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开运潇潇
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童鞋哈哈

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随着科学技术的快速发展,作为一门新兴的技术,电气工程及其自动化已被广泛应用到各个行业。下面是我为大家整理的电气工程及其自动化设计 毕业 论文,供大家参考。

摘要:当今世界的科学技术突飞猛进,信息技术也得到了跨越式发展;电力系统为了不落伍于时代,满足社会发展变革的需要,从未停止过发展的步伐,不仅逐渐提高了自动化程度,还将以节能设计为发展的方向。本章就电气自动化的节能设计技术进行深入的探讨,来促进节能技术在电气系统中的运用。

关键词:电气节能;自动化工程;设计应用

中图分类号:TE08文献标识码: A

引言

随着我国经济建设的飞速发展,全球能源危机的爆发,使能源节约成为现代社会、经济以及文明发展的重要课题。无论是供配电系统或用电设备,不同配件的选择,不一样的设计线路方式等,在能源的节约或浪费上都存在一定的差异,在这里,本文主要就电气节能设计的应用谈谈自己粗浅的认识。

一、电气自动化节能设计的重要性

在世界经济高速发展的今天,各领域的生产能力都发生了很大的变化,同时能源的问题也在不断的出现。我国在工业和农业的生产过程中对能源的利用情况并好,对环境缺乏保护的意识。而在总的能源损耗中,工业以及建筑业的占比相对较大,而且还不断成上升的趋势。

目前节能减排已经成为了可持续发展战略中至关重要的环节,今天人们对电气能源的需求在明显增加,电能在很多领域都出现了超出供应,限电以及节电的情况。可见,电气节能已经成为重中之重,国家也在不断出台政策来控制电气能源的浪费和损耗。

二、电气自动化节能设计的 方法

1、将电能在线路中传输的消耗降到最低

电能使用电缆作为传输工具,电缆作为一种电阻,在传输的过程中会有电能消耗掉,而电线中的电流却没有变化。要使得电线中电能在传输的过程中尽量的少损耗,就应该将改变电线的电阻,尽量使电线的电阻降到最低。导线的电阻与与导线的长度有关,线路越长线路的电阻就越大。那么如何来有效降低线路的电阻,将电能的消耗降到最低?可以采用以下几种 措施 :在电缆的选择上应该选择那些电阻率较小的材质的电缆;优化线路的布局,线路尽量采用最短线路,如能够直线布局最好;在有条件的情况下,供电源与用电源尽量缩到最短;尽量选用横截面较大的导线,导线的横截面与导线电阻成反比,采用较大横截面的导线,将能够有效的降低线路电阻,降低电能在传输中的损耗。

2、合理配置变压器

在电气节能技术的工程设计中,合理配置变压器可有效达到节能目的。对于变压器来说,负载损耗和空载损耗是其主要的有功损耗。在选择变压器时,须从多个方面综合考虑,如产品型号、产品负荷、变压器容量等。从型号上来看,主要以选择空载损耗或者是负载损耗较低的新型产品为主;从容量上来看,变压器的容量不能过大,条件允许的话,尽量选用单台容量低于1000kVA的变压器;从负荷率方面来看,合理的负荷率一般在75%-85%之间。若负荷率低于50%,空载的消耗比重载会增加,使整个系统的电能增加,若负荷率高于85%,会降低变压器使用寿命,也不利于电器的节能设计。

3、无功补偿

在配电设备中,无功功率所占有的容量相当大。这就导致了线路在传输电能过程中损耗变大,也将使电网中电压变低,影响用户的使用。无功率补偿所占容量过大,加大了电网的运行负担,使电力公司蒙受一定的经济损失。功率因数偏低,是无功功率对对用户的直观体现。如果功率因数小于0.9,则用户需要缴纳罚金,这将损害用户经济利益,与此同时,也不利于电力公司长远的经济利益。因此解决此问题需要科学合理选用无功补偿设备,至少是功率因素在1以上,才能维持电压网电压的稳定,保证用户稳定使用电能,实现企业的社会效益与经济效益双佳。

4、有源滤波器的应用

电气设备在正常运行的过程中,出现谐波是没有办法避免的,该谐波不但会降低电气设备的使用性,还会给电气设备的整体质量造成很大程度的损坏,从而导致非常严重的电气能源损耗和浪费。另外,由于谐波会经常的作用于电网上,还会引起电网电压不稳,这样就容易会出现失误操作,从而影响电气设备的健康运行。同时,谐波还会缩短电动机的使用寿命,还会打扰 其它 设备的工作等等。然而,有源滤波器的运行速度很快,可以彻底的滤波,当然价格也要比无源滤波器要高,可是它在工作的过程中不会产生任何副作用,因此,应用有源滤波器可以更加有效的对谐波进行过滤,减少谐波的出现,降低失误率,进一步提高供电的可靠性,还可以保证电气设备的正常运行,对电气设备起到了更好的保护。

5、照明节能灯的选择

在电气节能设计中,“照明”是必不可少的环节,因此照明节能灯的选择,就显得尤为重要。在选择照明灯的时候,我们要根据照明场所的特点、照明空间的大小、照明灯的控制方式等多方面综合考虑,在保证照明充足的前提下,多选用新型的节能灯、太阳能灯、高效荧光灯以及气体放电灯等这一类高效的光源。如普通室内的照明,应避免使用白炽灯,可采用小功率的LED光源灯;阳光充足的南方地区,可以选用太阳能灯作为街道或工业企业厂区的路灯等。从照明灯的控制方法上说,室内的照明灯应注意尽量做到一灯一开关、多灯多开关,避免多灯、多路共用一个开关,使用过程中造成能源的浪费;多层建筑楼梯间、除电梯间的公共区域等尽量采用声控自熄灯,以有效节约能源。

6、电动机的选择

工业用电过程中的节能措施,除上面提到的三种外,另一个关键措施就是电动机的选择。工业用电负荷中,电动机负荷占很大比例,因此当电动机的功率因数和效率提高时,就可以将工业用电的功率损耗降低。在选择电动机时,应该选择高效率的电动机,以提高电动机的功率和效率,减少电动机的电能的损耗,如采用Y、YZ、YZR等高效率的电动机。但需要考虑的是,新型的高效率的电动机,其价格也相对昂贵,高于普通电机很多,因此,在选择电动机前,除考虑电动机的功率与效率,也要同时考虑经济效益。电动机的经济效益可以通过最大使用年限来衡量。即任何电动机都是有使用寿命的,在到达使用寿命时就需要回收,而高效率的新型电动机由于其较普通电机效率高,电能损耗少,使用寿命就长,回收年限就较高,而这部分“回收年限”可以用“新型电动机价格高于普通电机的价格”除以“使用新型电机降低损耗所减少的费用”来计算,当“回收年限”在可接受的范围之内时,即可采用新型电机。经过很多专业人士多年的实验数据得知,一般当负载率高于0.6、电动机年持续运行时间超过3000小时以及电机单机容量较大时,选用新型电动机可以满足经济要求。

三、电气自动化的节能的设计应用

1、优化配电设计

电力系统服务的目标是为电气系统的工程设备提供充足的动力。因此,必须充分考虑电力系统的适用性,以符合配电设计的标准。关于电力系统的适用性,首先应当达到用电设备负荷容量与可靠性的要求,严格控制电气设备的质量,在进行配电时,不但要保障用电设备的基本要求,还应当确保电力系统的灵活性、可靠性,保证其稳定、高效地运作。其次是要保障电力系统的安全性,要选择绝缘性能较好的导线,在布线的过程中要注意导线之间的绝缘应保持适度距离。再次是要保障导线的热稳定、动态稳定以及负荷能力,在电力系统运作时,要保证配电与用电设备的安全性。最后是选择良好的接地和防雷设施。

2、提高电气系统的运作效率

电力系统首先要做的就是对节能设备进行选择,选择一个好的节能设备可以为其本身的节能提供条件,并且还能够采用无功补偿、降低电路损耗,以及均衡负荷的方式来保障电力系统的在运作时的节能效果,比如,在进行配电设计的过程中,可以采用合理选择设计系数与合理调整负荷来实现。通过采用上述办法,在电力系统的安装与运作过程中,能够有效地提高设备的运作效率和电源的利用率,如此一来就能够最大限度地降低电能的损耗。

结束语

进入新世纪以来,节能经济己在我国广泛普及,我国的节能经济战略已全面推广,并为企业节能经济的开展制定了更优惠的政策,我国政府对节能经济的研发提供了积极的扶持。我国正不断地提高企业在节能领域的自主创新能力,使得各种先进的节能技术不断被研发出来。因此,我国电力自动化企业应当抓住机遇,迎接挑战,强化节能意识,积极研发电气自动化技术与产品,推动我国节能经济的快速发展。

参考文献

[1]伍廷熙.谈电气节能在工程设计中的应用[J].城市建设,2010年.

[2]张欣.建筑电气设计中的节能措施[J].工程建设与设计,2011年.

摘要:随着我国社会经济发展脚步的不断加快,社会各领域对建筑电气工程自动化设计的要求也必然会越来越高,对建筑电气工程自动化设计质量进行严格控制,最大限度发挥其优势也成为了相关部门所面临的一项重大课题。鉴于此,文中笔者根据多年工作 经验 对建筑电气工程自动化设计存在的问题及自动化技术的完善策略进行简要阐述。

关键词:建筑电气;电气工程;自动化;设计;

中图分类号:F407文献标识码: A

在科学技术不断进步的时代,社会各领域逐渐实现了自动化和智能化,建筑电气工程也不例外。随着人们生活水平的不断提高,对电气工程自动化设计质量也有了较高的要求,为了充分满足人们的诸多要求,在分析目前建筑电气工程自动化设计中存在问题的基础上,对电气工程自动化设计进行不断完善具有重要意义。

一、电气工程及其自动化的发展史

按照使用的电子电力器件不同,电气工程及其自动化的发展主要经历了四个阶段,第一阶段所使用的电子电力器件为晶闸管,由于其自身具有硅整流器件的特征,能够在高电压、大电流的条件下工作,因此,对其应用一直延续至今。第二阶段所使用的电子电力器件为全控制式器件,这种器件不仅能够通过信号控制其导通,而且还能够控制其关断,又被称之为自关断器件。第三阶段所使用的电子电力器件为复合型电力电子器件IGBI和MGT,最后,第四代电力电子器件是功率集成电路PIC。经历这四个阶段的电气工程自动化已经逐步趋于完善,被广泛应用到社会各个领域的发展中。

二、目前建筑电气工程自动化设计中存在的问题

随着社会发展对建筑电气工程自动化要求的不断提高,传统建筑电气工程设计中存在的问题也越来越多,不仅不能有效满足人们的根本需求,而且还在很大程度上制约了建筑电气工程的可持续发展,这些问题主要体现在以下几个方面:

1.设计的深度不够

就我国目前建筑电气工程使用的情况来看,经常会出现各种各样的问题,对整个项目的使用功能造成了很多不必要的影响。究其原因,主要是因为设计人员在对工程进行具体设计的时候,忽略了设计内容的可实施性,从而导致整体设计缺乏一定的深度,造成在某些施工安装的环节中存在很大不必要的麻烦,甚至还会出现一些设计上的缺陷问题,导致安装的可操作性大大降低。由此可见,如果设计人员在对工程进行设计的时候,没有按照必要的深度去对工程的各个环节进行计算和标注,那么势必会导致设计内容缺乏科学性和合理性,从而影响到工程的整体质量。

2.设计的标准不够规范

设计的标准不够规范也是目前建筑电气工程自动化设计中存在的一个重要问题,而由于此项问题引起的后果也是不容忽视的。比如说,在对一栋大楼进行设计的时候,设计人员如果没有严格按照设计的标准来进行规范和设计,那么就很有可能将一些重要的设计环节遗漏,在工程投入使用之后,必然也就无法满足人们的日常需求。由此可见,设计标准对于一项工程的整体设计具有不可或缺的作用,如果不能达到设计标准,那么势必会造成较多的安全隐患。

3.设计配合不科学

在目前建筑电气工程设计中,涉及了多个专业的工程设计和安装环节,如果想要从根本上确保工程的顺利施工,那么就必须对各个专业和安装环节进行合理协调,确保彼此之间达到有效配合。但就我国目前建筑电气工程自动化设计的现状来看,很多环节的施工图都没有完善,或多或少都会忽略到一些东西,正是由于这些问题的存在,不仅会给施工人员的施工作业带来麻烦,而且还会给监理人员的工作带来阻碍,甚至还会引起意外事故。

三、建筑电气工程自动化设计的策略分析

就我国目前社会发展对建筑电气工程自动化设计的要求来看,不仅要满足家电用电、照明、安全用电等需求,而且还要保证工程设计的实用性、美观性和便捷性,结合以上几种需求,工作人员在对建筑电气工程进行自动化设计的时候,可以从以下几个方面进行考虑:

1.强电系统网络设计

强电系统主要指的是交流电电压在24V以上的电力系统,比如说电灯、插座等。在建筑电力工程自动化设计中,强电系统的网络设计内容主要包括照明线路、用电弦线路以及消防系统中的控制线路等。由于强电系中涉及到的电压最高,对线路的设计要求也有所增加,相关的制约机制和合计更加复杂,对于难度和精度的要求也越来越严格。因此,为了能够确保强电系统的网络设计达到工程的需求,设计人员在对其进行设计的时候,要将所有的设计内容一次性纳入到设计当中,反复检查,必须确保没有遗漏的项目之后,才能够将工程设计交予施工人员。

2.弱电系统网络设计

一般来说,建筑中的弱点主要可以分为两种类型,一种是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流和直流之分,交流36V以下,直流24V以下,另一类是载有语音、图像以及数据等信息的信息源,比如说电话、电视以及计算机的信息等。而建筑电气工程自动化设计中所涉及到的弱电系统,通常指的是后者。然而,随着计算机技术的飞速发展,在原有弱电系统的基础上,又加入了计算机终端系统线路、网络终端系统线路以及电化 教育 系统线路的设计等。由于这类系统的网络设计涉及到要对电场、磁场或电磁场屏蔽直接地线路,因此,设计人员在对其进行设计的时候,必须要首先将防雷接地装置线路和屏蔽保护接地线路进行事先考虑和安排。

3.电气工程设计中的对策分析

为了确保建筑电气工程自动化设计的顺利实施,在对工程进行设计的时候,设计人员首先要严格按照工程的设计标准来进行工程设计,对于工程中涉及到的设备型号和参数,都要有明确的标准。其次,在对设计图进行审查的时候,一定要认真对待,仔细的核对图纸中的任何一个环节和数据,一旦发现问题,应及时予以改正,只有这样,才能够有效避免由于设计不科学而引起的质量问题,确保设计达到相关标准,使施工顺利展开。

4.建筑中电气工程及其自动化技术的完善

建筑中必须有一套自动化系统框架。这是为了保证建筑的正常运行的同时能够适应多种 外接设备 和用电系统,在建立自动化系统的同时要使其具备能够处理功能,发现问题的能力,这就需要在设计中加入适当的管理模块。并且根据需要,将设备的使用功能加载到管理模块中。

每个建筑都要有一套的自动化框架系统,它要作为后续建设的基本依据,并且在发生功能改变的同事能够发挥系统的指导性作用,在数据管理、监控、设备养护等方面发挥自身的作用。在自动化设备的选择上要符合建筑的使用功能,因为电气自动化技术的基础就是通过自动化设备来提高和完善整个建筑功能的,并且通过合理的自动化技术使设备的运行环境更加的高效。在很多情况下。电气自动化被分为三种,首先是开关的自动化转变,这是对设备实现自动化的基础,自由在设备的开关问题上进行升级,才能体现自动化的有效性。

其次是对设备中信号、监控、网络传输的自动化转变,这通常是使用信号转换器和收集器进行完成的,一般情况下通过对信息的传送和收集能够体现出建筑用电环境的状态,对危险源能够进行及时的消除和预防。第三种是针对设备的运行环境进行控制,这种控制主要来自于环境监控的主要形式,可以通过监测过程对设备的温度、电压、功率等进行控制,并且建立最低容纳性,使外部的环境性能能够被正确的判断出来,当外部链接性较大时,控制中心就会通过数据变化所发出相关的动作指令。

结束语

总之,在未来的时间里,设计人员必须根据工程的实际需求,采取科学合理的设计方法,确保工程质量,从而促进我国建筑行业的可持续发展。

参考文献:

[1]赵光根.刘玉兰.建筑中电气工程及其自动化技术的完善策略分析[J].商场现代化,2013(11).

[2]王喜玲,邱训和.浅谈建筑电气工程施工质量控制及安全管理[A].土木建筑学术文库(第11卷)[C].2009年

[3]赵文选.建筑电气工程主要节能技术分析[A].河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集[C].2010年

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墨迹墨迹小蜗牛

机电一体化毕业论文绪论现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。一、机电一体化概要机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。二、机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70~80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:①mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;②机电一体化技术和产品得到了极大发展;③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向.三、机电一体化的发展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:3.1智能化智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。3.2模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。3.3网络化20世纪 90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system, CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。3.4微型化微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。3.5绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。3.6系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。四、典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、 CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。五、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。(一)我国“机电一体化”工作面临的形势1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。(二) 我国“机电一体化”工作的任务我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。六、我国发展“机电一体化”的对策(一)加强统筹安排,协调发展计划目前,我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车!(二)强化行业管理,发挥“协会”作用目前,我国“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……(三)优化发展环境、增大支持力度优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。(四)突出发展重点,兼顾“两个层次”机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。七、结语综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明

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楼兰陶瓷

电气控制与保护内容摘要:近几十年来,随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展,中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速,更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用,它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。关键词:技术现状 工作原理 运行维护一、电动机技术发展及现状电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的,反过来,电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电机的基本结构变化不大,但是电机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机,控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点,已成为电机学科的一个独立分支。它应用广泛,种类繁多。性能各异,分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种:一种是按功能用途分,可分为发电机﹑电动机,﹑压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能,它可以作为拖动各种生产机械的动力,是国民经济各部门应用最多的动力机械,也是最主要的用电设备,各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机.在现代化工业生产过程中,为了实现各种生产工艺过程,需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转,可以采用气动,液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济,能实现远距离控制和自动控制等一系列优点,因此大多数生产机械都采用电力拖动。按照电动机的种类不同,电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。纵观电力拖动的发展过程,交,直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前,直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式,19世纪末期,由于研制出了经济实用的交流电动机,致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用,但随着生产技术的发展,特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步,对电力拖动在起动,制动,正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的,更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求,所以20世纪以来,在可逆,可调速与高精度的拖动技术领域中,相当时期内几乎都是采用直流电力拖动,而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点,但是由于它具有电刷与换向器(又称整流子),使得他的故障率较高,电动机的使用环境也受到了限制(如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用),其电压等级,额定转速,单机容量的发展也受到了限制。所以,在20世纪60年代以后,随着电力电子技术的发展,半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来,大规模集成电路和计算机控制技术的发展,为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速,各种类型的变频调速,无换向器电动机调速等,使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽,稳态精度高,动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能,在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外,由于交流电力拖动具有调速性能优良,维修费用低等优点,因此它今后将广泛应用于各个工业电气自动化领域中,并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。经历了100多年的技术发展,电动机自身的理论基本成熟。随着电工技术的发展,对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高,电工电子技术的广泛应用,为电动机的发展注入了新的活力。未来电动机将会沿着单位功率体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。一批"巨无霸"电机、一批"光怪陆奇"电机将同时展现在世人眼前。二、电动机工作原理目前较常用的主要是交流电动机,它可分为两种:1、三相异步电动机。2、单相交流电动机。第一种多用在工业上,而第二种多用在民用电器上。下面以三相异步电动机为例介绍其基本工作原理。下图所示为一 台三相笼型异步电动机的示意图。在定子铁心里嵌放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。转子槽内放有导条,导条两端用短路环短接起来,形成一个笼型的闭合绕组。定子三相绕组可接成星形,也可以接成三角形。由旋转磁场理论分析可知,如果定子对称三相绕组被施以对称的三相电压,就有对称的三相电流流过,并且会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场,这个磁场的转速n1称为同步转速,它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为:n1=60 f1/p转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关,图中U、V、W相以顺时针方向排列,当定子绕组中通人U、V、W相序的三相电流时,定子旋转磁场为顺时针转向。由于转子是静止的,转子与旋转磁场之间有相对运动,转子导体因切割定子磁场而产生感应电动势,因转子绕组自身闭合,转子绕组内便有电流流通。转子有功电流与转子感应电动势同相位,其方向可由"右手发电机定则"确定。载有有功分量电流的转子绕组在定子旋转磁场作用下,将产生电磁力F,其方向由"左手电动机定则"确定。电磁力对转轴形成一个电磁转距,其作用方向与旋转磁场方向一致,拖着转子顺着旋转磁场的旋转方向旋转,将输入的电能变成旋转的机械能。如果电动机轴上带有机械负载,则机械负载随着电动机的旋转而旋转,电动机对机械负载做了功。综上分析可知,三相异步电动机转动的基本工作原理是:(1) 三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场。(2) 转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流;(3) 转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转距,驱使电动机转子转动。三:电动机的运行维护(一) 电动机启动前的准备为了保证电动机正常安全地启动,一般启动前应作好下述准备:(1) 检查电源是否有电,电压是否正常,若电源电压过高或过低,都不宜启动。(2) 启动器是否正常,如零部件有无损坏,使用是否灵活,触头接触是否良好,接线是否正确、牢固等。(3) 熔丝规格大小是否合适,安装是否牢固,有无熔断或损伤。(4) 电动机接线板上接头有无松动或氧化。(5) 检查传动装置,如皮带轻紧是否合适,连接是否牢固,联轴器的螺丝、销子是否紧固等。(6) 传动电动机转子和负载机械的转轴,看其转动是否灵活。(7) 检查电动机及启动电器外壳是否接地,接地线有无断路,接地螺丝是否松动、脱落等。(8) 搬开电动机周围的杂物并清除机座表面灰尘、油垢等。(9) 检查负载机械是否妥善地作好了启动准备。(10) 对正常运行中的绕线式电动机,应经常观察电动机滑环有无偏心摆动现象;观察滑环的火花是否发生异常现象。滑环上碳刷是否要更换。(二) 启动时应注意的问题(1) 接通电源后,如果电动机不转,应立即切断电源,绝不能迟疑等待,更不能带电检查电动机发故障,否则将会烧毁电动机和发生危险。(2) 启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况,以及线路上的电流表和电压表的指示,若有异常现象,应立即断电检查,待故障排除后,载行启动。(3) 利用手动补偿器或手动星三角启动器启动电动机时,特别要注意操作顺序。一定要先将手柄推到启动位置,待电动机转速稳定后再拉到运转位置,防止误操作造成设备和人身事故。(4) 同一线路上的电动机不应同时启动,一般应由大到小逐台启动以免多太电动机同时启动,线路上电流太大。电压降低过多,造成电动机启动困难引起线路故障或使开关设备跳闸。(5) 启动时,若电动机的旋转方向反了,应立即切断电源,将三相电源线中的任意两相互换一下位置,即可改变电动机转向。(三) 电动机运行中的监视电动机在运行时,值班工作人员可以通过仪表和感觉器官监视其运行情况,以便及早发现问题,减少或避免故障的发生。1. 监视电动机的温度电动机正常运行时会发热,使电动机温度升高,但不应超出允许的限度。如果电动机负载过大,使用环境温度过高,通风不畅或运行中发生故障,就会使其温度超出允许限度,导致绕组过热烧毁,因此电动机温度的高低是反映电动机运行的主要标志,在运行中经常检查。判断电动机是否过热,可以用以下方法:(1) 凭手的感觉:如果以手接触外壳,没有烫手的感觉,说明电动机温度正常;如果手放上去烫得马上缩回来,说明电动机已经过热。(2) 在电动机外壳上滴2~3滴水,如果只冒热气没有声音,则说明电动机没有过热,如果水滴急剧汽化同时伴有"咝咝"声,说明电动机已经过热。(3) 判别电动机是否过热的准确方法还是用温度计测量。发现电动机过热应该立即停车检查,等查明原因,排除故障后再行使用。2. 监视电动机的电流一般容量较大的电动机应装设电流表,随时对其电流进行监视。若电流大小或三相电流不平衡超过了允许值。应立即停车检查。容量较小的电动机一般不装电流表,但也经常用钳形表测量。3. 监视电动机的电压电动机的电源上最好装设一只电压表和转换开关,以便对其三相电源、压进行监视。电动机的电源电压过高、过低或三相电压不平衡,特别是三相电源缺相,都会带来不良后果。如发现这种情况应立即停车,待查明原因,排除故障后再使用。4. 注意电动机的振动、响声和气味电动机正常运行时,应平稳、轻快、无异常气味和响声。若发生剧烈振动,噪音和焦臭气味,应停车进行检查修理。5. 注意传动装置的检查电动机运行时要随时注意查看皮带轮或联轴器有无松动,传动皮带是否有过紧、过松的现象等,如果有,应停车上紧或进行调整。6. 注意轴承的工作情况电动机运行中应注意轴承声响和发热情况。若轴承声音不正常或过热,应检查润滑情况是否良好和有无磨损。7. 注意交流电动机的滑环或直流电动机的换向器火花电动机运行中,电刷与换向器或滑环之间难免出现火花。如果所发生的火花大于某一规定限度,尤其是出现放电性的红色电弧火花时,将产生破坏作用,必须及时加以纠正。(四) 电动机的定期检查和保养为了保证电动机正常工作,除了按操作规程正确使用,运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。间隔时间可根据电动机的类型、使用环境决定。主要检查和保养项目如下:(1) 及时清除电动机机座外部的灰尘、油泥,如使用环境灰尘较多,最好每天清扫一次。(2) 经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。(3) 定期测量电动机的绝缘电阻,若使用环境比较潮湿更应经常测量。(4) 定期用煤油清洗轴承并更换新油(一般半年更换一次),换油时不应上满,一般占油腔的1/2~1/3,否则,容易发热或甩出,油要从一面加人,可以把没有清洗干净的杂质,从另一面挤出来。(5) 定期检查启动设备,看触头和接线有无烧伤,氧化,接触是否良好等。(6) 绝缘情况的检查。绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异,所以保持电动机绕组的干燥是非常重要的。电动机工作环境潮湿、工作间有腐蚀性气体等因素的存在,都会破坏电动机的绝缘。最常见的是绕组接地故障即绝缘损坏,使带电部分与机壳等不应带电的金属部分相碰,发生这种故障,不仅影响电动机正常工作。还会危及人身安全。所以电动机在使用中,应经常检查绝缘电阻,还要注意查看电动机机壳接地是否可靠。(7) 除了按上述几项内容对电动机定期维护外,运行一年后要大修一次。大修的目的在于,对电动机进行一次彻底、全面的检查、维护,增补电动机缺少、磨损的元件,彻底清除电动机内外的灰尘、污物,检查绝缘情况,清洗轴承并检查其磨损情况。四:结论电动机在我国的经济建设中担当着重要的角色,随着我国加入WTO后,我国电动机行业所面临的国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。从节约能源,保护环境出发,高效率电动机是目前国际发展的趋势。这样看来,推广中国的高效率电动机是非常有必要的。但是在日常使用过程中如何去维护好,其影响可见一斑。本文着重从电动机的技术发展及现状、工作原理、运行维护进行了初略的探讨和分析,希望能给正在或即将从事电动机工作的人士一些帮助。五:参考文献1:张运波 刘淑荣 [工厂电气控制技术] 高等教育出版社 20042:许晓峰 [电机及拖动] 高等教育出版社 20043:李洋 孙晋 范翠香 [电动机使用与维修] 人民邮电出版社

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