方面的知識,而且電動機的種類繁多,所以選擇合適的電動機至關(guān)重要且難度較大。

1 選擇驅(qū)動電動機需考慮的因素

1.1 轉(zhuǎn)矩

電動機經(jīng)過減速增矩(需考慮傳動系統(tǒng)的效率)后的輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于最大阻力矩且有一定的裕量,通常為20%～50%。這里的阻力矩對方位來說主要是摩擦力矩,對于動中通還需根據(jù)控制要求滿足一定的轉(zhuǎn)動加速度要求,所以必須考慮慣性力矩,如果沒有天線罩則阻力矩還要考慮風力矩,而對于俯仰阻力矩還有重力引起的阻力矩通常是最大的。對方位阻力矩通常只考慮摩擦力矩即可。

1.2 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動加速度

對固定站(包括靜中通、便攜站)天線,通常要求在滿足力矩和傳動系統(tǒng)響應(yīng)時間的條件下,轉(zhuǎn)動平穩(wěn)即可,一般轉(zhuǎn)速為零點幾度到兩三度每秒,對轉(zhuǎn)動加速度無特殊要求。對動中通天線通常需根據(jù)一定的控制策略確定轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動加速度。

1.3 精度

對固定站(包括靜中通、便攜站)天線,方位、俯仰角的精度一般不應(yīng)超過-3 dB波束寬度的1/10,極化角精度不應(yīng)超過0.1°;對動中通,方位、俯仰角的精度┮話悛不應(yīng)超過-3 dB波束寬度的1/7,極化角精度不應(yīng)超過0.1°。所以需根據(jù)方位、俯仰和極化角要求的精度,并考慮傳動系統(tǒng)的回差和成本等因素來綜合確定電動機的精度。

2 衛(wèi)星通信地球站天線驅(qū)動電動機的選用

2.1 固定站天線驅(qū)動電動機的選用

對固定站天線,因方位和俯仰力矩均較大,其傳動系統(tǒng)功率大、體積大、質(zhì)量大、控制規(guī)律復(fù)雜,所以可以選擇交流異步電動機通過大的減速比減速增矩,再配以高精度的位置傳感器[6] 。而極化傳動系統(tǒng)相應(yīng)的功率小的多,所以可以采用單相交流同步電動機。其在天線伺服系統(tǒng)中運用具有速度快、精度高、控制靈活等優(yōu)點[7] 。而且交流同步電動機是一種恒速驅(qū)動電動機,其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與電源頻率保持恒定的比例關(guān)系,故控制簡單,但需配合價格較高的編碼器使用,因此,雖然小功率交流同步電動機價格在百元以下,但整個極化傳動系統(tǒng)的成本較高。筆者認為,可改為開環(huán)控制的步進電動機,國產(chǎn)0.5 nm左右的步進電動機加驅(qū)動器幾百元左右,其細分數(shù)可達256,因步進電動機無積累誤差,所以,即使丟失幾步,也完全可以滿足要求。對特殊的用戶,例如,航天恒星空間技術(shù)應(yīng)用有限公司給中國移動制作的2.4 m固定站,因中國移動要求該地面站在發(fā)生大的自然災(zāi)害而交流電供應(yīng)中斷時要立刻通過電瓶為固定站的正常工作供電,所以該固定站天線的方位和俯仰電動機均選擇直流力矩電動機,極化電動機選擇有刷直流電動機。

2.2 靜中通天線驅(qū)動電動機的選用

控制電動機是伺服控制系統(tǒng)的動力部件,它是電能轉(zhuǎn)化為機械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。由于其可在很寬的速度和負載范圍內(nèi)進行連續(xù)、精確的控制,因而在各種機電一體化系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用[8] 。控制電動機包括交直流伺服電動機、步進電動機等。所以,原則上這些控制電動機均可以用在靜中通天線的方位和俯仰傳動系統(tǒng)中,但選擇伺服電動機時需注意:雖然與交流伺服電動機相比,直流伺服電動機的機械特性和控制特性均為線性,可以在大范圍內(nèi)平滑地調(diào)速,啟動轉(zhuǎn)矩大,單位容量的容積小,重量輕,但直流伺服電動機換向器和電刷的接觸可靠性差,易產(chǎn)生電火花對無線電產(chǎn)生干擾[8] ,而地球站是典型的無線電通信產(chǎn)品,所以,需特別注意。同上分析,其極化電動機可以選用小功率交流同步電動機或步進電動機。

2.3 便攜站天線驅(qū)動電動機的選用

盡管與伺服電動機相比,步進電動機的控制精度、低頻特性、矩頻特性、過載能力、運行性能及速度響應(yīng)性能等均較伺服電動機差,但步進電動機可采用開環(huán)控制,不需要光電編碼器之類的位置傳感器,因此控制系統(tǒng)的價格較低[9] 。而且以步距角較大的兩相混合式步進電動機為例,一般步距角為3.6°,1.8°,如果采用256細分,則每個脈沖電動機最大轉(zhuǎn)過0.014°,加之一般便攜站為減輕重量、縮小體積,方位和俯仰傳動通常采用高精度行星齒輪減速機減速增矩,所以實際上方位和俯仰傳動系統(tǒng)的輸出精度會更高。因此,在便攜站天線中,一般選用步進電動機作為方位和俯仰的驅(qū)動電動機[10] 。極化部分因阻力矩較小,所以可以選用調(diào)速性能良好的微型直流調(diào)速電動機或小型步進電動機

2.4 動中通天線驅(qū)動電動機的選用

直流力矩電動機屬于低速伺服電動機,通常使用在堵轉(zhuǎn)或低速情況下。其特點是堵轉(zhuǎn)力矩大,空載轉(zhuǎn)速低,不需要任何減速裝置可直接驅(qū)動負載,過載能力強。大機座號電動機一般呈薄環(huán)結(jié)構(gòu),長期連續(xù)堵轉(zhuǎn)時能產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩而不損壞。該電動機可作為位置和低速隨動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件,不用齒輪而直接驅(qū)動負載,既消除了齒隙又縮短了傳動鏈。直流力矩電動機作為執(zhí)行和伺服驅(qū)動元件,具有高精度、高耦合剛度、較高轉(zhuǎn)矩/慣量比、高線性度、直接驅(qū)動負載及低速運行等特點因而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及靜態(tài)、動態(tài)控制精度[9] 。所以,在對重量、外形尺寸、控制功率都有一定限制而又要求快速響應(yīng)、較高的速度精度、加速度及位置精度的動中通天線伺服系統(tǒng)中,一般選用直流力矩電動機作為方位、俯仰和極化傳動系統(tǒng)的驅(qū)動電動機。

3 結(jié) 語

綜上所述,衛(wèi)星通信地球站天線中驅(qū)動電動機的選用需根據(jù)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動加速度、精度、伺服控制和系統(tǒng)等要求綜合考慮。

(1) 固定站天線選用的俯仰電動機和方位電動機,針對電瓶用戶,可使用異步交流電動機或直流力矩電動機,選用的極化電動機,針對電瓶用戶,可使用單相同步交流電動機或有刷直流電動機;

(2) 靜中通天線選用的俯仰電動機和方位電動機,可使用步進電動機或伺服電動機,極化電動機可使用單相同步交流電動機;

(3) 便攜站天線選用的俯仰電動機和方位電動機,可使用步進電動機,極化電動機可選用微型直流調(diào)速電動機/步進電動機;

(4) 動中通天線選用的俯仰電動機、方位電動機和極化電動機都可選用直流力矩電動機。

上述結(jié)論對衛(wèi)星通信地球站天線驅(qū)動電動機的選擇有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：字體設(shè)計 創(chuàng)造性思維 興趣 環(huán)境 想象

字體設(shè)計是實用美術(shù)專業(yè)課的基礎(chǔ)課程，而設(shè)計課要發(fā)揮作用，就要了解、尊重學(xué)生的思維表現(xiàn)特點，要適時的 “點擊”學(xué)生的創(chuàng)造性思維。在這里我提一些個人的建議：

一、關(guān)注身邊的問題。

字體設(shè)計需要創(chuàng)造性思維，創(chuàng)造性思維是在一般思維的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是后天培養(yǎng)與訓(xùn)練的結(jié)果。卓別林為此說過一句耐人尋味的話：“和拉提琴或彈鋼琴相似，思考也是需要每天練習(xí)的。”因此，我們可以運用心理上的“自我調(diào)解”，有意識地從幾個方面培養(yǎng)自己的創(chuàng)造性思維。

（1）生活化，選擇的課題要能直接引發(fā)學(xué)習(xí)興趣，因此字體設(shè)計題要有較強的生活感，富有生活情趣，能使學(xué)生產(chǎn)生聯(lián)想。如在學(xué)生軍訓(xùn)結(jié)束后，我立即上了“軍訓(xùn)”一課字體設(shè)計，因為軍訓(xùn)生活給許多學(xué)生留下深刻印象。這節(jié)課作業(yè)很成功，同學(xué)們用到了軍帽、皮帶、哨子等形象的圖案，設(shè)計的思路一下隨生活實踐被拓寬，想象力和創(chuàng)造意識大大增強。

（2）趣味化，在疑問中引發(fā)生動有趣的教學(xué)語言，能使學(xué)生“耳醉其音，心醉其情”，像磁鐵一樣吸引他們?nèi)プ非竺篮玫囊饩场３錆M激情的、生動形象的、具有優(yōu)美節(jié)奏感的語言定能把課上的情趣盎然。

二、營造創(chuàng)意的環(huán)境。

廣告班教室應(yīng)突出其特征，突出美。有條件的話可以采取固定布置和臨時布置相結(jié)合。固定布置即在教室的周圍有意擺放一些精美的工藝品，張貼一些富于想象的繪畫作品等，讓學(xué)生置身于良好的創(chuàng)新環(huán)境中，感受到濃濃的藝術(shù)氛圍，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。臨時布置則是專門為某堂課的內(nèi)容而臨時擺放的，如在教學(xué)設(shè)計字體“泥塑”中，教師可在課前準備一些富于想象的泥塑作品，陳列在中間，為學(xué)生的創(chuàng)造提供一定的思路。構(gòu)思時可以交流，每一幅作品完成一部分或結(jié)束前有一定時間交流，產(chǎn)生鏈式反應(yīng)，使一種新想法能激起更多的觀點。小組交流觀摩使課堂教學(xué)動中有靜，靜中有動，課題常規(guī)活而有序，“形散而神不散”，學(xué)生輕松設(shè)計，在交往中創(chuàng)新思維，創(chuàng)造意識得到多向發(fā)展。

三、展開“幻想”的翅膀。

愛因斯坦說過：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。”愛因斯坦的“狹義相對論”就是從他幼時幻想人跟著光線跑，并能努力趕上它開始的。世界上第一架飛機，就是從人們幻想造出飛鳥的翅膀而開始的。幻想不僅能引導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)新的事物，而且還能激發(fā)我們作出新的努力，探索，去進行創(chuàng)造性勞動。

設(shè)計課前，我經(jīng)常準備一些小文章啟發(fā)學(xué)生，從文章中找到感觸最深的詞語，進而展開聯(lián)想與想象，展開多種思維方式，比如我們思考“磚頭有多少種用途”。我們至少有以下各式各樣的答案：造房子、砌院墻、鋪路、剎住停在斜坡的車輛、作錘子、壓紙頭、代尺劃線、墊東西、搏斗的武器等等。

總之，創(chuàng)造力是人人都有的，只有將隱藏在學(xué)生身上的寶貴資源積極開發(fā)，才能培養(yǎng)出真正具有創(chuàng)造性思維的人才。

參考文獻

[1]吳敏，漢字思維與廣告設(shè)計[D]，北京服裝學(xué)院，2010年

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一、團結(jié)就是力量，和諧的團隊打造優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

近年來，隨著城區(qū)面積的不斷擴大，環(huán)衛(wèi)保潔的工作量也在不斷擴大，一大批下崗工人和無業(yè)人員進了環(huán)衛(wèi)處，當起了臨時工，成為環(huán)衛(wèi)工人的中堅力量，是城區(qū)衛(wèi)生保潔的主力軍。在路面清掃隊五墩西路組12名路面保潔員中，有11名是臨時工，她們沒有“嫌棄”自己的身份，與正式人員一起為我們城區(qū)道路的清潔和衛(wèi)生而默默奉獻著。

由于五墩西路較為特殊，衛(wèi)生保潔等級為一級保潔，要求較高，這條路只有保潔員12人，人均保潔面積5000平方米，她們肩上的壓力是可想而知的。要保潔好這條路，不僅要求她們每個人要做好自己的本職工作，還需要她們精誠團結(jié)，形成合力，才能發(fā)揮出更大的作用。為此，組長郭啟鳳要求大家要珍惜自己的“飯碗”，發(fā)揮出每一個人的作用，心往一處想，勁往一處使，共同把工作做好。她自己更是以身作則，每天早晨第一個到崗，最后一個回家，節(jié)假日、休息日也不例外。在她的帶領(lǐng)和影響下，全組人團結(jié)一致，迎著困難而上，克服了人力少、保潔難的問題，確保了路面的清潔衛(wèi)生。

在保潔過程中，她們根據(jù)這條路兩邊商業(yè)門市、店面比較集中的特點，采取主動上門收集垃圾的辦法，減少了垃圾上路，避免了垃圾污染。在保潔方法上，她們采取先收集后清掃再巡回保潔的方法，合理地支配了保潔時間，提高了衛(wèi)生保潔質(zhì)量。

說她們是一個團結(jié)的團隊還不夠，她們還是一個和諧的團隊。俗話說“人吃五谷雜糧，哪有不生病的”，每遇組里的同志生病了或有事請假，組里的其他人就會主動伸出援手，或去看望，或替她代班，沒有一句怨言，互幫互助的風氣在路面清掃隊五墩西路組已悄然形成，和諧的氛圍正向四周傳播。

正是有著這樣一支團結(jié)和諧的集體，五墩西路的衛(wèi)生保潔質(zhì)量才有了保證，在創(chuàng)建省級衛(wèi)生縣城等一系列的重大活動中做出了一定的貢獻，得到了上級領(lǐng)導(dǎo)的肯定和同事們的贊揚。

二、苦干實干加巧干，勤勞奉獻贏稱贊。

大家都知道，環(huán)衛(wèi)保潔工作是一個苦臟累的行業(yè)，天天與垃圾打交道，不僅臟不說，就是臭味也讓普通人避讓三舍。但我們可敬可愛的環(huán)衛(wèi)工人卻要與之整日整年接觸，這就是我們環(huán)衛(wèi)工人不怕苦不怕臟的優(yōu)良作風，也是環(huán)衛(wèi)人苦干實干的本色。

五墩西路的12名保潔員，在工作中，她們不僅發(fā)揚了環(huán)衛(wèi)工人苦干實干的優(yōu)良作風，她們還充分地發(fā)揮了她們的聰明才智。她們在做好自己本職工作的同時，還積極主動宣傳環(huán)衛(wèi)法規(guī)，參與管理，做好宣傳解釋工作，可以說是既當保潔員，又當管理員，宣傳員，在珍惜自己勞動成果的同時，也取得廣大市民的支持和理解，從而有效地提高了勞動效率和保潔質(zhì)量。

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關(guān)鍵詞：電動機；維護；監(jiān)視

隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，電動機的應(yīng)用已深入到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面，這也使得電動機在使用、保養(yǎng)和維護方面也越來越重要。雖然電動機應(yīng)用廣泛，種類繁多，性能各異，分類方法也很多，但其運行與維護基本一致。本文主要介紹了電動機運行和維護的方法。

一、電動機的啟動

1.新安裝或長期停用的電動機在啟動前的檢查

（1）電動機基礎(chǔ)是否穩(wěn)固、螺絲是否松動、軸承是否缺油、電動機接線是否符合電壓等級的要求、繞組絕緣是否符合要求（不應(yīng)小于0.5MΩ）等。（2）熔絲的額定電流是否符合要求、啟動設(shè)備的接線是否正確、啟動裝置是否靈活有沒有卡住現(xiàn)象、觸頭的接觸是否良好等。（3）電動機和啟動設(shè)備的金屬外殼是否可靠接地。

2.經(jīng)常使用的電動機在啟動前的檢查

（1）用驗電筆檢查三相電源是否有電、三相電壓有無過低情況（不低于340V）。（2）熔絲有無損壞、安裝是否可靠。（3）聯(lián)軸器的螺絲和銷子是否緊固、皮帶連接處是否良好、皮帶松緊是否合適、機組轉(zhuǎn)動是否靈活、有無摩擦、卡住、竄動、不正常的聲音。（4）機組周圍有沒有妨礙運行的雜物或易燃物品等。

3.啟動電動機時的注意事項

（1）操作人員應(yīng)檢查自己的服裝以防止卷入旋轉(zhuǎn)機械、機組近旁不應(yīng)有人。（2）拉合刀閘時操作人員應(yīng)站在一側(cè)防止電弧燒傷、拉合閘動作應(yīng)迅速果斷。（3）使用雙閘刀啟動、星三角啟動器或自耦減壓啟動器時，必須遵守操作順序。（4）幾臺電動機共用一臺變壓器時，應(yīng)由大到小一臺一臺地啟動。（5）一臺電動機連續(xù)多次啟動時（連續(xù)啟動一般不宜超過3～5次），應(yīng)按規(guī)定保留適當?shù)拈g隔時間，防止啟動設(shè)備和電動機過熱。（6）合閘后如果電動機不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速很慢、聲音不正常時，應(yīng)迅速拉閘檢查。檢查的順序和內(nèi)容包括：電源是否有電、熔絲是否燒斷、電動機引線是否斷裂、負載是否過重、被帶動的機械是否出故障、電動機繞組是否斷線或短路、轉(zhuǎn)子是否斷條等。

二、電動機在運行中的監(jiān)視

1.電流的監(jiān)視

電動機在運行時，注意從電流表上觀察電動機的電流是否超過額定電流及三相電流不平衡程度。當環(huán)境溫度為40℃時，電動機的電流不得超過額定電流；如果環(huán)境溫度高于40℃時，則必須減少電動機的負載，從而降低電動機的工作電流；如果環(huán)境溫度低于40℃時，則可以適當增加電動機的負載。如果電動機的工作電流長期超過額定值或三相電流不平衡度超過10%，說明電動機有故障必須及時排除。

2.電壓的監(jiān)視

電源電壓過低、過高或三相電壓不平衡都會引起電動機過熱甚至燒毀。按規(guī)定電壓偏差不大于±5%，如果大于此值則應(yīng)調(diào)整負載或與供電部分一起解決，若是電壓過低，則應(yīng)使部分不太重要的負載在電壓過低時停止運行。另外，由于三相負載不平衡也會造成三相電壓不平衡，從而引起電動機的發(fā)熱，因此要求三相電壓中的任意兩相的電壓差值不得超過5%。

3.電動機溫升的監(jiān)視

電動機運行后溫度會逐漸升高，但不應(yīng)超過規(guī)定的允許溫升（一般不超過60℃）。當電動機的接線有錯誤、一相繞組接地、兩相繞組短路、單相運行、定子繞組間短路、通風不良、負載過重、電源電壓過高或過低及三相電壓嚴重不平衡時，都可能造成電動機的溫升過高，這樣會使絕緣材料加速老化而縮短電動機的使用壽命（絕緣材料的絕緣等級允許極限溫度如下表）。因此，監(jiān)視溫升是監(jiān)視電動機運行狀態(tài)的直接可靠的方法。

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監(jiān)視溫升最簡單可靠的方法是用手摸。用手背面試摸電動機的機殼和軸承端蓋處，如果感到很燙手則說明電動機已經(jīng)過熱了（滑動軸承溫度不應(yīng)超過70℃；滾動軸承溫度不應(yīng)超過80℃）。另外一種方法是在機殼上滴幾滴水，如果只見熱氣而沒有聲響，說明電動機沒有過熱；如果既冒熱氣又可聽到“咝咝”的聲音，說明電動機已經(jīng)過熱。如果想準確知道電動機的溫度應(yīng)使用溫度計測量。

4.電動機出現(xiàn)故障的常見現(xiàn)象

電動機在運行過程中可以通過聽、看、摸、聞等出現(xiàn)的現(xiàn)象來判斷是否出現(xiàn)故障，做到及時發(fā)現(xiàn)，及時維修，排除隱患。當電動機發(fā)出很大的嗡嗡聲，表明電動機電流過大或斷相；有摩擦聲，表明定、轉(zhuǎn)子鐵芯相擦；震動聲音很大說明地基不穩(wěn)固、底角螺柱松動、定子繞組斷線或短路或轉(zhuǎn)子斷條等；若有特殊氣味或焦臭味乃至冒煙，表明絕緣燒焦或線圈內(nèi)部短路；若將木柄螺絲刀觸到軸承蓋時耳朵貼在木柄上，如果聽到“咕嚕咕嚕”聲表明軸承損壞，若是“咝咝”聲則為軸承缺油。

5.監(jiān)視傳動裝置的工作情況

電動機在運行時，應(yīng)注意皮帶輪或連軸器是否松動。皮帶在皮帶輪上不應(yīng)有打滑現(xiàn)象，如有打滑或跳動現(xiàn)象說明皮帶太松，應(yīng)加以糾正；皮帶也不能拉得太緊使拉力過大，軸承容易磨壞，溫度易迅速上升。同時，還應(yīng)防止皮帶受潮、注意皮帶結(jié)合處的連接情況以及注意檢查電動機的工作環(huán)境等。

三、電動機的定期檢修

1.電動機的定期小修

電動機的小修作為一般檢修，對于電動機、啟動設(shè)備及其它裝置不作大拆大卸，一般每半年小修一次。電動機的小修內(nèi)容主要包括：①清擦：擦拭電動機機殼及啟動設(shè)備，清除灰塵和油垢；②測量絕緣電阻：用兆歐表測量電動機和啟動設(shè)備的絕緣電阻，如果絕緣電阻小于0.5MΩ，則應(yīng)做干燥處理；③檢查及清擦接線端子：檢查接線盒中的壓線螺母是否有松動或燒傷，擰緊壓線螺母，清擦接線端子的灰塵污物；④檢查螺絲及接地線：檢查底角螺絲、端蓋螺絲、軸承蓋螺絲是否擰緊，檢查接地線是否牢固、良好；⑤檢查電刷裝置：調(diào)整刷握支架和彈簧壓力，更換損壞電刷，清除集電環(huán)上的油垢并用細砂紙磨光環(huán)上的灼痕；⑥檢查傳動裝置：檢查皮帶輪或連軸器有無損壞，安裝是否牢固，檢查皮帶及其連接是否完好；⑦檢查開關(guān)：檢查開關(guān)機構(gòu)是否靈活，觸頭接觸是否良好，有無燒傷和腐蝕現(xiàn)象，引線的接頭是否可靠；⑧檢查軸承：拆開軸承蓋檢查油是否變臟、干涸，如果油已變臟應(yīng)換上適當?shù)男掠停粰z查軸承是否有損壞以便為電機的大修做準備。

2.電動機的定期大修

電動機的大修是全部拆開對電動機做全面檢查，徹底清擦與修理。一般大修周期為1～2年。電動機大修的主要內(nèi)容包括：①清除灰塵油垢：設(shè)備長期使用后機殼上積聚大量灰塵會影響散熱；在潮濕環(huán)境下灰塵還吸潮，降低絕緣電阻，因此大修時必須徹底清除內(nèi)部污垢及繞組表面灰塵；②清洗軸承與換油：拆卸軸承有兩種方法，一種是利用專用拉具拆卸，另一種是用敲打法將軸承逐漸地拆卸下來，然后放入汽油或煤油中清洗干凈。清洗后應(yīng)仔細檢查軸承的磨損情況，及時更換新軸承。軸承換油，可用刮板或手指將新油涂在軸承內(nèi)腔中，油不要上得太滿，一般約占軸承內(nèi)腔的2/3為宜。安裝軸承前，應(yīng)將軸承內(nèi)蓋先套在軸上，安裝時應(yīng)把軸承有標志的一面朝外，以便查看，再用金屬套筒頂住軸承內(nèi)圈，用手錘敲打套筒另一端，即可安裝好軸承。此時用手轉(zhuǎn)動一下軸承，若轉(zhuǎn)動靈活，即合乎要求；③檢查定子和轉(zhuǎn)子：檢查定子繞組有無相間短路、斷路、錯接等現(xiàn)象，檢查轉(zhuǎn)子是否斷條，定子和轉(zhuǎn)子鐵芯有無磨損和變形，鐵芯變形應(yīng)加以修整，定子繞組有短路、斷路現(xiàn)象，應(yīng)更換局部損壞線圈及重繞燒毀繞組。④檢查附屬裝置：內(nèi)容和方法與電動機小修內(nèi)容相同。大修后要試車，先對電動機和啟動設(shè)備作一次全面檢查，如果各部分都正常再將電動機啟動，空載運行半小時后再加負載試車，以便檢查大修后的質(zhì)量。

四、結(jié)束語

近年來，隨著生活水平的不斷提高，各種生活電器成為人們身邊隨處可見的必備品，同時，在生產(chǎn)和生活中也有很多電動機的應(yīng)用，因此掌握一些小功率電機的運行與維護的方法對延長電器使用壽命也是必不可少的。

參考文獻：

篇10

關(guān)鍵詞：機電設(shè)備；安全；管理；重要性；問題

高效率、高質(zhì)量的管理是保障安全生產(chǎn)的重要前提條件。在企業(yè)安全管理中具有多因素、多環(huán)節(jié)的特點，加之一些企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的特殊，對機電設(shè)備的安全運行提出了較高的要求。通過大量調(diào)查顯示，企業(yè)發(fā)生事故很多是由于機電設(shè)備問題而產(chǎn)生的。因此，必須要做好設(shè)備管理工作，及時發(fā)現(xiàn)管理中存在的問題，保證機電設(shè)備的正常運行。

1 機電安全管理的必要性

在當今科學(xué)技術(shù)日新月異的新時代中，機電設(shè)備的自動化、一體化水平不斷提高，從而對機電設(shè)備的安全管理工作提出了新的要求。機電設(shè)備的安全管理工作有利于促進企業(yè)安全生產(chǎn)的順利開展，只有做好安全管理工作，才能夠保障機電設(shè)備的安全可靠運行。但是，從目前的實際情況來看，我國許多企業(yè)的機械設(shè)備安全管理并沒有做到位，很多企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)沒有充分認識到設(shè)備管理的重要作用，也沒有制定相應(yīng)的管理制度和管理措施，導(dǎo)致機電設(shè)備的管理質(zhì)量偏低，這在很大程度上阻礙了企業(yè)的健康發(fā)展。在市場競爭非常激烈的環(huán)境中，企業(yè)想要取得一席之地，就需要提高開采效率，保障開采質(zhì)量，而機電設(shè)備有著十分關(guān)鍵的作用。由此可知，機電設(shè)備的安全管理不僅可以提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且還能夠保障工作人員的生命安全，促進我國社會和諧穩(wěn)定的發(fā)展。

2 機電設(shè)備安全管理存在的問題

2.1 過分重視整體管理，忽視細節(jié)管理

從目前的實際情況來看，我國企業(yè)機電安全管理工作仍舊以傳統(tǒng)模式為主，沿用粗放型管理。大多數(shù)企業(yè)在機電設(shè)備的安全管理過程中，過分重視整體管理，而忽視細節(jié)管理。例如對于電纜安全性的重視程度偏低，忽視小型電機的作用。但是在實際工作中，電纜和小型電機的使用數(shù)量較多，發(fā)揮著很大的作用。如果企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)忽視這些細節(jié)部分的管理工作，將會對整個企業(yè)的安全生產(chǎn)產(chǎn)生重要的不良影響，嚴重者甚至還會引發(fā)安全事故。

2.2 機電設(shè)備更新速度慢

由于受到環(huán)境、使用等因素的影響，機電設(shè)備在使用過程中會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，甚至還在使用期限內(nèi)便出現(xiàn)了陳舊的現(xiàn)象。由此可知，在機電設(shè)備運行過程中，存在著很大的安全隱患。很多C電設(shè)備的工作儀表由于在運行中出現(xiàn)了問題，沒有得到及時的更新，不僅降低了機電設(shè)備的運行質(zhì)量和效率，而且還降低了機電設(shè)備安全管理工作的水平。此外很多已經(jīng)達到使用期限的設(shè)備，由于各種因素的影響（例如企業(yè)資金不足等），不能夠得到及時的更新，仍然繼續(xù)投入使用，這給企業(yè)安全生產(chǎn)埋下了巨大的隱患，嚴重阻礙了機電安全管理工作的順利開展。

2.3 管理制度有待完善

由于企業(yè)的生產(chǎn)強度在不斷增加，對于機電設(shè)備的安全管理工作提出了更高的要求。但是，很多企業(yè)的機電安全管理制度仍然采用以前制定的，導(dǎo)致很多管理內(nèi)容無法滿足當前企業(yè)的發(fā)展要求。因此企業(yè)必須及時、有效的完善管理制度。目前，最為突出的問題便是機電設(shè)備安全管理問題的責任制度。大多數(shù)企業(yè)內(nèi)部的機電設(shè)備安全管理人員工作標準與上崗標準之間存在著很大的差異，安全管理效率偏低，無法滿足達標率，對企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了嚴重的影響。

2.4 安全管理人員素質(zhì)不高

很多機電安全管理人員由于缺乏工作經(jīng)驗，負責范圍比較寬廣，工作內(nèi)容較多，甚至還出現(xiàn)了一人身兼多職的現(xiàn)象，這不僅降低了機電安全管理的工作質(zhì)量，而且還為企業(yè)生產(chǎn)埋下了巨大的安全隱患。另外，一些企業(yè)對于機電安全管理工作的重視程度不夠，生產(chǎn)依然是企業(yè)重要的工作內(nèi)容，輕管理、重生產(chǎn)的現(xiàn)象比較突出。雖然企業(yè)制定了相應(yīng)的機電設(shè)備安全管理管理制度，但是在實際生產(chǎn)中，這些管理制度一般流于形式，沒有落實到實際之中，從而在很多大程度上阻礙了機電安全管理工作的順利進行。

3 解決機電設(shè)備安全管理問題的重要措施

3.1 及時更新機電設(shè)備

及時更新機電設(shè)備是企業(yè)開展機電設(shè)備安全管理工作的重要前提條件。企業(yè)管理人員應(yīng)該充分認識到，如果機電設(shè)備安全管理工作水平偏低，不僅會阻礙企業(yè)生產(chǎn)的順利進行，嚴重者甚至還會引發(fā)安全事故的發(fā)生，得不償失。因此，企業(yè)應(yīng)該對機電設(shè)備進行全面的檢查，對于存在故障和問題的機電設(shè)備應(yīng)進行及時的更新，對于不符合安全規(guī)定要求的設(shè)備及時更換，淘汰落后的陳舊設(shè)備，引入新的節(jié)能型現(xiàn)代化設(shè)備。操作員工應(yīng)該嚴格按照作業(yè)規(guī)程合理操作，并正確維護和保養(yǎng)機電設(shè)備，保證設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，保障機電設(shè)備能夠安全、可靠的運行。

3.2 提高管理人員的專業(yè)素質(zhì)

想要提高機電設(shè)備的安全管理工作質(zhì)量，就必須具備兩個條件，即先進的技術(shù)設(shè)備和高素質(zhì)的管理人才。先進的技術(shù)設(shè)備需要高素質(zhì)的管理人員進行管理，否則也無法充分發(fā)揮出相應(yīng)的作用。對于管理人員而言，應(yīng)該樹立先進的科學(xué)管理理念，采用有效的管理手段，主動積極地開展安全管理工作。同時企業(yè)相關(guān)部門應(yīng)該加強機電設(shè)備安全管理人員的考核與培訓(xùn)力度，建立合理的競爭機制，促進管理人員積極主動學(xué)習(xí)安全知識。除此之外，想要提高管理人員的整體素質(zhì)，還需要培養(yǎng)他們的責任意識，選拔一批素質(zhì)較高、能夠吃苦的工作人員擔任技術(shù)職務(wù)，并建立相應(yīng)的考核激勵機制，培養(yǎng)技術(shù)骨干，通過崗位訓(xùn)練和培訓(xùn)，提高他們的技術(shù)水平和質(zhì)量。

3.3 完善機電安全管理制度

為了能夠有效提高機電安全管理質(zhì)量和水平，首先就需要制定完善的機電安全管理制度。在實際過程中，企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身情況，認真、全面分析當前機電設(shè)備安全管理工作的制度，找出其中存在的空白區(qū)域，并進行完善，形成科學(xué)合理的機電設(shè)備安全管理制度。通過對設(shè)備運行檔案進行記錄、分析，進而結(jié)合設(shè)備使用說明書及設(shè)備工作時間，可以制定月檢、季檢、年檢的設(shè)備檢修任務(wù)書，以此完善設(shè)備管理與維護的工作標準，使得設(shè)備維修管理機制更加科學(xué)化。完善設(shè)備維護管理重點，細化設(shè)備責任區(qū)域。設(shè)備維護保養(yǎng)工作落實到個人，實施包機責任制，進一步強化設(shè)備的維護保養(yǎng)工作。通過讓設(shè)備保養(yǎng)工作與經(jīng)濟掛鉤，與行政處罰相結(jié)合，日常對設(shè)備進行跟蹤管理，建立健全設(shè)備檔案，為以后設(shè)備更新選型提供可靠依據(jù)。除此之外，在落實機電設(shè)備安全管理制度過程中，應(yīng)該實施動態(tài)管理，對于其中不合理的地方進行整改和更新，使制定的機電安全管理制度能夠有力促進安全管理工作的開展，提高安全管理工作的效率和質(zhì)量。

3.4 積極開展機電標準化管理

建立完善的機電標準化管理，就需要企業(yè)引導(dǎo)機電設(shè)備管理人員樹立質(zhì)量標準化意識，按照相應(yīng)的標準和要求積極開展機電安全管理工作。對此，首先需要加強企業(yè)的信息化技術(shù)，提高其信息化水平，建立信息系統(tǒng)，并通過信息系統(tǒng)進行微機管理，便于對不同生產(chǎn)現(xiàn)場的不同設(shè)備的分布以及運行狀態(tài)進行及時掌握。同時還需要記錄和控制設(shè)備的購買、檢查、保養(yǎng)、維護、零件配置等，實施有序、科學(xué)的管理，使機電設(shè)備能夠充分滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求，以此降低企業(yè)的運行成本；其次，企業(yè)應(yīng)該重視質(zhì)量升級、薄弱環(huán)節(jié)以及達標頭面、機房、機道，積極實施“三抓”手段；最后，企業(yè)必須建立幾點設(shè)備標準化的獎懲制度，開展相關(guān)的競賽活動，樹立標準化的樣板工程。引導(dǎo)機電人員從思想上追求卓越，以此促進機電設(shè)備標準化工作的有效開展。

4 結(jié)語

新技術(shù)、新設(shè)備的引進，為生產(chǎn)提供了重要的保障。隨著企業(yè)機電設(shè)備的增加，安全管理問題也開始凸顯出來。為了能夠促進企業(yè)的良好發(fā)展，必須要加強機電設(shè)備的安全管理工作，提升機電管理及操作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，有效解決機電設(shè)備中經(jīng)常出現(xiàn)的一些故障和隱患，規(guī)范日常使用與維護管理，確保企業(yè)安全生產(chǎn)的順利進行，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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