电机设计论文范文
时间：2022-10-22 06:40:01
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篇1
对于变频电机，其设计必须与逆变器、机械传动装置相匹配共同满足传动系统的机械特性，如何从调速系统的总体性能指标出发，求得电机与逆变器的最佳配合，是变频电机设计的特点。设计理论依据交流电机设计理论，供电电源的非正弦以及全调速频域内达到满意的综合品质因数是变频电机设计中需要着重注意的两个问题，设计中参数的选取应做特别的考虑。与传统异步电机相比，一般变频电机设计有如下一些特点：
1.用于变频调速的异步电动机要求其工作频率在一定范围内可调，所以设计电机时不能仅仅考虑某单一频率下的运行特性，而要求电机在较宽的频率范围内工作时均有较好的运行性能。如目前大多调速异步电动机的工作频率在5Hz~100Hz内可调，设计时要全面考虑。
2.变频电机在低速时降低供电频率，可以把最大转矩调到起动点，获得很好的起动特性，因而在设计变频电机时不需要对起动性能作特别的考虑，转子槽不必设计为深槽，从而可以重点进行其它方面的优化设计。
3.变频电机通过调节电压和频率，在每一个运行点都可以有多种运行方式，对应多种不同的转差频率，因而总能找到最佳的转差频率，使电机的效率或功率因数在很宽的调速范围内都很高。因而，变频电机的功率因数和效率可以设计得更高，功率密度得以进一步提高。现有数据表明：在额定工作点，逆变器供电下的异步电机效率比普通电机高2%~3%，功率因数高10%~20%。
4.变频电机采用变频装置供电，输入电流中含有较多的高次谐波，产生电机局部放电和空间电荷，增大了介质损耗发热和电磁振动力，加速了绝缘材料的老化，所以应加强电机绝缘和提高整体机械强度，变频电机的绝缘强度一般要达到F级以上。
5.变频供电时产生的轴电压和轴电流会使电机轴承失效，缩短轴承使用寿命，必须在设计上要加以考虑。对较小的轴电流，可以适当增大电机气隙和选用专用脂；另外，增加轴承的电气绝缘或者将电机轴通过电刷接地，可以有效解决轴承损坏问题；对过高轴电压，应设法隔断轴电流的回路，如采用陶瓷滚子轴承或实现轴承室绝缘。同时，在逆变器输出端增加滤波环节，降低脉冲电压dU/dt也是一种有效的方法。
三、电磁设计
在普通异步电动机设计基础之上，为进一步提高变频调速电机的性能，对变频调速异步电动机的设计参数也要进行更加细致的考虑。满足高性能要求时的变频电机设计参数的变化与设计目标之间的关系。在设计参数和性能要求之间还必须折衷选择。电磁设计时不能仅限于计算某一个工作状态，电磁参数的选取应使每个频率点的转矩参数满足额定参数要求，最大发热因数满足温升限值，最高磁参数满足材料性能要求，最高频率点满足转矩倍数要求，额定点效率、功率因数满足额定要求。由于谐波磁势是由谐波电流产生的，为减小变频器输出谐波对异步电动机工作的影响，总之是限制谐波电流在一定范围内。
四、绝缘设计
电机运行于逆变电源供电环境，其绝缘系统比正弦电压和电流供电时承受更高的介电强度。与正弦电压相比，变频电机绕组线圈上的电应力有两个不同点：一是电压在线圈上分布不均匀，在电机定子绕组的首端几匝上承担了约80%过电压幅值，绕组首匝处承受的匝间电压超过平均匝间电压10倍以上。这是变频电机通常发生绕组局部绝缘击穿，特别是绕组首匝附近的匝间绝缘击穿的原因。二是电压(形状、极性、电压幅值)在匝间绝缘上的性质有很大的差异，因此产生了过早的老化或破坏。变频电机绝缘损坏是局部放电、介质损耗发热、空间电荷感应、电磁激振和机械振动等多种因素共同作用的结果。变频电机从绝缘方面看应具有以下几个特点：(1)良好的耐冲击电压性能；(2)良好的耐局部放电性能；(3)良好的耐热、
耐老化性能。
五、结构设计
在结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般应注意以下问题：
1.普通电机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的振动和噪声变得更加复杂。在设计时要充分考虑电动机构件及整体的刚度，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。
2.电机冷却方式：变频电机一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动，使其在低速时保持足够的散热风量。
3.对恒功率变频电机，当转速超过3000r/min时，应采用耐高温的特殊脂，以补偿轴承的温度升高。
4.变频电机承受较大的冲击和脉振，电机在组装后轴承要留有一定轴向窜动量和径向间隙，即选用较大游隙的轴承。
5.对于最大转速较高的变频电机，可在端环外侧增加非磁性护环，以增加强度和刚度。
6.为配合变频调速系统进行转速闭环控制和提高控制精度，在电机内部应考虑装设非接触式转速检测器，一般选用增量型光电编码器。
7.调速系统对传动装置加速度有较高要求时，电机的转动惯量应较小，应设计成长径比较大的结构。
六、结论
与普通异步电动机不同，变频调速异步电动机采用变频器供电，其运行性能与电机本体和调速系统的设计都密切相关。这一方面使变频调速电机的设计要同时兼顾电机本体和调速系统；另一方面也使得变频调速异步电动机的设计变得灵活，但同时也增加了高性能变频调速系统设计的复杂程度。只有结合变频器和一定的控制策略，从整体上进行电机的设计和优化，才能获得最理想的运行性能。
参考文献：
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[3]沈本荫.牵引电机.成都：西南交通大学出版社，1990.
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二、如何让学生成为课堂的主人
“以教师为中心”“以灌输为主要形式”的传统教学方式已经无法适应新时代的需求。如果教师仅根据教材对内容进行枯燥的讲解，无法抓住学生的注意力，学生很容易溜号，影响课堂教学质量。因此可以通过引进研究型教学模式、师生互动来活跃课堂气氛。所谓“研究型教学模式”即将教师由知识的传授者转变为学习的指导者，将学生由被动的学习转变为主动的学习。如何使学生成为课堂的主人，在教学实践中发现培养学生的问题意识是课堂教学的有效手段，教师可以通过创设开放的问题情景，引导学生进入主动探求知识的过程，使学生围绕某类主体调查搜索、加工、处理应用相关信息，回答或解决现实问题。比如，以射频技术在物联网中的应用为开放课题，学生通过查资料，分析整理，更深刻体会了射频技术在智能家居、交通物流、儿童防盗等方面的应用，使学生在学习过程中主动把“自我”融入到课程中，敢于承担责任，善于解决问题。
三、让学生走上讲台
学生是课堂的主人，因此，可以改变以往教师在讲台上讲、学生坐在下面听的传统教学模式。让学生走上讲台可以将传统的讲授方式转换为专题研讨的教学模式。教师可以提前布置专题内容，如射频器件模型、射频电路设计、射频技术发展、射频技术的应用及未来发展趋势等。有个专题内容作为核心，学生可以在老师的指导下通过检索资料，组织分析资料，最终走上讲台向老师和其他学生讲述相关的内容。通过几年的实践，发现这样可以增加学生学习的主动性和自觉性、同时也能使学生对相关的问题发表各自的观点，形成对问题各抒己见、取长补短的研讨学习方式，大大拓宽学生的知识面以及综合表述能力。
四、通过实践教学加深理解理论教学内容
理论教学是掌握一门技术的基础，但实践教学也是必不可少的。学生在掌握一定的基础理论的同时，须要通过设计实践来强化巩固。实践教学的引入，不仅能够加深学生对理论知识的深入理解，洞悉细节，提高学生的动手能力，还可以培养学生创新思维及科研能力。因此，教师可以通过设置几个开放的课程设计内容来让学生主动研究探索。在本课程的教学中，本人已经有计划地进行了实践教学活动，例如，在实践教学中，曾经给学生布置了“用于GPS的低噪放电路设计”的实践设计。在该设计过程中，学生须要深入理解多方面知识，比如明确GPS的频段、确定低噪放的电路结构，并有效评估电路性能等。为了课程设计的顺利进行，学生须要进行查阅分析资料、软件安装、软件学习、电路设计、课程论文撰写等几个环节的分析设计工作，并最终在实践中系统深刻地理解掌握课程的理论内容，为以后的工作及深造打下坚实的基础。
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2完善机电设备安装现场深化设计与施工的统筹规划
机电设备的设计与安装工程作为一项整体工作，完整且完善的设计方案是其顺利进行作业的基本前提。因此，应注重机电设备设计与安装施工方案。具体施工方案主要有施工现场的规划设计、工程安装质量的验收、后期维护及调整等环节，由于每个环节环环相扣，而每一个环节是否有效直接影响着机电设备安装质量的高低。故要重视并不断完善设计方案的统筹规划。由于机电设备安装质量须经过严格的质量评估与验收进行确定，而安装工程所涉及的材料种类、设备类型及施工工艺等较为繁多且较复杂，因此相关工作人员应严格安装施工方案及设计内容合理划分不同设备布局、安装等方面内容。为了避免机电设备前后部件安装操作失误问题，应需加强注意以下不合格现象[3]：设备地脚螺栓预埋存在明显偏差和螺栓孔不合格；设备基础强度不符合设计要求及其位置和标高不符合实际情况；设备底座二次灌浆不合格；基础螺栓预留孔不合格。
3进一步落实安全生产责任制度
机电设备管理运营监督管理部门应进一步落实安全生产监督管理责任制度，按照家、省、市有关政策与法规，定期组织安全管理工作研究，加强企业机电设备现场安装安全生产管理，建立完善企业各项机电设备现场安装安全生产管理制度及奖罚机制，落实安全技术措施，同时积极支持安全管理部门及相关工作人员监督检查工作。另外，要认真落实机电设备现场安装安全生产责任制，积极宣传与贯彻各项安全规章制度与规范，加强管理与监督工作。根据实际情况制定定期工作方针与计划，组织安全生产活动。同时制定或修改安全生产管理制度，做好各企业内部机电设备现场安装安全操作规程审查工作。完善落实安管监督排查制度，相关技术管理人员应针对新设备及其新施工工艺的工种工序转移安置制定安全技术操作要求及相应安全措施。施工组织设计应包含切实可行的治理措施，同时对大型机械设备等的安置与摆放应明确。对于须根据设备材质、施工设计要求及作业环境等条件进行方案拟定时，应编制成报表并呈上相关主管部门，通过相关部门审核和论证后才可以安装架设设备器材。对于大中型机电设备安装架设方面，应编制相应的设备架设脚手架搭设方案、单项施工安全技术措施，同时也要进行立面图、平面图和剖面图等的绘制。除此之外，技术管理人员应加强机电设备安装架设质量检验检测工作，确保机电设备的联轴器、轴承等部件的稳固性，以避免因不规则振动牵引而导致主要部件温度骤然升高使得设备出现运转故障。同时对于垫铁布置方面，应避免因布置不合规范而导致其无法承受机电设备的振动力和重力；不断加强设备检测、监测力度，有效测量设备各个部位温升与振动情况。
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1实习目的及意义
大学毕业实习是完整大学生活的一部分，是本科学生毕业前的一个重要的实践教学环节，是成长为一名高级专门技术人才所得到专门实践训练的重要手段。通过毕业实习可以使学生在毕业前有一定的职业意识、职业素养、职业经验，可以使学生能较深入地了解本专业的生产技术、生产过程和管理知识，进一步加深对所学专业理论知识的理解，进一步熟悉实际电子产品研发的方法与过程，培养学生分析问题、解决问题的能力以及工程实际能力，为实际工作打下良好基础。
（1）巩固、联系、充实、加深、扩大所学知识基础理论和专业知识；
（2）提高运用所学知识来解决实际问题的能力；
（3）初步掌握专业设计工作的流程和方法；
（4）学习体会典型电子产品项目开发团队的角色构成及团队角色协同工作技巧；
（5）学习典型的电子产品开发技术；
（6）学习体验课堂理论知识在实际工程项目中的应用，积累项目实战经验；
（7）感受电子产品研发对学生知识结构、技术技能、综合素质的要求；
（8）加速由学生向员工的身份转变，增强同学的就业能力和信心；
（9）学习体会电子产品企业规范化、专业化、标准化、规模化的电子产品设计、开发流程、典型开发团队中人员角色设置。
2实习任务及要求
实习题目：红外遥控小车
实习具体要求：
(1) 可遥控小车的车速、方向、可按喇叭，同时小车的状态用LED灯和数码管显示。
(2) 独立查资料，同时订立方案，然后画出原理图及其相应的PCB板，并且相关的程序并进行仿真。
(3) 焊接电路板，下载源程序进行调试。
3实习时间及地点
实习时间：2010年3月2日～2010年3月19日（3周）
实习地点：西华大学电气信息学院专业实验中心
4实习情况及完成情况
4.1主要芯片介绍
MCS—51系列单片机及其特点
（1）可靠性高：
因为芯片是按工业测控环境要求设计的，故抗干扰的能力优于PC机。系统软件（如：程序指令，常数，表格）固化在ROM中，不易受病毒破坏。许多信号的通道均在一个芯片内，故运作时系统稳定可靠。
（2）便于扩展：
片内具有计算机正常运行所必需的部件，片外有很多供扩展用的（总线，并行和串行的输入/输出）管脚，很容易组成一定规模的计算机应用系统。
（3）控制功能
具有丰富的控制指令：如：条件分支转移指令，I/O口的逻辑操作指令，未处理指令。
（4） 使用性好
体积小，功耗低，价格便宜，易于产品化。
单片机的发展历史简介
（1）第一阶段（1971年到1978年），以MCS-48系列为代表，称4位单片机。在片内：CPU有四位或8位，ROM有4KB或8KB,RAM有64B或128B,只有并行接口，无串行接口，只有一个8位的定时/计数器，中断源只有两个。在片外，寻址范围只有4K,芯片引脚只有40个。
（2）第2阶段（1978年到1983年），以MCS-51系列为代表的成为8为单片机：在片内：CPU有8位，ROM有4KB或8KB,RAM有256B或128B,只有并行接口，有串/并行接口，有2个或3个16位的定时/计数器，中断源有5个至7个。在片外：寻址范围有64KB，芯片引脚有40个。
（3）第3阶段（1983以后），以MCS-96系列为代表，称16位单片机。在片内：CPU有16位，ROM有8KB,RAM有232B,有串/并行接口，有4个16位的定时器，中断源有8个，增加了D/A和A/D转换电路。在片外：寻址范围有64KB，芯片引脚有48个或68个。
以上MCS-51系列以及优良的性价比，在我过得到了广泛的应用。
4.2硬件模块的设计
在本次的设计中，我们涉及的硬件模块主要包括电源电路、串口电路、晶振电路、复位电路、显示电路以及红外收发电路组成。整体的组成框图如图4.1所示：
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图4.1 硬件组成框图
4.2.1电源电路的设计
这次的设计我们选择用USB接口供电的电路图，是因为用USB接口供电比较方便，并且在此次的设计中，USB仅作供电用，不参与与PC机的数据传输。
在电路设计中，用LED灯来显示电路是否通电，用一个开关制电源的通与断。电源电路如图4.2所示：
图4.2 电源电路
4.2.2串口电路
RS-232C是美国电气工业协会推广使用的一种串行通信总路线标准，是DCE(数据通信设备，如微机)和DTE(数据终端设备，如CRT)间传输串行数据的接口总线。RS-232C最大传输距离为15m，最高传输速率约20kbps，信号的逻辑0电平为+3V～+15V。逻辑1电平为-3V～-15V。RS-232信号线和DB-9引脚关系如表4.1所示。
表4.1 RS-232管脚功能表
符 号
名 称
引 脚
DCD
RXD
TXD
DTR
GND
DSR
RTS
CTS
RI
接收信号载波检测
数据接收线
数据发送线
DTE装置数据就绪
公共地
DCE装置就绪
请求发送
清除发送
振铃指示
1
2
3
4
5
6
7
8
9
该产品是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口rs232电平是-10v +10v，而一般的单片机应用系统的信号电压是ttl电平0 +5v,max232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-V TTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。MAX232是电荷泵芯片，可以完成两路TTL/RS-232电平的转换，它的的9、10、11、12引脚是TTL电平端，用来连接单片机的。
在设计中，若要使单片机和上位机进行通信，则必须要考虑接口电路。由于单片机通过串口发送出来的是TTL逻辑电平（0V和5V），而计算机RS-232总线上输入、输出数据和控制信号为+12V左右的电压，单片机要和PC的上位机通信就必须是电平一致，所以发送部分关键的部分是电平转换和串口发送，电平转换可以用模拟器件进行转换，但是为了方便起见，本次设计采用的是集成芯片，一个芯片加上它的电路即可完成电平的转换的工作。结构简单、方便容易，精确度高。本次所采用的是MAX232，我们要对其电路进行设计。
MAX232是标准的串口通信接口，对于一般的双向通讯，只需要使用串行输入口RXD(第3脚)、串行输出TXD(第2脚)和地线（第7脚）。该电路主要将TTL电平转换为RS232电平注意：单片机的晶振选11.0592MHz，主要是让其串口通信的初试化波特率时可更接近9600。MAX232逻辑电平的规定如表4.2， 其电路如图4.3所示。
表4.2 逻辑电平表
逻辑值
电平幅值（V）
+3~+15
1
-3~-15
图4.3 串行通讯电路
4.2.3晶振电路的设计
晶体震荡电路是为单片机提供稳定的11.0592MHZ的频率。其电路图如图4.4所示：
图4.4晶振电路
4.2.4复位电路的设计
复位电路可以在单片机不正常工作时，让其复位，使其跳出错误的循环，重新开始进行新的运行。本次设计采用了如图4.5的设计。
图4.5 复位电路
4.2.5显示电路的设计
此次设计我们要用到数码管显示电路和LED灯的显示电路用以显示小车状态。数码管显示电路采用74LS138译码器来选择控制数码管的显示，通过PNP三极管对输出信号进行放大来驱动数码管的显示。数码管采用共阳极，显示数据信息通过P2口传输给数码管，这样就能完成数码管对小车状态的显示功能，其电路图如图4.6所示：
图4.6 数码管显示电路
此次电路设计的显示小车状态的电路还有LED显示电路，LED显示电路采用74HC573锁存器将P0口传来的数据用以控制LED灯的亮灭，其电路图如图4.7所示：
图4.7 LED显示电路
4.2.6红外收发电路的设计
该模块使用一体化红外接收头，其电路如图4.8所示。瓷片电容为去耦电容，DOUT即是解调信号的输出端，直接与单片机的P3.7口相连。有红外编码信号发射时，输出为检波整形后的方波信号，并直接提供给单片机。
图4.8 红外收发电路
4.3软件的设计
要对然间进行设计，首先我们应该考虑到红外接收的波形，在熟悉了红外接收的波形的基础上，才好更进一步的对然间进行设计。图4.9是这次设计所用的遥控板的红外接收信号的波形图：
SHAPE \* MERGEFORMAT
图4.9 红外接收波形图
在搞清楚了红外接收波形的原理以后，下面我们就可以开始设计本设计的程序了，图4.10是本次设计的软件流程图：
该流程图设计了P3.7口是否接收到低电平的判断程序,解码程序,遥控执行程序等主要的软件模块。
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图4.10 软件流程图
4.4系统调试
系统调试包括硬件调试和软件调试两部分。
4.4.1硬件调试
在完成了电路板的焊接之后,我们首先要做的是硬件的调试。我们将电路板通过USB接上电源后，电源的显示灯亮了，这表示此电路板已通上电了，把电源处的开关按下之后，指示灯熄灭，这表示此时可以通过电源处的开关来给电路板供电。
然后分别按下与单片机相连的八个开关，对应的LED灯也都亮了，除了第四个灯没亮之外。因此我么就用万用表分别挨着侧了一下与这个LED相关的器件，发现是LED接反了，将其接正了之后，此LED就能正常显示了。由于这个电路比较简单，在加上我们焊接板子的时候比较仔细，因此在硬件调试的时候没有发现电路板有什么大的错误。
4.4.2软件调试
Keil C是重要的软件仿真软件，对软件的编写有着重要的作用。
Keil C51 µVision2集成开发环境是Keil Software，Inc/Keil Elektronik GmbH开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、链接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是C编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。Keil C51集成开发环境的主要功能有以下几点：
µVision2 for Windows：是一个集成开发环境，它将项目管理、源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中；
C51国际际准化C交叉编译器：从C源代码产生可重定位的目标模块；
A51宏汇编器：从80C51汇编源代码产生可重定位的目标模块；
BL51链接器/定位器：组合由C51和A51产生的可重定位的目标模块，生成绝对目标模块；
LIB51库管理器：从目标模块生成连接器可以使用的库文件；
OH51目标文件至HEX格式的转换器，从绝对目标模块生成Intel Hex文件；
RTX-51实时操作系统：简化了复杂的实时应用软件项目的设计。
这个工具套件是为专业软件开发人员设计的，但任何层次的编程人员都可以使用，并获得80C51单片机的绝大部分应用。
Keil Software提供了一流的80C51系列开发工具软件，下面描述每个套件及其内容：
⑴PK51专业开发套件。PK51专业开发套件提供了所有工具，适合专业开发人员建立和调试80C51系列微控制器的复杂嵌入式应用程序。专业开发套件可针对80C51及其所有派生系列进行配置使用。
⑵DK51开发套件。DK51开发套件是PK51的精简版，它不包括RTX51 Tiny实时操作系统。开发套件可针对80C51及其所以派生系列进行配置使用。
⑶CA51编译器套件。如果开发者只需要一个C编译器而不需要调试系统，则CA51编译器套件就是最好的选择。CA51编译器套件只包含µVision2 IDE集成开发环境，CA51不提供µVision2调试器的功能。这个套件包括了要建立嵌入式应用的所有工具软件，可针对80C51及其所有派生系列进行配置使用。
⑷A51汇编器套件。A51汇编器套件包括一个汇编器和创建嵌入式应用所需要的所有工具。它可针对80C51及其所有派生系列进行配置使用。
⑸RTX51实时操作系统（FR51）。RTX51实时操作系统是80C51系列微控制器的一个实时内核。RTX51 Full提供RTX51 Tiny的所以功能和一些扩展功能，并且包括CAN通信协议接口子程序。
一下是用KEIL C 运行本实验程序的结果如图4.11所示：
图4.11 软件调试图
将用KEILC仿真程序所生成的HEX文件通过串行通信下载到单片机上之后，通过遥控板的控制，就可以实现此次设计的功能：按方向键的时候，相应的LED亮，按档位键的时候，数码管分别显示1、2、3，同时led还要闪烁。
5实习产品的功能及指标参数
本次实习产品是红外遥控小车，小车的功能：
(1)显示小车的方向，车速，分别用LED灯和数码管显示了其状态；
(2)当遥控板按下方向键时，相应的LED灯会亮，以此表示小车的前行方向；
(3)当按下遥控板的档位键时，数码管会分别显示相应的车速1、2、3，同时伴随着LED灯的闪烁，以此表示小车在变速。
6总结与体会
通过三周的努力我们设计出了红外遥控小车的设计、制作和调试的任务。虽然没有真正的小车实物，但我们用了数码管和LED灯来代替了小车的状态，通过遥控板对其进行了控制。
在设计的过程中用到了单片机，用到了Protel 99se。在Protel的界面中找到单片机芯片，画出电源电路，复位电路，晶体振荡电路，LED接口电路连线后实现PCB的转换。做课程设计是为了让我们对平时学习的理论知识与实际操作相结合，在理论和实验教学基础上进一步巩固已学基本理论及应用知识并加以综合提高，学会将知识应用于实际的方法，提高分析和解决问题的能力。在做课程设计的过程中，我深深地感受到了自己所学到知识的有限，明白了只学好课本上的知识是不够的，要通过图书馆和互联网等各种渠道来扩充自己的知识。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，只有在充分的分工合作中才可以事半功倍做到最好，所以必须发扬团结协作的精神。
此次任务中主要做了下面几点较突出的工作：
（1）通过查阅大量的相关资料，详细了解了红外遥控系统的原理，明确了研究目标。
（2）通过本次毕业实习进一步加深了对专业软件的了解，并能够灵活运用Protel 99se。
（3）通过此次毕业实习重新复习并进一步学习了单片机；熟练掌握了WORD软件的使用。
同时此次实习中也存在很多的问题，特别是软件方面对程序的编写还比薄弱，编写出的程序还不能完全实现预期的目标。通过这次设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。有了这次的设计经验，相信在以后的学习设计实践过程中，我们可以做到更好。
参考文献
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1.1电路图的设计。作为电子设计中的重要环节，设计结构完善、功能全面的电路图很有必要，这是确保电子设计最终产物能够正常使用的根本保障。在电子设计者进行电路原理图的设计工作时，完全可以借助Protel工具，实现原理图的输入。Protel蕴藏着资源丰富的电子器件库，在Protel的辅助下，设计者在绘图期间能够结合设计需求，灵活使用各类电子器件，大大简化了设计的工作量，同时提高了电路原理图的精密度。譬如，使用者绘制完成元器件后，可以根据自己的想象，将其放在任何一个位置，仅需通过拖动就能实现，无需进行其他调整参数等操作。
1.2模拟数据。电子线路CAD技术还能起到模拟数据的作用，以便设计者根据模拟电路运行产生的数据，检验电路设计有无异常。同时，可结合模拟数据，对电路进行更深层次的分析。Protel软件本身自带多种模拟功能，设计者可通过模拟功能的运用，对电子设计在通电情况下的温度、瞬态、灵敏度等情况有一个初步的了解，以确保该电路的功能是否达到预期效果。另外，还可利用数据模拟，了解电路各环节的运行情况，以便设计者及时察觉线路异常，并尽快采取措施进行调整。
1.3设计PCB板。利用Protel软件，将电路设计图进行布线，最终形成的电路板即为PCB板。PCB板的设计，离不开电路原理图的导入，而电路原理图的导入工作，势必需要借助Protel软件的数据模拟功能。同时，为确保PCB板的设计达到理想效果，电路原理图与PCB板中的各类元器件的电气特点务必要保持一致。只有这样，设计者才能借助Prote软件的布线功能完成布线工作，并在后期，通过人工调整的方式，进一步改善布线工作的效果，使电路布线更加精确、整洁。
2运用电子线路CAD技术提高电子设计课程教学质量的有效建议
电子线路CAD课程是一门理论与实际结合性很强，具有一定实践性的新兴课程，是当代电子信息技术专业的核心课程之一。电子线路CAD课程的主要目的，是帮助锻炼学生PCB板的设计能力，能够结合设计需要，完成各种类型的PCB板布局与布线。作为电子信息技术专业的高职学生，务必要掌握：CAD软件的应用能力、原理图绘制能力、原理图元件制作能力。PCB板设计能力、新元件封装制作能力、单面PCB板设计与编辑。双面PCB板设计与编辑，并了解一定的有关多层PCB板设计与编辑以及电子线路仿真知识。结合电子线路CAD技术在电子设计中的应用情况来看，为能有效完成电子线路设计工作，全面落实电子线路CAD技术的教学很有必要。然而，从目前教学工作开展情况来看，在高职电子设计课程的教学工作中，电子线路CAD技术的应用并没有达到理想效果。学生在对电子线路CAD技术始终无法真正掌握电子线路CAD技术，也不能通过灵活应用该技术，顺利完成电子设计工作。学生对该技术的学习，往往只是停留在对理论知识的理解，对实践操作方面的内容，多呈现出临时性记忆的特点，一旦离开教师的辅导或一定时间未接触，就会出现无从下手的情况。针对这一问题，结合发达国家成功经验，发现运用以行动为向导的项目教学法效果更佳。告知电子设计课程在教学过程中，应遵循以下基本原则：
（1）先整体后具体。在开展CAD技术的教学工作时，教师应提前对该技术的应用价值与学习意义进行介绍，告知学生这一知识要点的学习难度与学习目的，使学生做好充分的心理准备后，再进行各项目的教学与实践；
（2）循序渐进。学生初步接触CAD技术时，教师注意引导学生进行简单尝试，带领学生运用该技术进行难度系数低的电子设计，然后不断增减难度，由浅入深，加强学生运用该技术的能力。比如说，相较于高频电子产品，低频电子产品的电路设计更为简单，教师在带领学生进行学习时，应从低频电子产品的设计入手，待学生完全掌握操作技能后，再逐渐转向高频电子产品的电路设计；
（3）鼓励创新。在使用CAD技术进行电子设计时，教师应在学生CAD技术掌握到一定程度时，鼓励学生积极创新，进一步增强学生电子线路CAD技术应用的灵活性；
（4）要求学生将理论落实到实践。子在学生运用CAD技术完成电子设计任务时，教师应要求学生将设计转化为成品，而不是停留在电脑的设计。将设计转化为成品，能有效激发学生学习成就感，使学生更加直观的感受到CAD技术的魅力，今后愿意更加专注地投入学习。
篇6
引言
磁悬浮制梁生产基地实际上是一个混凝土制品的生产基地。但是与其不同处是生产制造的每根轨道梁全长25M，重达180T，而且在每根梁上要精确安装上使列车前进的长定子线圈的组装件。所以同为混凝土制品厂，但生产工艺上有很大差别。加工制作轨道梁的主要生产工艺分：预应轨道制作生产中间装配出厂储放等。在整个制作流程中，轨道梁需在台座上保温养护，在恒温，恒湿的车间内装配加工。
作为向国际第一条用于商业运行的磁悬浮快速列车提供轨道梁的生产基地，其国际影响是很大的。而且磁浮交通的开通日期2003年1月已确定，根据倒计时，生产制作轨道梁的生产周期也相应确定。对于时间紧磁悬浮制梁生产基地实际上是一个混凝土制品的生产基地。但是与其不同处是生产制造的每根轨道梁全长25M，重达180T，而且在每根梁上要精确安装，制作技术含量极高的这样一个国际少有国内首创的磁悬浮制梁基地，要保证按时完成生产任务。除了工艺合理外，安全可靠的供电也是非常重要的。对于其供电负荷等级我国规范上还未明确规定，需要设计者对其供电系统负荷等级有个合理准确的定位。
1.负荷等级的确定
制梁基地能否按时完成轨道梁制作，是与按时通车有着直接的关系。涉及到中国在国际上的声誉，如果由于供电不可靠而造成180T梁报废，其时间及经济损失是非常之大的，因此对于制梁基地的生产用电负荷为一级。保证了其供电的可靠性。对于一级负荷的要求，供电规范上有明确要求。一级负荷应有两个电源供电，当一个电源发生故障，另一个电源应保证供电。
2.供电电源确定
工艺提供的设备总装机容量为13700KW，负荷分布在1.7公里厂区内。从技术角度及供电规划要求应选用35KV供电，考虑到基地使用年限不长，因为该变电所使用年限仅为制梁结束就完成历史使命。而且建一座35KV变电所的投资比较大。如何合理有效解决磁悬浮制梁生产基地电源是个重要问题。根据指挥部提供信息，磁浮交通的35KV牵引变电所已由供电局建成，考虑到目前由于磁浮交通还未建成变压器为空载运行，可以从该变电所配出10KV电源，供制梁基地使用。这样即节省投资又节省了建设35KV变电所的时间一举两得，经与供电局协商解决了供电电源的问题。
3.变电所位置的确定
工艺提供了整个基地工艺流程图，依据工艺设备的用电情况，集中设置10KW变电所显然不合理，造成了电源不能深入符合中心，影响供电质量，使得运行中损耗加大，根据工艺设备分布情况，将其分为四个供电区域（1）机加工灌浆车间（2）浇捣车间（3）提升泵房（4）生活区按用电情况由磁浮交通35KV变电所引出二路10KV电源每路10KV供电回路的负荷不超过6000KVA，满足了10KV供电规则。分别设置10KV变电所，将10KV变电所设置在负荷中心减小了供电半径提高了供电质量，保证了供电的可靠性
4.供电系统
4.1机加工灌浆车间供电系统
机加灌浆车间是整个基地核心用电大户，采用的设备大多为高精度数控设备，环境要求恒温恒湿，所以对其供电负荷确定为一级，在车间旁设一座附设车间10KV变电所从磁浮交通引来两路10KV电源，作为高压进线并设高压配出柜向其它10KV站馈电，其高压系统为单母线分段，中间不设联络开关，每段母线分别带2台变压器1台2500KVA，一台2000KVA变压器。低压系统为单母分段中间设联络开关，正常时母联开关打开，变压器为分别运行，当一段母线失电，失电段上为非重要负荷由于失压而自动跳闸，母联开关自动合闸保证对重要负荷的供电连续性。这样的系统不论任何一台变压器或一条线路失电均能保证生产工艺流程中的设备用电，大大提高了供电可靠性。
.3浇捣车间、提升泵站、锅炉房供电系统
锅炉房是作为工艺过程中的热源，供电必须可靠，供电负荷等级为一级，选用两台箱式变，一台为1000KVA，另一台为1250KVA，高压进线柜是利用环网柜向浇捣车间供电同时向搅拌站提升泵房箱式变供电。高压开关采用负荷开关，变压器配出开关采用高压熔断器保护，低压配出开关均为大容量断路器，分别向各车间泵站作放射式供电。车间配电为单母线分段中间设联络开关，当任何一段母线失电，其中段不重要负荷均设失压脱扣，母联开关自动合闸，保证对重要负荷供电。
4.3.1系统图
4.3.2负荷统计
3#变电站1#变压器
序号
负荷名称
装机容量
需用系数
cosφ
Tgφ
有功
无功
视在
（KW）
（KX）
（KW）
（KVAR）
（KVA）
1
浇捣车间
1402.5
0.4
0.8
0.75
557
418
696
2
提升泵
175.3
0.8
0.8
0.75
140
105
175
3
锅炉房
40
0.8
0.8
0.75
32
24
40
4
机修车间
48
0.43
0.8
0.75
21
16
26
5
室外照明
175
0.78
0.8
0.75
136
102
170
小计
307
885
665
1107
补偿cosφ至
0.9以上
250
补偿后功率
885
415
978
选用1000KV变压器
3#变电站2#变压器
序号
负荷名称
装机容量
需用系数
cosφ
Tgφ
有功
无功
视在
（KW）
（KX）
（KW）
（KVAR）
（KVA）
1
浇捣车间
1402.5
0.4
0.8
0.75
557
418
696
2
备件连接体仓库
1280.8
0.3
0.8
0.75
375
281
469
3
锅炉房（备用）
40
0.8
0.8
0.75
32
24
40
4
提升泵（备用）
175.3
0.8
0.8
0.75
140
105
175
小计
2683.3
932
699
1165
补偿cosφ至
0.9以上
300
补偿后功率
932
399
1014
增加备用负荷后
2898.6
1104
828
1380
补偿cosφ至
0.9以上
300
补偿后功率
1104
528
1222
选用1250KV变压器
4.4生活区供电系统
生活区是个临时生活场所，包括职工食堂、职工宿舍，由于是临时设施所以选用了线路变压器组形式，变压器容量为一台315KVA低压侧有施工单位根据需要设置。
4.4.1系统图
5.结论
5.1供电质量
对于这样一个大型工厂，虽然将电源引入到各负荷中心，但是由于其每个车间面积之大，对于供电半径满足要求还是很难实现，所以应对车间内每个供电回路作压降校验，如浇捣车间全长424米，其行车行程也接近424米，对保证电压降，无法按常规方法去实现，按压降计算公式U％=1/10U2(R0+X0tanΦ)PL分析,要保证压降满足5％,应从R0、P、L参数着手改变，才能满足电压降要求，P为行车功率是无法改变，只有改变R0及L这两种参数，才能达到而满足压降要求，（1）R0是滑触线与接续导线的电阻，加大滑触线及接续导线的截面积可以减小电压降。（2）L为变压器二次侧至滑触线最远端的距离，缩短这段距离也能减少线路的电压损失，加大了接续电缆与滑触线截面积并将集电器安装在滑触线的1/4段及3/4段减小了供电距离，从而满足了压降要求，由于一段滑触线有二点供电必须保证每相为同相位电源而且从同一变压器引出。
5.2接地保护措施
本工程接地形式为TN-C-S系统，厂区接地采用工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地、雷电感应接地、弱点设备接地等联合接地，其接地电阻不大于1欧姆，每个车间均设总等电位接地极MEB。PEN线进入车间后与MEB连接作为重复接地之后，PE线与N线始终分开，车间内的所有电气设备的金属外壳及电缆桥架、金属管道、钢构架在就近与接地装置连接，对MCC电机控制中心的馈电回路上装设漏电保护，一旦出现接地故障，即可报警又可以跳闸，保证了用电的可靠，和人生安全。
磁浮交通已于2003年1月顺利通车了，磁浮交通制梁基地完成了其历史使命。由于在电气设计中充分考虑了其用电可靠性，使得在整个生产过程中没有发生用电故障，保证了按时完成任务。设计选用的10KV箱式变也可以按当初设想的搬迁到另一个工地。作为我国第一个磁浮交通制梁基地的设计还有不少经验教训可以总结，相信今后一定会越建越好。
篇7
1.1硬件设备管理
要确保机电设备具有良好性能，首先要加强新材料的入库管理，如新采购的机械零件、仪器仪表、电器元件等。有统计显示，大部分机电设备故障的发生多因为使用了不合格的零件材料，这不但给公司企业造成财产损失，也造成了国家资源浪费。因此，要重视新购材料的检查问题，生产许可证、合格证、说明书、型号等，检查无误方可分好类入库。此外，要严格进行日常保养，保证机电设备以最佳技术状态运作，把机电设备非正常磨损或损坏风险降到最低。经调查表明，不良的措施会加大机电设备故障的发生。机电设备各零件间组合精密，以维持正常的间隙和适宜温度做好工作，降低零件间摩擦磨损程度，能减少机电设备故障的发生。在日常保养工作中，一方面，要根据不同机电设备需求、工作环境选用合适的剂，另一方面，要经常检查剂的质量和数量。质量发生改变时要及时更新，数量不足就要及时补给。同时，要综合考虑机电设备的技术状况、保养周期、工作环境等相关因素，制定有效保养计划，必要时要停机保养。最后，要加强维修管理。性能再高的机械，即使享有细致的养护，经长时间运作后难免发生故障。这时便需要进行科学、合理、及时的维修，减少工程损失。在维修方面需要重视的是，莫要轻视小故障，以为小故障不会影响使用就只作小维修，甚至让机电带故障继续作业，其后果可能是小故障酿成大损伤，不仅加大了修理困难，还延长修复工期，更有甚者便是机电设备报废，得不偿失。
1.2操作人员的综合素质
首先，企业要保证招入合格的工作人员，并对其进行上岗前的技术培训并组织上岗后的定期培训，提高其操作技能和职业素养。这要求操作人员要精通机电设备的规范操作，懂维修，才能从根本上解决人为操作不当造成的机电设备故障。其次，企业一方可以在各部门员工之间开展各种技能比拼比赛并给予奖励，为员工提供展示才华的平台。通过参与比赛进行现场操作，员工间技艺比拼、相互学习，有助于提高员工规范操作和爱护机械的意识，达到强化机电设备技术管理的效果。
2.强化机电设备维修成本的管理
第一，赏罚分明，增强相关人员对机电设备维修成本的重视。公司要就维修成本问题制定赏罚条例，已引起各部门对机电设备维修成本的重视。例如，年度指标计划，根据当年的生产经营情况定一个指标，考核后公开表扬对机电设备维修成本管理做出可观贡献的单位，并给予一定的物质奖励。而对超标了的单位给予深刻批评，视轻重扣取部分年终奖金。第二，提倡节约。践行节约维修成本目标，首先要做好对机电设备修理费和材料费的监控工作。尤其技术部门，应认真核对各单位递交的刘永新内蒙古昆明卷烟有限责任公司010020修理费用计划，联系实际情况尽量缩小维修费用。维修人员方面，要适当“变废为宝”能修理好的不要更换掉，以免造成不必要的浪费。最后，要节约成本，可倡导创新、改革技术，提倡使用新技术、新工艺。不断改进生产技术，优化经济效益，为此公司应树立“为生产服务”的宗旨，允许员工参与讨论改进生产技术相关活动，集思广益，真正为生产服务。
3.重视机电工程质量控制管理
3.1确保施工前阶段的质量控制万无一失
在施工准备阶段，相关人员一定要认真看待工作设计图，若发现有较大误差要敢于提出修改，以免影响正常施工。高素质的施工人员决定好工程的顺利完成的关键。因此，为保证工作完满完成，有必要安排好施工人员数量比，并对其进行考核。编制施工方案要依据实践情况，并给予严格审查，要保正质量体系完善完整，确保做足工程质量各项技术准备；以符合国家的验收标准。一般，施工人员的流动性比较大，上层在组织员工交底时要分批次、分阶段进行，用详尽周密交底工作保证工程如期开展。明文深化对现行的规范和操作规程的认识，工程的执行要全方位符合该工程所需的资料及有关的技术文件、标准、要求，还要检查好工程中运用到的所有材料、设备，为起始实施工作做准备。此外，编制落实电气工程进度计划、人员计划、机具计划时，要根据业主和土建工程的总体进度来实现，并在施工过程中基于实际情况做适当修补完善整体工作。
3.2保证施工阶段的质量控制正常运作
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1.2控制电路与模数转换电路设计选用C8051F410单片机对整个系统进行控制，C8051F410具有与8051兼容的高速CIP-51内核，与MCS-51指令完全兼容。C8051F410资源丰富，具有24个I/O引脚，同时还具有时钟振荡器等功能模块。ADS1274是TI公司生产的24位无失码高性能模数转换器，具有最高144kSPS数据采样速率，功耗低，在52kSPS（高精度模式）采样速率下，单通道功耗仅为31mW，工作温度范围广，最低温度-40°C最高温度+125°C，非常适合应用于条件苛刻的工业控制领域。该芯片模拟前端具有4个单端输入通道,模拟部分采用5V供电，内核为3.3V或者1.8V供电。模拟输入电压为———0.3V~6V。采用THS4521作为AD转换器的驱动器，THS4521极低功耗轨至轨输出全差动放大器，带宽高达145MHz，数据转换速率高达490V/μs，直流开环增益为119dB，宽范围供电电压：+2.5V~+5.5V，单通道电流仅为1.14mA。C8051F410与ADS1274通过标准SPI接口进行通信，设计采用3线制的主、从方式。C8051F410控制ADS1274，C8051F410通过SCLK时钟管脚提供并控制ADS1274提供SPI的时钟信号。单片机的MOSI引脚与ADS1274的DIN引脚相连，向ADS1274发送数据，实现配置寄存器，设置工作模式等功能。C8051F410的MISO引脚与ADS1274的DOUT相连，接收AD转换的数据。ADS1274的RDY引脚与单片机的P0.3引脚相连，当ADS1274完成模数转换以后，RDY引脚有高电平变为低电平，通知单片机模数转换完成，准备读取数据。
1.3恒流电源电路LM2904系列运算放大器是TI公司生产的低功耗双运算放大器。ADXRS646型MEMS陀螺仪需要的供电电压为6V，由LM2904构成的放大电路可以产生两路稳定的6V电压，输出抖动小于5mV，输出电流可以达到40mA，满足MEMS陀螺仪的供电要求。由LM2904构成的基本电压放大电路。放大电路的输入电压5V，电压的放大倍数为1.2倍，由此可以得出两路输出A和B均为6V。
2软件设计
数据采集装置上电后首先对C8051F410进行初始化设置，通过配置寄存器，设置SPI通信模式、内部振荡器的工作频率以及看门狗的监测时间。然后对ADS1274进行AD采样率、工作模式和通信模式等模块的初始化。选择ADS1274的差分模拟输入通道AIN1、AIN2、AIN3进行数据采集，模拟电压输入范围为0~5V，数据寄存器配置为24位。向ADS1274发送开始转换命令，单片机开始计时，计时时间未结束，传输采集的数据；计时时间到，继续开始AD转换。采集后的角速率数据经过单片机简单处理后，由RS232串口输出。
篇9
二、电厂电力孤网电力系统设计
2.1 矿热炉电力设计
镍铁冶炼厂对自备电厂的升压变压器没有特别要求。升压变压器的电压等级取决于项目所在地的电厂和冶炼厂的建厂条件和供电半径等因素，需在现场考察及进行相关设计工作后确定。就目前来说，与50MW的发电机组相适应的矿热电炉容量约36MVA，如果电厂与镍铁冶炼厂合建在统一厂区，由于供电半径较小，36MVA左右的矿热炉亦可由电厂10kV电压直配；但从发展情况考虑，为适应矿热电炉的大型化也可按升压到35kV电压等级。矿热电炉在非正常生产状态下对电网造成的冲击大致分为电极在炉内发生短路故障造成的电流突增和发生故障后保护装置动作跳闸甩负荷两种类型。通常在设计时采取恰当选择电炉变压器的阻抗来限制短路电流冲击的幅值，工程上一般要求将短路电流值限制在额定电流的3.5倍以下；而跳闸后的甩负荷冲击的幅值与电炉的运行功率有关，但超过发电机组在冲击发生前稳态发电功率10%是完全可能的。由于电炉在生产运行时出现故障的时间具有随机性，事先无法准确预测，故在自备电厂的设计中考虑应对该冲击的措施。
2.2 电气主接线
本工程建设2×200t/h燃煤锅炉和2×50MW凝汽式汽轮发电机组，发电机孤网运行。 发电机出口电压为10.5kV，发电机设出口电压母线，高压厂用电电源由发电机出口电压母线引接，每台发电机配置一台60MVA35/10.5kV升压变压器将发电机发出的电能经升压后送至电厂35kV变电所。本工程为孤网运行，因此设柴油发电机组作为厂用起动及备用电源并设置高压起动/备用段，柴油发电机选用4台2000kW，出口电压11kV。
锅炉送、引风机、电动给水泵及循环水泵采用高压电机，工频运行。10.5kVI段高压厂用母线带1#发电机出线断路器柜、1#机组高压负荷、10.5kV高压厂用I段与10.5kV备用段联络柜、1#主变低压侧断路器柜。10.5kVII段厂用母线带2#发电机出线断路器柜、2#机组高压负荷、10.5kV厂用II段与10.5kV备用段联络柜、2#主变低压侧断路器柜，10.5kV厂用III段主要为电站公用系统供电母线。在高压厂用电源进线回路及10.5kV分段处加装串联电抗器。
2.3 厂用电系统
高压及低压厂用电源按机炉分为两个工作段、一个公用段及一个备用段，对应的机炉负荷接在对应的母线上：1#炉所用的送、引风机、1#、2#锅炉给水泵、1#循环水泵、1#厂用工作变压器等接在10.5kV厂用I段上；2#炉所用的高压送、引风机、3#锅炉给水泵、2#、3#循环水泵接线、2#厂用工作变压器接在10.5kV厂用II段上；公用负荷由公用变压器引接，电源引自10.5kV公用母线。
三、电厂电力孤网运行方案论证
3.1 正常运行时
正常生产时，两台机组同时运行，机组出力均为70％，可满足全厂100%用电负荷。当1台机组检修或甩负荷时，另外一台机组出力在100%，可满足全厂70％左右的用电负荷。正常运行时，机组负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，以保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。
3.2 电厂启动
由于孤网运行，投运前由1＃机组发电利用黑启动柴油发电机组，启动辅机后投入运行，对外供电。1＃机组运行后带动全厂70%的负荷运转，并启动2#机组的辅机运行，进而启动2＃机组发电，直至两台机组同时运行，满足按全厂100%的自供电率，逐步进行电厂和冶炼厂的生产，实现全厂电力负荷平衡。
3.3 发电机甩负荷或非计划跳机时
当机组发电机甩负荷或非计划跳机时，全厂用电出现短时供电不足，此时电厂供电量仅满足全厂约70％的负荷。为了不致将系统电压拉低，造成系统崩溃，应在中央配电站设置低周减载保护，根据工艺要求，对部分负荷进行切除，减少用电量，同时减产运行，保障安全生产。若工艺需要，部分负荷无法切除，同时又无法满足剩余发电机稳定运行，则根据需要在相应的系统侧设置柴油发电机组，以确保分系统的安全稳定运行。
3.4 当用电负荷出现较大波动时
当系统负荷瞬时出现大负荷停机时，电力网络电压上升。若全厂40％以上负荷停机，则直接解列一台发电机组，用剩下的另外一台机组带全厂负荷。
若全厂40％以内大负荷停机，则汽机保护装置瞬时动作，可维持系统频率在50±5Hz以内，系统仍满足稳定运行条件。
若全厂小负荷波动，则可通过DEH的精确调整，以保证系统的稳定运行。
若全厂40％以上大负荷启动，则需要经过调度提前进行通知，调整锅炉及汽机的运行参数。
篇10
声音采集模块是实现声音的采集与处理的第一步，其中传感器采用驻极体传声器。传声器的主要作用是将声音传换成电压量，以供后级电路的滤波和放大。经过调理后的电压信号再送入模数转换器(ADC)进行数字量化。
1．2A/D控制电路的设计
AD转换部分是整个声音采集系统的关键。本设计选用了一款精度采样频率较高(12位，1．65μs)的模数转换芯片AD7864，其采用5V单电源供电。4个通道上的输入信号可同步进行采样，因而可保留4个输入通道上的信号相位信息。模数转换器控制模块主要在FPGA的基础上来实现，其中FPGA采用Altera公司的Cyclone系列EP1C12FQ240C8。ADC控制器采用VerilogHDL程序编程实现，设计过程中主要采用了状态机。模数转换器控制流程图AD7864模数转换后数据的读取有两种方法:转换中读取和转换后读取。本设计采用先转换后读取数据的方法，具体工作过程如下:当转换起始信号CONVST上升沿时，4个采样保持器进入保持状态，开始对选择的通道采样。同时，BUSY输出信号被触发为高电平，并在转换过程中一直保持为高，当全部通道转换结束后，才变为低电平。EOC信号在AD7864，其采用5V单电源供电。4个通道上的输入信号可同步进行采样，因而可保留4个输入通道上的信号相位信息。AD7864模数转换后数据的读取有两种方法:转换中读取和转换后读取。本设计采用先转换后读取数据的方法，具体工作过程如下:当转换起始信号CONVST上升沿时，4个采样保持器进入保持状态，开始对选择的通道采样。同时，BUSY输出信号被触发为高电平，并在转换过程中一直保持为高，当全部通道转换结束后，才变为低电平。EOC信号在每一个通道转换结束时均有效。全部通道转换后的数据保存在AD7864内部相应的锁存器中。全部通道转换结束后，当片选信号和读信号有效时，就可以按照转换顺序从数据总线上并行读取数据。
1．3存储模块
模数转换的数据经过FPGA芯片内部的存储器进行缓存，之后通过UART向上位机传输或者存入SD卡。SD卡是基于快速闪存的新一代存储器，具有体积小、容量大、移动方便等特点。本设计采用闪迪公司的8G容量SD卡作为系统的存储模块。SD卡的读写采用SPI模式。SPI模式使用字节传输，其优点是简化主机的设计。读写SD卡的操作都需要先对SD卡进行初始化，完成SD卡的初始化之后即可进行读写操作。SPI总线模式支持单块(CMD24)和多块(CMD25)写操作，多块操作是指从指定位置开始写下去，直到SD卡收到一个停止命令CMD12才停止。单块写操作的数据块长度只能是512字节。单块写入时，命令为CMD24，当应答为0时说明可以写入数据，大小为512字节。SD卡对每个发送给自己的数据块都通过一个应答命令加以确认，其数据长度为1个字节，当低5位为00101时，表明数据块被正确写入SD卡。
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二、电子书籍设计形式
电子书籍的世界同传统印刷书籍相同也需要经过栏目创意、素材加工以及版面设计等阶段，传统书籍的设计仅仅包括了文本、板面以及封面等的设计，电子书籍设计与传统书籍设计相比少去了纸张、装订等的过程，在封面设计、色彩设计以及文字设计等方面还具备了新的特点和需求。
1.电子书籍封面的设计对于电子书籍来说封面同样是吸引读者视觉的重要部分，在设计中已不需要选取材料和印刷工艺等，电子书籍的封面在网络上往往需要下载后才能完全看到，因此在设计中一定要注意封面图片的效果，可以从以下几方面进行把握。首先封面设计需要好的立意，所谓立意是指封面读者对书籍内容获得理解和感受，在具体的设计中设计人员需要先熟悉书籍的内容、风格以及性质等，提炼与书籍相关的主题，使利益深化。封面设计需要去表现书籍的主题，还需要突破自身的限制，去联想扩大意境，使读者能够从封面中联想到更多的东西。艺术的美丽来源于情感，封面设计同样要具有非常强烈的感彩，使景语与情语连接在一起，激发读者的阅读欲望。封面设计的意境往往需要通过形象思维来进行完成，封面在设计中不能力考想象思维的规律，同时也不能脱离出书籍的内容凭空去创造意境。电子书籍封面意境的创造需要设计者能够创造出更加具有思想交流的画面。封面构图的设计是设计者意境的主要表现形式，只有深邃的立意才能通过构图表现出来，封面的构图设计想要表现出设计者的意境情感，需要符合以下几点，首先选取合理的平面构图，使整个封面构图的分割能够带来主题清晰层次分明的艺术效果。其次从经营位置上来说，我国传统画讲究经营位置和布势等，意思知识一定要处理好对立统一和局部和整体之间的关系，使整个画面能够呈现出每一的含义，并使画面的内容有各自独特的特点。在构图的设计中一定要注意调和统一，否则必然会影响封面的审美，在设计中和需要注意整体分散的作用，是内容色彩以及形式等完美的集中在构图中。第三封面构图的设计要主次分明，体现出整体设计观念的布局，对此要的内容能简则简，保留下来后作为主要形象的陪衬，突出封面设计的主题。色彩同样是体现书籍表现意境的重要因素，在封面设计中需要主义色彩的变化。封面意境的主题不仅仅需要形象来进行体现，还需要采取色彩进行搭配，与形象共同构成优美的旋律，在色彩的设计中需要注意以下几点内容，首先封面色彩的设计虽然处在从属地位，但必须符合书籍本身的特性，使封面构图显得庄重而不呆板。其次色彩封面设计中需要具有装饰性，注意色彩的色相、名都等的对比，利用颜色之间的调和突出封面主题，带给读者视觉上的美感。第三色彩设计要具有简约性，现代人们追求的是高效率、高速度的节奏，这些使人们的审美也发生了变化，色彩的设计也需要跟随这个不发，凝练各种色彩的搭配使用，达到更好的色彩效果。最后封面色彩的设计还需要具有象征意义，为读者的思维带来启迪作用，在设计中使色彩形成没得旋律。
2.电子书籍版式和色彩的设计对于传统书籍而言，电子书籍最大的不同之处是阅读的画面为电脑以及手机等数码工具的视频界面，电子书籍版式设计的构成要素主要包含了传统书籍的文字、色彩等，同时增加了一些新的动态构成要素等。电子书籍的版式设计往往需要有很多的电子按钮来进行组合形成，主要包括链接按钮、公共关系按钮以及互动式按钮等。其中链接按钮的主要作用是链接出版单位以及链接网站等，公共关系按钮主要是帮助读者更加快捷的实现电子书籍的阅读，互动式按钮是指读者发表评论等的场所。这些所有功能的产生实现都需要借助显示器达到，为给读者留下充足的舒缓空间，在电子书籍的版式设计中应留有空白区域。同时在电子书籍的设计中，版式设计应该更加得具有灵活性和生动性，电子书籍的页面设计往往会更加倾向于多媒体的设计，需要在页面合适的地方增加第四维空间，为读者带来书籍本身外的乐趣。在很多人的眼里，为达到吸引人的目的，电子书籍的色彩设计应该是丰富多彩的，比之传统书籍而言要丰富得多，这是因为新兴的视频媒介赋予了色彩很多新的生命。电子书籍有时需要通过视频等进行传输，通常采取的模式为RGB模式，在每个阶段中指定色彩，并进行和混合会搭配出约1670万种色彩，电子书籍在设计中的色彩选择有很大的选择余地。视频色彩模式的网页画面多是采用白色作为主色调，这主要是因为网络的一些原因。但是电子书籍不同于单纯网页的设计，首先其信息量要小于网页，因此可以考虑使用色彩进行弥补，另外RGB模式下色彩是通过自然发光来呈现，避免出现读者视觉疲劳的现象。
3.数字化图像和交互式的设计图像和图像是突出数字画艺术的主要表现形式，在网络中存在很多能够表现的形式，如数字的三维、动画以及虚拟现实等，以艺术字为例数字化的图像是很抽象的一种形式不仅仅具有传统图像所具有的功能，还具有一些时间特征，不停转换图像元素和位置。同时在电子书籍的设计中，使用群主要是网络上的人群，接受能力强，因此图像的设计为达到吸引人的目的，可以尽量的新颖，或者是采取一定的动态画面等。电子书籍的交换设计通常分为视觉设计师以及程序设计师等，这几种设计师必须完美的结合在一起，如视觉设计师整合视觉效果，交互式设计师设计读者的阅读空间等。交互环节是交互设计的核心，在设计中可以为读者设定书友论坛等内容，增加趣味性。最后在电子书籍的文字设计中文字的设计一定不能脱离于作品的风格特征，在设计中不仅仅要突出书名的个性色彩，还需要探寻文字的形态特征与组合的关系，设计出更加具有特色的文体，给读者视觉上的美感，封面的文字设计针对不同风格的书籍需要采取不同的设计方式，如针对儿童电子书而言，文字形式就尽可能的生活活泼，对于古典书籍而言，文字形式需要便显出古风古韵，给人以联想。
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2硬件电路设计
2.1动力电池电压信号检测电路设计
动力电池组是由众多单体电池串联而成。本设计中，选取12个单体电池串联而成的动力电池组，相应的就有12个电压模拟量信号。图2所示为电压采集电路设计。动力电池组中，各个动力电池串联而成。在地参考点的作用下，各个电池正负极对地参考电压近似比例增大，为实现输出的是电池电压，最有效的实现途径是借助由运算放大器“虚短”与“虚断”原理构成的减法电路。图2中，由双运放运算放大器LM358构建2级网络：第1级即为由R1~R4组建的差分放大电路形成减法电路，第2级构成电压跟随器，起到缓冲及隔离的作用。LM358使用单5V电源供电。
2.2动力电池双向电流检测电路设计
电池组在充放电过程中，由于只有一个充放电通道，理论上而言电流检测通道只有一个。根据电路理论电流在其参考方向下存在正负之分，因此必须单独设计充电电流、放电电流各自的检测信号。图3所示为集成的双向电流检测硬件电路设计。从电路中可以看出，该电路的设计非常类似于电气中的互锁电路。从采样电阻中采集的电阻两端电压在电阻分压网络下，产生不同的电压。结合运放的差分放大功能，分别引入LM358运算放大器的2组不同的运放输入端，由于引入同相输入端和反相输入端的电压不同，使得2组运放各自工作在线性工作区与非线性工作区中。当电池组中有任意方向的电流时，均会产生一组运放工作在线性放大区域产生对应的模拟电压信号同时另外一组运放工作在非线性区域而作为电子开关输出供电电源的参考地电压。在实际的电动汽车中，通常选用100AH的动力电池组为电动汽车提供动力源，这样，采样电阻的选择就有了依据。本设计中，选用0.05R/2W的采样电阻多个并联成0.01R的功率电阻作为充放电电流检测元件。
2.3动力电池组温度检测电路设计
温度检测保证电池组工作在可靠温度范围内而不引起电池故障，是电池管理系统中必不可少的有效组成部分。温度检测传感器选用PT100系列温度传感器。最新制造工艺出产的PT100体积小，精度高，比较适合应用在电池管理系统温度检测单元中。本设计中，选用三线式桥式测温电路，其最大优点在于将地线单独引出，参考电阻网络的地线电阻可以与PT100的地线电阻匹配，减小电阻差异带来的偏差问题，提高温度测量精度。其设计原理同电压采集电路基本相同。
3调试数据与分析
设计完毕后，对该套电池管理系统的硬件电路进行了制版调试。在解决了焊接遗留的硬件问题后，通过MCU的监测获取了大量数据。调试过程中某一时刻点的状态量。从测试数据可以看出，无论是电压、电流、还是温度，其相对误差都控制在1%以内，特别是电压检测数据，精度更是达到了3‰，这样的误差在电池管理系统误差允许范围之内，达到了电池管理系统数据采集前端模块硬件电路设计的目的。
