引論：我們?yōu)槟砹?3篇電源技術論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
脈沖電源是適用于電除塵器的電源,目前在世界各地的電廠、鋼鐵廠及水泥廠的環(huán)保除塵機械設備中得到了廣泛應用,除塵效果顯著。它主要由控制柜和高壓輸出變壓器兩部分組成,分別放置于控制室和電除塵器頂部。脈沖電源系統(tǒng)一般由基礎電壓產(chǎn)生部分、脈沖電壓產(chǎn)生部分、控制部分及通訊部分組成。其原理圖如圖2所示。1)基礎電壓Vdc產(chǎn)生部分三相交流電源輸入至三相升壓變壓器,經(jīng)三相整流橋和濾波電路后,產(chǎn)生一個高壓直流電壓,再經(jīng)扼流電感L2和耦合電感L4送至電除塵器中,供應電除塵器ESP所需的基礎電壓。2)脈沖電壓產(chǎn)生部分三相交流AC380V輸入至三相升壓變壓器,經(jīng)整流橋、濾波電路后,得到一個高壓直流電壓,經(jīng)扼流電感L1給儲能電容Cs充電。當高壓IGBT(SW1)導通時,儲能電容Cs、扼流電感L3、耦合電感L4、電除塵器ESP等效電容形成諧振回路,儲能電容Cs內(nèi)的電量在該回路內(nèi)諧振,在電除塵器ESP兩端形成一個脈沖電壓。該脈沖電壓與基礎電壓疊加,產(chǎn)生最終所需的加至電除塵器ESP上的電壓波形,如圖3所示。諧振后半部分,電量回充給儲能電容Cs,節(jié)約電能。當高壓IGBT關斷時,諧振回路斷開,電源繼續(xù)給儲能電容充電至原電壓,等待下次脈沖的產(chǎn)生,如此循環(huán)。3)控制部分通過一個核心控制器(嵌入式系統(tǒng)),控制基礎電壓、脈沖電壓的產(chǎn)生,并接收脈沖電源的反饋信號、監(jiān)控關鍵位置的運行狀況,調(diào)整脈沖電源的運行狀態(tài),使脈沖電源適應各種復雜工況的要求,產(chǎn)生最大的收塵效率及節(jié)能目標。同時采用快速、智能的火花響應、處理機制,保證火花狀態(tài)下設備的安全、穩(wěn)定運行。4)通訊部分通過以太網(wǎng)控制器,在通訊協(xié)議,比如Modbus的基礎上搭建整個通訊系統(tǒng),在上位機界面上監(jiān)控各個脈沖電源的運行情況,并統(tǒng)一控制、調(diào)配,便于運行和管理,提高工作效率。
3.脈沖電源除塵的特點和優(yōu)勢
篇2
作者：張亞婷 丑修建 郭濤 熊繼軍 單位：中北大學
近年來，為了探索新型的使用壽命長、能量密度高的微能源，國內(nèi)外學者開始收集人體、聲音、道路、高層建筑等周圍環(huán)境中的振動，以實現(xiàn)微納機電系統(tǒng)的自我供能，這將有望解決能源微型化過程中電池體積大、一次性使用壽命短、能量密度小等問題。靜電式微能源目前，T．Sterken等人［5］提出的靜電式發(fā)電機采用靜電梳齒結構和MEMS工藝，在150V的激勵下、振動頻率為1020Hz的環(huán)境中，獲得1μW功率輸出；在3750Hz下得到16μW功率。美國Berkeley大學S．Roundy等人［6］研制出的靜電式發(fā)電機采集120Hz的低頻振動（圖略），采用變間距式改變電容，仿真和實驗結果證實變間距式的結構更有優(yōu)勢，當在120Hz，2．25m／s2的加速度振動下，輸出功率密度達116μW／cm2。（圖略）為變面積式結構。Y．Chiu等人［7］提出了一種靜電式微能源，利用鎢球調(diào)節(jié)裝置的固有頻率，整合機械開關被安放在換能器內(nèi)，實現(xiàn)同步能量轉(zhuǎn)換。東京大學T．Tsutsumino等人［8］提出了一種靜電式發(fā)電機，其利用高性能的有機膜全氟樹脂（CYTOP）作為駐極體材料來提供電荷，加載20Hz振動，振動幅度的峰峰值為1mm，最大輸出功率達6．4μW。電磁式微能源目前在電磁能量轉(zhuǎn)換研究方面工作較突出的是英國Southampton大學，從2004年開始采用硅微加工技術制作了微型電磁式振動能量采集器，在1．615kHz的振動頻率下，輸入加速度為0．4g時，其產(chǎn)生的最大輸出功率為104nW［9］；此外還提出了一種發(fā)電機在9．5kHz，1．92m／s2加速度振動驅(qū)動下，獲得21nW的電能［10］。D．Spreemann等人［11］設計了一個雙自由度電磁式能量采集器，中心轉(zhuǎn)子帶動磁鐵運動，使磁通量產(chǎn)生變化，產(chǎn)生感應電動勢，克服了單自由度能量采集器固有頻率的限制，適用于實際環(huán)境中的振動。在低頻環(huán)境中30～80Hz，可得到3mW的功率。H．Kulah等人［12］提出了一種鐵圈同振型發(fā)電機，通過一個電磁式頻率放大器將低頻振動轉(zhuǎn)換成高頻振動，而輸出功率與振動頻率的三次方成正比，從而提高了能量轉(zhuǎn)換效率。P．H．Wang等人［13］提出了一種銅平面彈簧式結構，為了獲得更低的固有頻率，測試結果顯示在121．25Hz頻率和1．5g的加速度下，開路電壓為60mV。以上研究初步達到了電磁發(fā)電單獨供能的目的，但在提高電源的能量密度和轉(zhuǎn)換效率，以及輸出能量收集與控制方面仍需要進行大量的研究工作。
壓電式微能源為了在低頻低強度的普通環(huán)境中提高轉(zhuǎn)換效率，大多數(shù)研究對微能源的結構進行了改進。S．Roundy等人［14］制作的矩形單懸臂梁結構的壓電發(fā)電機在120Hz、加速度為2．5m／s2下，產(chǎn)生25μW／cm2的能量。D．Shen等人［15］研制的低頻（183．8Hz）能量采集器，采用單矩形懸臂梁－質(zhì)量塊結構，體積僅為0．769cm3，輸出平均能量為0．32μW，能量密度為41．625μW／cm2。E．K．Reilly等人［16］研究了矩形、梯形、螺旋形等不同結構的壓電懸臂梁。研究表明，螺旋形結構承受的應力最大，可產(chǎn)生較大的形變，輸出較高的電能，梯形結構次之。但是由于矩形結構加工簡單，故被廣泛應用。2010年，G．Zhu等人［17］收集說話聲音，采用豎直結構的ZnO納米線陣列代替常用的PZT壓電材料制成了納米發(fā)生器，通過實驗證實了在－100dB強度的聲波振動下，輸出峰值為50mV的交流電壓。近年來國內(nèi)吉林大學、上海交通大學、大連理工大學等［18－20］也開展了關于壓電振子發(fā)電的微能源研究工作，并在壓電微能源應用研制方面取得了一定的研究成果。通常環(huán)境下振動分布在一個較寬的頻率范圍內(nèi)，如果微能源帶寬過窄，則不能滿足實際需求。目前的頻帶擴展方法主要有陣列式［21－22］、多梁－多質(zhì)量塊系統(tǒng)［23］以及頻率可調(diào)式［24－25］。陣列式是通過具有不同固有頻率的單懸臂梁－單質(zhì)量塊結構來實現(xiàn)頻帶擴展，即使振動頻率改變，某些頻率的懸臂梁也會處于工作狀態(tài)；多梁－多質(zhì)量塊系統(tǒng)是通過使結構某兩階頻率接近來實現(xiàn)頻帶擴展；頻率可調(diào)式分為主動調(diào)頻和被動調(diào)頻。主動調(diào)頻需要調(diào)頻器，而調(diào)頻器耗能大于產(chǎn)生的能量，故不可行；被動調(diào)頻需要激勵和傳感器，這提高了復雜性和成本。2006年，M．Ferrari等人［26］提出了一種多頻能量轉(zhuǎn)換器，覆蓋100～300Hz波段；2007年A．IbrahimSari等人［27］采用不同長度懸臂梁陣列式結構擴大了微型發(fā)電機的帶寬，在4．2～5kHz的振動頻率下，產(chǎn)生4μW的能量，覆蓋800Hz的波段。上海交通大學的馬華安等人［28］采用永磁鐵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的質(zhì)量塊，并且在質(zhì)量塊的上方和下方也放置了不同極性的永磁鐵，通過吸引力和排斥力來調(diào)整壓電懸臂梁的固有頻率，固有頻率范圍拓寬為80～100Hz。電能采集、存儲電路微小能量的采集、存儲也是微能源系統(tǒng)的關鍵技術，否則振動產(chǎn)生的微電壓并無實用價值。能量采集存儲電路主要包括整流電路、升壓電路和存儲電路。對于此部分的研究已經(jīng)較為成熟，但大部分都是基于經(jīng)典的分立器件所搭建而成，具有靜態(tài)電流高、采集存儲效率低的特點。LINEAR公司［29］新推出了一款專門面向能量收集的集成芯片LTC3588，它內(nèi)部集成了AC／DC、電荷泵以及電源管理模塊，可以直接采集微小交流電壓信號，持續(xù)輸出100mA的電流信號，且其靜態(tài)電流只需950nA。TI公司［30］在2011年底推出的BQ25504芯片，也同樣集成了采集存儲電路的幾個模塊，其靜態(tài)電流僅為330nA，可以將能量存儲在鋰電池、薄膜電池以及超級電容中，同時其良好的電源管理實現(xiàn)了充放電保護的功能，極大地提高了系統(tǒng)的集成度。它們都具有操作簡單、能量采集存儲效率高、性能穩(wěn)定、價格低廉的特點，可以廣泛地應用于由振動驅(qū)動的微能源系統(tǒng)。電能存儲的介質(zhì)選擇也是研究的一項重要內(nèi)容。沈輝［31］對超級電容、鎳氫電池和鋰電池的儲存電荷能力進行了比較，發(fā)現(xiàn)電容器的充放電速度較快，可以迅速地回收產(chǎn)生的電能，同時其充電效率最高可達95％，并且充電次數(shù)理論上也可達無窮次；與之相反，電池的充電速度慢，不能立即使用回收的電能，同時其充電效率僅為92％（鋰電池）、69％（鎳氫電池），使用壽命為500～1000次，但其具有放電時間長、輸出電壓比較穩(wěn)定的特點。經(jīng)過一個月的自放電測試，超級電容自放電效率最高，剩余電量僅為65％，鎳氫電池為70％，鋰離子電池為95％。但是對于需要經(jīng)常充放電的場合，自放電可以忽略，超級電容憑借其可以無限次重復使用的特點，受到了科研人員的青睞。三種不同類型的微能源相比較，壓電式微能源有結構簡單、易于集成和微型化的獨特優(yōu)點，已經(jīng)應用到生活中。日本的研究員在東京火車站的地面上鋪上了四塊包含壓電發(fā)電裝置的地板，其可以顯示產(chǎn)生的能量，可為自動檢票門提供能量［4］。以色列Innowattech公司［32］建立了第一條發(fā)電公路，用預制塊和環(huán)氧樹脂作保護，防止壓電晶體破損。英飛凌公司［33］推出了MEMS傳感器、MCU、RF、MEMS自供電電源四合一的新型TMPS。
電磁式微能源的設計僅在理論指導下進行，對器件進行仿真分析較少［34］，所以，難以得到最優(yōu)的結構模型；壓電微能源的大部分研究都通過改變幾何結構來降低共振頻率、優(yōu)化電路以提高能量轉(zhuǎn)換效率，而對于研究新型的壓電材料來提高系統(tǒng)性能的研究相對較少；由于MEMS的微加工、微裝配與封裝技術處于發(fā)展階段，使得振動式微能源不能按照設計要求達到精確制作與裝配，從而難以得到理想結果。振動驅(qū)動微能源技術存在以下應用方面的問題：實際生活環(huán)境中振動頻率范圍比較寬，從十幾赫茲到幾百赫茲，至今沒有提出有效調(diào)節(jié)頻率的方法。因此，有人提出使用非線性振動模型來研究微能源［35］，但目前，這方面的研究還很少。儲存電能的介質(zhì)需要做進一步研究，特別是超級電容，其放電速度快、輸出電壓不是很穩(wěn)定的特性需要改進。理論上微能源具有壽命較長的優(yōu)點，但是實際應用環(huán)境中振動加速度和頻率對微能源壽命有很大的影響。振動驅(qū)動微能源已成為各國科學家研究的熱點。目前，電磁式、壓電式微能源的研究相對較多，但是為了提高其性能指標，從而更快應用到實際中，振動式微能源的結構還在不斷得到改進、優(yōu)化，并且提出新的結構模型。而靜電式微能源由于需要外部電源，限制了其應用，因而研究相對較少。振動驅(qū)動微能源技術向低頻、多頻、寬頻、非線性振動模型、復合微能源發(fā)展［36－37］。同時，將幾種不同轉(zhuǎn)換形式的微能源集成在同一芯片上，可以綜合不同原理微能源的優(yōu)點，提高能量密度，這些都是微型化和實用化的關鍵。振動驅(qū)動微能源有望為野外和置入結構的微系統(tǒng)提供高可靠、長時間的電能，為無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點和便攜式微電子產(chǎn)品提供充足的電源，所以研究振動式微能源有重要的實用意義。
篇3
現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術已經(jīng)進入現(xiàn)代電力電子時代。
1.1整流器時代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內(nèi)燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應用得以很大發(fā)展。當時國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產(chǎn)物。
1.2逆變器時代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關鍵技術是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)取＿@時的電力電子技術已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
1.3變頻器時代
進入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標志。據(jù)統(tǒng)計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術不斷向高頻化發(fā)展,為用電設備的高效節(jié)材節(jié)能,實現(xiàn)小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
2.現(xiàn)代電力電子的應用領域
2.1計算機高效率綠色電源
高速發(fā)展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發(fā)展。八十年代,計算機全面采用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。
計算機技術的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環(huán)境無害的個人電腦和相關產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據(jù)美國環(huán)境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規(guī)定,桌上型個人電腦或相關的設備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開關電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
因通信設備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應的性能,并同時收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關電源),同時還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構,目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關來實現(xiàn)。
現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術的引入,可以實現(xiàn)對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機的變頻調(diào)速,其在電氣傳動系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動交流異步電動機實現(xiàn)無級調(diào)速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術應用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點。預計到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機電機。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進一步發(fā)展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機電源
高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當今焊機電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應用前景。
逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。
由于焊機電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為最關鍵的問題,也是用戶最關心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關控制器,通過對多參數(shù)、多信息的提取與分析,達到預知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進而提前對系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開關型高壓直流電源
大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術,將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進入80年代,高頻開關電源技術迅速發(fā)展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件,將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功的應用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進一步減小。
國內(nèi)對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開關串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統(tǒng)開關電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
2.9分布式開關電源供電系統(tǒng)
分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)模控制集成電路作基本部件,利用最新理論和技術成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。
八十年代初期,對分布式高頻開關電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術的迅述發(fā)展，各種變換器拓撲結構相繼出現(xiàn),結合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術,使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學界的研究熱點,論文數(shù)量逐年增加，應用領域不斷擴大。
分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟和維護方便等優(yōu)點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅(qū)動電源等領域也有廣闊的應用前景。
3.高頻開關電源的發(fā)展趨勢
在電力電子技術的應用及各種電源系統(tǒng)中，開關電源技術均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關電源技術,其體積和重量都會大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中,更是離不開開關電源技術，通過開關電源改變用電頻率,從而達到近于理想的負載匹配和驅(qū)動控制。高頻開關電源技術,更是各種大功率開關電源(逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術。
3.1高頻化
理論分析和實踐經(jīng)驗表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機,還是通訊電源用的開關式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進行改造,成為“開關變換類電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設備固態(tài)化,帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟效益,更可體現(xiàn)技術含量的價值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實質(zhì)上都屬于“標準”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關器件的驅(qū)動保護電路也裝到功率模塊中去,構成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機的體積,更方便了整機的設計制造。實際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重,對器件造成更大的電應力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM),它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設計,達到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個模塊固定在相應的散熱器上,就構成一臺新型的開關電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。另外,大功率的開關電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個獨立的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術,所有模塊共同分擔負載電流,一旦其中某個模塊失效,其它模塊再平均分擔負載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過增加相對整個系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬一出現(xiàn)單模塊故障,也不會影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復提供充分的時間。
3.3數(shù)字化
在傳統(tǒng)功率電子技術中,控制部分是按模擬信號來設計和工作的。在六、七十年代,電力電子技術完全是建立在模擬電路基礎上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號、數(shù)字電路顯得越來越重要,數(shù)字信號處理技術日趨完善成熟,顯示出越來越多的優(yōu)點:便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測遙調(diào),也便于自診斷、容錯等技術的植入。所以,在八、九十年代,對于各類電路和系統(tǒng)的設計來說,模擬技術還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術的知識,但是對于智能化的開關電源,需要用計算機控制時,數(shù)字化技術就離不開了。
3.4綠色化
篇4
現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術已經(jīng)進入現(xiàn)代電力電子時代。
1.1整流器時代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內(nèi)燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應用得以很大發(fā)展。當時國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產(chǎn)物。
1.2逆變器時代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關鍵技術是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)取＿@時的電力電子技術已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
1.3變頻器時代
進入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標志。據(jù)統(tǒng)計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術不斷向高頻化發(fā)展,為用電設備的高效節(jié)材節(jié)能,實現(xiàn)小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
2.現(xiàn)代電力電子的應用領域
篇5
一、開關電源占據(jù)通信電源的主導地位
通信直流穩(wěn)壓電源按照其實現(xiàn)直流穩(wěn)壓方法的不同，可分為：線性電源、相控電源和開關電源三種。
1.1線性電源是通過串聯(lián)調(diào)整管來連續(xù)控制，其功率調(diào)整管總是工作在放大區(qū)。由于調(diào)整管上功率損耗很大，造成電源效率較低，只有20～40%，發(fā)熱損耗嚴重，安裝有體積很大的散熱器，因而功率體積系數(shù)只有20～30W/dm3。因此線性電源主要用于小功率、對穩(wěn)壓精度要求很高的場合，如通信設備內(nèi)部電路的輔助電源等。
1.2相控電源是將市電直接經(jīng)整流濾波后提供直流，通過改變晶閘管的導通相位來控制直流電壓。由于相控電源的工作頻率低，工頻變壓器的體積和噪聲大，造成對電網(wǎng)干擾和負載變化的響應慢，設備笨重，且危害維護人員的身體健康。另外，其功率因數(shù)較低，只有0.6～0.7，嚴重污染電力電網(wǎng)，效率較低，只有60～80%，造成能源的極大浪費。因此傳統(tǒng)的相控電源已逐漸被淘汰。
1.3開關電源的功率調(diào)整管工作在開關狀態(tài)，主要的優(yōu)點在"高頻"上。其工作頻率高，大都在40kHz以上，無煩人的噪聲。體積小，重量輕，適用于分散供電，可與通信設備放在同一機房。效率高，大于90%，在當前能源比較緊張的情況下，能夠在節(jié)能上做出很大的貢獻。功率因數(shù)高，大于0.92，當采用有效的功率因數(shù)校正電路時，功率因數(shù)可接近于1，且對公共電網(wǎng)基本上無污染。模塊化的設計，可實行N+1配置，可靠性高。維護方便，可在運行中更換模塊，而不影響系統(tǒng)供電，擴容方便、分段投資，可在初建時，預留終期模塊的機架，隨時擴容。調(diào)試方便，內(nèi)設模擬測試電路，無需另配假負載。具有監(jiān)控功能，并配有標準通信接口，可實現(xiàn)集中監(jiān)控，無人值守。
二、開關電源的關鍵技術
開關電源中具有技術突破主要有體現(xiàn)在以下四個方面：
2.1均流技術
大功率電源系統(tǒng)需要用若干臺開關電源并聯(lián)，以滿足負載功率的要求，另外通信電源必須通過并聯(lián)技術來實現(xiàn)模塊備份，以提高電源系統(tǒng)的可靠性。因此并聯(lián)技術在供電系統(tǒng)中必不可少，而并聯(lián)運行的整流模塊間需要采用均流措施，它是實現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)的關鍵，用以保證模塊間電流應力和熱應力的均勻分配，防止一臺或多臺模塊運行在限流或滿載狀態(tài)，同時延長電源系統(tǒng)的壽命和平均無故障時間。
2.2軟開關技術
DC-DC變換器是開關電源的主要組成部分，因此功率變換技術一直受到全世界電力電子學科和行業(yè)研究的關注。而如何降低開關損耗，提高開關電源的頻率和開關電源的系統(tǒng)效率，代表了開關電源的發(fā)展趨勢。在經(jīng)過了硬開關PWM（或PFM）技術和硬開關加吸收網(wǎng)絡技術后，軟開關技術得到了廣泛應用。這樣能夠極大地降低開關損耗，減小功率器件電和熱應力，改善器件工作環(huán)境，降低電磁干擾，提高功率密度等，為開關電源實現(xiàn)高效、節(jié)能、體積小、重量輕和高可靠性的要求做出了貢獻。軟開關技術有：諧振技術、準諧振技術、PWM和準諧振相結合的技術。
2.3功率因數(shù)校正技術
功率因數(shù)校正技術有：采用三相三線制整流，即無中線整流方式，可使諧波含量大大降低，功率因數(shù)可達0.86以上；采用無源功率因數(shù)校正技術，即在三相三線整流方式下加入一定的電感，可使功率因數(shù)達0.93以上，諧波含量降到10%以下；采用有源功率因數(shù)校正技術，即在輸入整流部分加入一級功率處理電路，使無功功率幾乎為0，功率因數(shù)可達0.99以上，諧波含量降到5%以下。
2.4智能化監(jiān)控技術
開關電源大量應用控制技術、計算機技術，進行各種異常保護、信號檢測、電池自動管理等，實時監(jiān)視通信電源設備運行狀態(tài)，記錄和處理有關數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)故障，以先進的、集中的、自動化的維護管理方式來管理通信電源設備，從而提高供電系統(tǒng)的可靠性。智能化監(jiān)控技術的應用，使得維護人員面對的不再是復雜的器件和電路，而是一個人機表達和交流的信息，大大改進了維護管理方式。
三、開關電源的發(fā)展
開關電源在發(fā)展，今后仍要不斷提高開關電源和供電系統(tǒng)的高新技術含量，以支撐高速發(fā)展的現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡的建設和運行維護管理為主導方向，以高可靠性、高穩(wěn)定性和可維護性為最終目的。具體有以下幾個方面：
3.1小型化
隨著通信設備日益集成化、小型化和分散化的發(fā)展，以及勢在必行的分散供電的廣泛應用，要求開關電源也相應小型化，而開關電源工作頻率高頻化和控制電路集成化，使開關電源的小型化成為可能。特別是隨著小型化開關電源的市場迅速擴大，如接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品、移動基站、無線市話等，一些小功率模塊插件形式的開關電源將應運而生，大有蓬勃發(fā)展之勢。如中興通訊的ZXDU45嵌入式電源，在結構上采用標準的19英寸插框設計，高度為4U，功能齊全，使用起來極為安全方便。
3.2高智能化
隨著開關電源在通信領域多方面的廣泛使用，而維護人員又不是專業(yè)電源維護人員，只有借助其智能化，對電源設備的運行狀態(tài)自動檢測，對電源故障及時發(fā)現(xiàn)、診斷和處理。這就要求智能化在原有監(jiān)控功能的基礎上，增加診斷功能，即故障診斷專家系統(tǒng)，以指導維護人員處理問題，加快故障診斷和檢修過程。
3.3電池管理
篇6
電動自卸卡車采用雙電源供電技術時,需要安裝架空線。對于露天開采來說,減少發(fā)動機損耗,減少廢氣排放本身就是節(jié)能降耗的有效措施。
1)動力接線:
以該露天礦最早進口的UCLED-190型大卡車為例,屬于柴油機電傳動卡車,其基本方式為:柴油機寅同步發(fā)電機寅整流系統(tǒng)寅直流電動機。在此狀態(tài)下可用兩個方案:淤切斷原來的電源輸出端G,將同樣電壓的單相交流電壓通過滑板和受電弓在此輸入。于在直流電動機輸入端切斷,持同樣的支流電源從滑板受電弓在此輸入。如果采用第二方案,需在電動機接入大容量的起制動電阻,要占很大體積,現(xiàn)有大卡車不易容許;所以最好采用第一方案,此時整流系統(tǒng)采用可控硅(SCR)代替硅二極管,就可實現(xiàn)輸出電壓的大范圍調(diào)整。
2)接觸網(wǎng)與受電弓:
電能源大卡車雖應使用雙柑式受電弓,但是現(xiàn)在的工礦用自卸式車(自翻車)的后斗在卸載時要向上抬起,故受電弓不宜采用雙柑式受電弓。工礦用電力機車有E弓子和旁弓子兩種受電器:E弓采用檢E接觸網(wǎng)上,旁弓子用于翻車線及稿線的旁架線上。現(xiàn)在用的工礦自卸車上沒有鐵道,必須有兩根架線,同時要安裝兩個互相絕緣的受電弓。這也是不可能的:淤因為架線不可能在車斗的正上方。于兩個并排放置的E受電弓也是可能的。所以最有可能的是采用工礦電力機車兩臺旁受電弓。在不同的高度稍錯開點位置安放。
3)材料的使用:
淤架空線可采用鋼芯鋁絞線。于受電弓上的接觸滑板可采用電化石墨,這樣就省去了經(jīng)常換銅滑板和銅導線的麻煩。采用這種材料是經(jīng)北京鐵道科學院(1976年)的磨合實驗的。
4)操作步驟:
篇7
1醫(yī)院的分類及規(guī)模版權所有
根據(jù)我國醫(yī)院建設的規(guī)劃，綜合醫(yī)院按床位可分為300、400、500、600、800及1000床。
按照醫(yī)院等級可分為三、二、一級醫(yī)院，目前經(jīng)常涉及的一般為二級以上的醫(yī)院。
在這些范圍內(nèi)的醫(yī)院就用電負荷而言，有一類負荷，還有部分二類負荷及三類負荷。
醫(yī)院按照功能劃分，一般分為門診部、醫(yī)技部、護理部、行政部、后勤部等。目前綜合性醫(yī)院的布局有分散式、集中式和半集中式。目前建筑設計中考慮節(jié)能及使用便利，多采用半集中式。
2醫(yī)院負荷分析
2.1醫(yī)院負荷計算
按照目前調(diào)研的醫(yī)院負荷情況，醫(yī)院的用電負荷比例仍然以空調(diào)照明為主體，醫(yī)療設備用電所占比例很小，這也許與我國目前的醫(yī)療設備的水平有關。根據(jù)日本有關資料，80年代的醫(yī)院變壓器安裝容量為250～300va/m2，當然日本等國的用電負荷計算與變壓器的安裝容量與我國差別很大，總體變壓器容量較我國大很多。但這其中醫(yī)療設備用電占50％。而我國目前醫(yī)療設備用電總體占不到20％。因此目前我國的醫(yī)院設計的用電負荷總體上仍然是以空調(diào)照明為主要負荷。其中空調(diào)電制冷的45％～55％，照明30％，動力包括醫(yī)療用地15％～25％。
根據(jù)近10年來完成的醫(yī)院工程的運行情況可以得出如下結論，我國醫(yī)院的用電負荷標準與商業(yè)寫字樓相比是較低的。綜合醫(yī)院護理單元照度需求較低
由以上數(shù)據(jù)可以看出，醫(yī)院雖然為功能性民用建筑，用電設備較多，但它總體照明的標準比起商業(yè)樓、寫字樓要低。從用電負荷計算的角度而言并不高，按照北京市供電規(guī)劃8va/m2，即可滿足要求。醫(yī)院變壓器安裝指標并不是很高，一般在65～75va/m2之間，分析原因如下：
真正意義上的醫(yī)療用電負荷并不多，且大型設備的需要系數(shù)較低。
綜合醫(yī)院護理單元的面積所占比例較大，此部分用電量較低。
醫(yī)院目前的運行狀況，全日制的門診醫(yī)技面積不大，白天空調(diào)等用電高峰時照明需求較小。
2.2醫(yī)院的負荷性質(zhì)及負荷類型
醫(yī)院供電系統(tǒng)應遵循國內(nèi)供電規(guī)范，并參考國際iec相關標準進行設計，按照我國現(xiàn)行醫(yī)院等級和標準地區(qū)醫(yī)院及二類醫(yī)院的供電等級為一級或二級負荷。因此電源一般采用兩路10kv供電。根據(jù)醫(yī)院的規(guī)模可分為如下幾類系統(tǒng)形式；
1采用兩路10kv電纜專用供電、自備柴油發(fā)電機，重要設備末端采用ups供電。此類系統(tǒng)適用于特級及三甲級醫(yī)院。
2采用兩路10kv電纜專線供電，重要設備末端采用ups供電。此類系統(tǒng)適用于三甲級醫(yī)院。
3采用兩路10kv供電或一路10kv專線供電，一路低壓供電，此類系統(tǒng)適用于二甲級醫(yī)院。
4一路10kv供電，重要設備末端采用ups供電，僅用于一級醫(yī)院。
根據(jù)醫(yī)療建筑用電負荷的特殊性并考慮到醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展，低壓系統(tǒng)建議采用如下形式：
電壓波動大的空調(diào)及動力負荷為一個低壓系統(tǒng)，如空調(diào)采用專用變壓器供電；
電壓波動小的照明及一般醫(yī)療用電插座負荷為一個低壓系統(tǒng)；
電壓要求高且自身壓降大，醫(yī)用數(shù)字檢影成像系統(tǒng)設備，單獨采用一臺變壓器。對于電網(wǎng)電壓變化較大的系統(tǒng)，建議采用有載調(diào)壓變壓器。
按照iec標準，醫(yī)院各部位的供電等級，接地方式見表2。
2.3應急電源系統(tǒng)
醫(yī)院存在著大量的一級、二級用電負荷，應急電源系統(tǒng)一般采用柴油發(fā)電機系統(tǒng)、ups系統(tǒng)。柴油發(fā)電機容量一般為變壓器總安裝容量的15％～20％。而重要設備則采用ups系統(tǒng)。
3低壓配電系統(tǒng)
醫(yī)院用電負荷一般分成照明系統(tǒng)、醫(yī)療動力插座系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)新風機、空調(diào)機、風機盤管，應急照明系統(tǒng)等。
大型、重要性設備由配電變電所放射式供電，一類負荷均為雙路供電末端自投。冷水相組、真空吸引、x光機、ct機、mri機、dsa機、ect機等設備主機、燒傷病房、血透中心、中心手術部的電力及照明、ct機、mri機、dsa機、ect機的空調(diào)電源、電梯及屋頂排風機、洗衣房及營養(yǎng)部的動力也分別由變電所低壓屏放射式供電。
樹干式供電由變電所將各類電源分別引至各豎井，通過母線輸至各層。各豎井內(nèi)分別設有照明、配電、空調(diào)及應急照明配電箱。配電、照明分別放射至各科室的配電、照明配電箱，各科室的計量表設在豎井配電箱內(nèi)，空調(diào)配電箱配電至末豎井區(qū)域內(nèi)的普通空調(diào)機及風機盤管。應急照明配電箱由雙路電源供電并自動切換，供各應急照明燈及防火卷簾門，排煙風機的用電。
醫(yī)技檢驗科、血液透析室等處的儀器對電源要求較高，部分電源通過穩(wěn)壓器后備ups供電。
4數(shù)字檢影成像設備的配電要求及內(nèi)阻計算
數(shù)字檢影成像設備是醫(yī)院的重要設備，現(xiàn)代醫(yī)院數(shù)字檢影設備的種類很多，目前比較常見的有：x光透視機、x光攝影機、x光治療機、x光造影機包括x光介入機、心血管造影機dsa、計算機斷層掃描機ct機、同位素斷層掃描機ect、磁共振機mri以及x刀、γ刀、直線加速器等設備。根據(jù)設備的不同用途、設備的工作制分為長期工作制、短時反復工作制。各種設備工作制見表3。
目前，許多x光機同時具有攝影、造影、透視、治療等多種功能。
4.1數(shù)字檢影設備供配電系統(tǒng)
數(shù)字檢影設備工作原理各有不同，但統(tǒng)一的一點是對電源的要求較高。由于數(shù)字檢影設備的以上特性，如果醫(yī)院有一定規(guī)模，此類設備應由專用變壓器供電。設備球管電流在400ma以上的設備應采用放射式供電。
心血管造影機、磁共振機、同位素斷層掃描機ct機、大型介入機等設備的主機電源一般需要雙路供電。且有些設備本身需要冷卻，設備有冷水機組，此部分的電源與主電源同樣重要。主電源進一步分成高壓發(fā)生器電源、行走機構電源、影像設備電源及插座電源。此類設備的布置一般為掃描室、控制室兩部分。系統(tǒng)的電源一般送至控制室。大型設備還專門有電源室配電室。
心血管造影機房的高壓發(fā)生器電源、行走機構電源、影像設備電源采用一般配電方式，其插座電源與胸腔手術室的要求相似：病人可能接觸用電設備采用it系統(tǒng)及局部等電位接地，電位差小于50mv。設備廠家對于電源的要求引出了電源內(nèi)阻這一技術指標。設備對電源電壓的要求越高，電源內(nèi)阻越小。
4.2用電負荷計算
x射線機瞬時最大用電負荷一般由設備廠家提供，如未提供也可根據(jù)如下公式計算：
sm=1/k×1/f×esf×10－3
sj=a×ssm/η
4.3電源變壓器容量的確定
1單臺設備的計算負荷。
2二項式法計算多臺設備計算負荷。
多數(shù)數(shù)字檢影設備是短時反復工作制，因此，進行負荷計算時可以采用較小的需要系數(shù)，根據(jù)目前一些醫(yī)院的實際運行結果表明，4臺設備同時曝光的可能性很低，日本有關資料也表明，選擇電源變壓器時，4臺以下的設備可以按1臺容量進行考慮。10～15臺設備的場所采用防止同時曝光設備可共用1臺變壓器。
4.4保護設備的選擇
數(shù)字檢影設備瞬時電流很大，保護設備宜用熔斷器。目前多數(shù)設備的技術要求中已對保護設備提出具體要求。
4.5配電線路導線截面的確定
數(shù)字檢影設備的配電線路導線截面要滿足設備的內(nèi)阻及壓降的要求。
電源變壓器內(nèi)部電阻：rt
電源變壓器額定容量：ptkva
電源變壓器相數(shù)：三相
電源變壓器電壓變動率：ε％
額定二次電壓：vtv
1計算變壓器內(nèi)部電阻rt
rt=2×ε×0.01×vt2/pt×103ω
計算干線電阻r1ω：
考慮到低壓開關的電阻及其它接觸電阻，電源變壓器和電源變壓器二次側(cè)的干線電阻為總電源電阻的80％。
r1=80％rg－rtω
最大允許內(nèi)阻：rgω
計算干線截面：amm：
單相設備a=2×p×l/r1mm
三相設備a=p×l/r1mm
由上可見，要滿足設備內(nèi)阻要求，實際就是要滿足設備的電源電壓要求。它受來自變壓器阻抗、變壓器至設備的配線長度、配線截面三個方面的因素的影響。
在系統(tǒng)設備時，應盡量減小變壓器阻抗、減小變壓器至設備的距離、在滿足電源內(nèi)阻的條件下、減少配線電纜截面，以節(jié)約投資。
5醫(yī)院的電氣安全及電力系統(tǒng)保護方式
醫(yī)院電氣安全是醫(yī)院電氣設計的一個重要環(huán)節(jié)。涉及到的電力系統(tǒng)的保護方式有接地保護tn－s系統(tǒng)、局部中性線不接地系統(tǒng)it系統(tǒng)、醫(yī)用局部等電位接地電位差小于10mv、建筑物總等電位及衛(wèi)生間局部等電位接地、漏電保護lm=30ma。
一般場所的移動式設備均采用了漏電斷路器進行保護。冶療室、功能檢查室、手術室、搶救室、心血管造影室dsa、衛(wèi)生間浴室均設置了局部等電位連接。中心手術室的配電系統(tǒng)為保證病人的安全采用了it系統(tǒng)。
醫(yī)院接地問題，是一個較為敏感的問題，它涉及到病人的安全，設備正常運行等。按照我國現(xiàn)行各類規(guī)范中醫(yī)院設計的規(guī)定，我院目前設計采用的是防雷接地、電力系統(tǒng)接地、設備保護接地公用接地系統(tǒng)。目前各醫(yī)院及設備廠家經(jīng)常提出醫(yī)療設備、醫(yī)用等電位接地要單獨設置接地極，且要求與防雷接地、保護接地絕緣。實踐證明，由于場地的原因，這些單獨接地極不可能完全與建筑物的金屬大地絕緣，而一旦絕緣遭到破壞，醫(yī)用等電位接地與電力系統(tǒng)的保護接地則可能不是一個等電位，此時，在患者的周圍如果存在這樣兩個電位，將產(chǎn)生觸電的危險。
電氣設備對病人的影響，即電擊。電擊包括宏電擊和微電擊。防止宏電擊可以采用接地線及漏電保護器來完成。而引起微電擊的主要因素是電子儀器的泄漏電流及病人所處的環(huán)境非等電位。因此減少泄漏電流及局部等電位，是在保證電子儀器cf型絕緣的條件下的克服微電擊的重要手段。
減少泄漏電流的方式是將電源進行隔離。通過隔離變壓器，二次側(cè)兩相導線對地高阻抗，減小了系統(tǒng)的泄漏電流。當泄漏電流在0.7ma～2ma范圍內(nèi)設絕緣監(jiān)視報警。以上系統(tǒng)稱之為局部it系統(tǒng)。采用局部it系統(tǒng)輔以局部等電位連接，就可以保證防止心臟手術及檢查中的微電擊。目前，我院地本工程中對需要儀器進入心臟區(qū)域的局部地區(qū)，如心臟手術室、icu等處配置了上述系統(tǒng)。以上配電方式也是國際電工委員會iec所倡導的。電子儀器的接地宜采用共用一點接地。基于目前電子儀器的頻率較高，要求地線短而粗，地線過長反而成為干擾源。
目前我國與國際上防雷接地的規(guī)范是除爆炸危險場所外均為利用建筑物金屬體作為防雷、接地體，因此建筑物內(nèi)的所有金屬體如鋼筋等不可避免的與防雷系統(tǒng)為一體。而作為病人周圍的金屬體如水管、金屬門窗等均與建筑物金屬體連接。為保證病人的安全，也要求設備儀器等的保護接地與病人周圍的金屬體局部等電位。因此防雷接地、設備的保護接地是不能分開設置的，否則病人反而會因接觸到不同電位而有觸電的危險。因此，此類與人體有接觸的醫(yī)療設備是不能單獨接地的。
醫(yī)院目前有著越來越多的先進儀器和設備，多數(shù)歸結為敏感電子設備。而雷電對敏感電子設備的影響，可通過設置spd加以保護。對于有大電流接地的醫(yī)療設備的接地，應避免接地線過長，宜采用就地接地，因采用局部等電位接地，周圍的病人也是相對安全的。
對于電磁干擾的問題，為減少電磁干擾的感應效應，我院采用了如下措施：
1建筑物及房間外部設置屏蔽，如建筑中含金屬的墻、柱均可以作為格柵屏蔽分流，將建筑物金屬等電位連接。
2電氣線路采用穿金屬管，減少干擾。
關于雷電對病人的影響，由于雷電的陡度大，散流快，建筑中含金屬的墻、柱均可以作為格珊屏蔽分流，且病人周圍采取了等電位的措施。因此在屏蔽范圍內(nèi)雷電病人是安全的。在手術部等設備進入病人體內(nèi)的部位均位于建筑物內(nèi)部，沒有外墻，因此病人是很安全的。
我們認為在醫(yī)療工程中防雷接地、電力系統(tǒng)接地、設備保護接地采用公用接地系統(tǒng)是可能的，也是必須的。只有完善好這一方法，病人的安全才能得到保證。我院在近幾年的醫(yī)院工程設計中均采用了上述接地方式，實踐證明也是很有效果的。該做法不僅節(jié)約了大量投資，而且真正實現(xiàn)了病人的電氣安全。數(shù)字檢影等設備投入使用的后，圖像清晰，運行良好。
在國內(nèi)，推行iec關于醫(yī)療場所局部it系統(tǒng)的設計思想也是為進一步保證病人的安全。由于沒有相應的強制規(guī)范及投資等方面的原因，這一設計思路在設計中很難得到充分的體現(xiàn)。目前僅在與心臟介入相關的場所設置了it系統(tǒng)，而在iec推薦標準中目前要求多處場所設置該系統(tǒng)。
6手術部、icu、血透等場所的配電系統(tǒng)
中心手術部是醫(yī)院的核心，手術部的配電采用雙路電源末端切換。這包括手術室內(nèi)配電及手術室潔凈空調(diào)系統(tǒng)的配電。電源由變電所專線供電。每一間手術室應單獨設置配電箱，按照新的《醫(yī)院潔凈手術部建設標準》中的規(guī)定，容量不能小于8kva。每間手術室的電源進線是否采用三相進線。主要根據(jù)布局及醫(yī)院的具體要求進行。目前部分手術室內(nèi)設置的高低溫冷柜等三相設備，電源三相引起的情況越來越多。作為與病人接觸的電源部分，應盡量考慮單相供電。每間手術室考慮3～4個插座組，其中一組在綜合醫(yī)療柱上，每組插座組3～4組插座及2～3組接地端子。手術室內(nèi)設置觀片燈、書寫板照明、接地中心可設置在配電箱內(nèi)。配電箱可與手術室內(nèi)的控制面板結合。控制面板上有各類氣體出口、時鐘及定時鐘、實施空調(diào)檢測及控制、照明控制、廢氣檢測及排放。
心血管造影室除數(shù)字成像系統(tǒng)采用專門配電外，室內(nèi)設置要求與心臟手術室相同。
目前國內(nèi)心臟手術室、icu、心血管造影、搶救室、血液透析等采用局部it系統(tǒng)。iec標準強烈要求it系統(tǒng)不配出n線，目前病人接觸的用電設備均為單相設備，通過隔離變壓器配出的it系統(tǒng)均為單相。
it系統(tǒng)應注意如下問題：版權所有
必須設置絕緣監(jiān)視裝置；
盡量減少系統(tǒng)容量，減小系統(tǒng)線路的長度；
增加線路的絕緣等級；
輔助以局部等電位接地，等電位干線保證在16mm2，支線在6mm2以上；
配電線路采用穿鋼管敷設，減少干擾；
變壓器二次出線采用雙極保護開關。
7照明設計
由于經(jīng)濟發(fā)展水平的差異，我國與國外發(fā)達國家的醫(yī)院照度標準相差甚遠，發(fā)達國家的照度標準約是我國現(xiàn)行標準的5～10倍。目前完成的各醫(yī)院工程的照度水平在我國現(xiàn)行標準的基礎均有所提高，如一般環(huán)境為150lx、診室等為200lx、醫(yī)技科室300～500lx、病房100lx。實施后效果良好，體現(xiàn)了現(xiàn)代化醫(yī)院的良好形象。設計中應注意醫(yī)療功能性用房照明的特殊要求。
診室、病房、急診觀察室、治療室等處采用高顯色熒光燈，以便于觀察病人的情況。色溫在3500k左右，病房、急診觀察室、治療室等處的頂燈采用漫反射型燈具，以減少眩光。在病房建議用間接照明，手術室、手術部清潔走廊、傳染科、污物、污洗等處與業(yè)主結合確定是否設置紫外線燈。
對特殊場所的照明采取了不同方式：磁共振掃描室、理療室、腦血流圖室等需要電磁屏蔽的地方，燈具采用了直流電源；測聽室的照明采用白熾燈；眼科暗室采用可調(diào)光的白熾燈。
8其他
醫(yī)院發(fā)展快，變化多，在設計中我們將配電箱設置在夾墻內(nèi)，此方式配合吊頂線槽配電，使系統(tǒng)更加靈活，方便日后用電的發(fā)展需要。在檢驗科、中心實驗室等用房設置了沿墻附設的電氣配電槽，并將電源斷路器設置其上，以適應實驗室用電設備多，用電變化多的需求。
在病房設置綜合醫(yī)療槽、槽內(nèi)設置插座組，接地端子，局部照明等，并在床頭方向距地0.3m處加設一組電源插座，方便電動床等固定設備的使用。
篇8
電力電子技術的核心就是整流、逆變、斬波和交交變換四大基本電路，在電路工作過程的分析中，通常一個電路都有多個工作狀態(tài)，不同的工作狀態(tài)又分別對應著不同的電壓電流波形，也就是說電路的工作過程往往都是動態(tài)的過程，而傳統(tǒng)的書本上的文字和原理圖是無法很好地展現(xiàn)動態(tài)過程的。這時，如果采用幻燈片等多媒體形式，可以將電路工作的動態(tài)過程很好地展現(xiàn)給學生們觀看，把書本上靜態(tài)的電路以及波形圖動起來，這樣就能夠讓學生們更好地理解電力電子電路的工作過程。與此同時，結合書本上的理論，再將不同電路的特點進行總結，使同學們復習時結合著書中的理論，頭腦中聯(lián)想著多媒體演示動畫，便會在學習中事半功倍，容易記憶，提高學生的分析計算和實際解題的能力。
2.器件與控制部分應注重練習。
電力電子器件及控制部分具有覆蓋面大、定性與定量相結合的特點，學好這一部分，就必須將概念的理解與相關的計算進行練習，在習題式的教學中，不斷提高分析問題和解決問題的能力。研究生階段，各高校幾乎很少帶領學生做與課程相關的習題，多數(shù)學生也只有在考試的時候才有機會在試卷中解答一些問題，雖說現(xiàn)在不提倡傳統(tǒng)針對考試的題海戰(zhàn)術，但是平時適當做一些典型的練習還是有必要的，電力電子器件種類多、特點各不相同，而控制方法也有很多，甚至與自動控制原理等其他學科相關聯(lián)，在教學中適當找一些典型例題進行講解，可以讓同學們在繁雜的知識中抓住重點內(nèi)容進行突破，最終掌握這部分知識要點。
3.學生自主參與新技術教學。
電力電子技術具有發(fā)展速度快的特點，新的技術和應用領域不斷出現(xiàn)，加強電力電子新技術的教學可以擴展學生知識面，掌握電力電子技術發(fā)展新方向。這一部分的特點是沒有定量計算、難度不大、但對于資料的收集工作量比較大，根據(jù)這些特點，在教學中，可以將這部分安排給每個學生進行講解，在講解前每個同學查找相關資料，然后對資料進行分類總結，加入自己的理解，在講解過程中既可以使用多媒體也可使用板書的形式，講解后學生之間可以相互提出問題，相互討論，形成良好的研究氛圍。在這種學生自主教學的過程中，既提高了學生查找資料的能力，也能提高學生的概括的創(chuàng)新能力，還為研究生畢業(yè)學術論文的撰寫提供了相關的經(jīng)驗。
二、實驗教學應進行分類
電力電子技術是一個應用性很強的一門學科，在理論教學的同時一定要有相應的實驗來配合和補充，開設實驗課是對理論課的延伸和補充，更能夠突出應用型學科的特色。在實驗教學上，應分為驗證實驗、探究實驗、拓展實習三個部分進行教學。
1.驗證實驗應緊密結合課本。
驗證性實驗的特點是對已經(jīng)有的理論進行實驗驗證，與學生的理論教學緊密銜接，通過書上的理論來指導實驗的操作，同時實驗的結果又可以加深學生對于書本理論的深度理解。在理論課程之后，應當有相應的實驗課程相跟進，在實驗開始前，老師帶領學生對課本知識點進行回顧，確定實驗目的和實驗步驟，同學們按照實驗要求完成相應的實驗操作，并能夠運用書本上的知識來解釋實驗中的現(xiàn)象，最后通過實驗報告的形式進行總結，得出驗證性的結論。
2.鼓勵開展探究性試驗。
電力電子技術是一門正在快速發(fā)展的學科，在實驗教學中，應當鼓勵學生進行自主探究，通過對已有知識的學習讓學生們充分發(fā)揮想象力，制作一些相關的小制作、小發(fā)明，在探究性試驗的過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。學生根據(jù)自己掌握的知識，結合當今電力電子發(fā)展的前沿技術，加上自己的想象力和創(chuàng)造力，獨立設計出屬于自己的電子作品，而在探究的過程中難免會遇到一些問題，這時老師應進行適當指導，給出一些方案，讓學生自主解決實際問題。平時盡可能地開放實驗室，使學生增加動手操作機會。此外還應當鼓勵學生參加“挑戰(zhàn)杯”等科技比賽，增加在創(chuàng)新方面的交流合作，從而學會更多解決問題的新方法。
3.拓展實習應突出實際應用。
在傳統(tǒng)的教學環(huán)節(jié)之外，對于電力電子技術這種應用型很強的學科，應適當組織學生到某個單位進行參觀學習。學習的目的是為了應用，當今電力電子技術已經(jīng)應用在了許多領域之中，在實驗教學中可以聯(lián)系某個具體單位進行參觀，在實際的生產(chǎn)過程中，讓學生們更加具體地了解電力電子技術的應用。除了參觀之外，也可由老師或者學生找一些與電力電子技術應用相關的視頻資料，分享給大家進行觀看，也可以起到非常好的效果。實習結束之后，學生以報告的形式寫出自己學到了什么或者是心得體會。這樣，理論聯(lián)系實際，對于理工科的教學是有很大幫助的。
篇9
2單相橋式全控整流電路電阻性負載觸發(fā)角度為450仿真
利用3.1中描述的元件的提取，根據(jù)單相橋式全控整流電路電阻性負載原理圖，對所選擇的仿真元件進行連線，仿真模型如圖1所示。模塊參數(shù)設置分別針對電源、觸發(fā)脈沖、負載電阻進行設置。電源電壓為100V，50HZ交流電；VT1、VT4觸發(fā)脈沖設定為幅值為10、周期為0.02S、延時時間為0.0025S；VT2、VT3觸發(fā)脈沖設定為幅值為10、周期為0.02S、延時時間為0.0125S；電阻R=2、H=0、F=inf；晶閘管為默認值設定。開始時間設置為0，終止時間設置為0.05，算法設置為ode23tb。參數(shù)設定完畢后進行仿真，仿真波形如圖2所示。
3單相橋式全控整流電路電感性負載觸發(fā)角度為45̊仿真
模塊參數(shù)設置分別針對電源、觸發(fā)脈沖、負載電阻進行設置。電源電壓為100V，50HZ交流電；VT1、VT4觸發(fā)脈沖設定為幅值為10、周期為0.02S、延時時間為0.0025S；VT2、VT3觸發(fā)脈沖設定為幅值為10、周期為0.02S、延時時間為0.0125S；電阻R=2、H=0.1、F=inf；晶閘管為默認值設定。開始時間設置為0，終止時間設置為0.05，算法設置為ode23tb。電感性負載不帶續(xù)流二極管和帶續(xù)流二極管仿真模型和仿真波形如圖3、4所示。
篇10
作者：張建英 范春甫 胡建云 單位：重慶工業(yè)自動化儀表研究所
系統(tǒng)特點我們通過對優(yōu)化設計前智能切換屏存在的問題進行了大量分析，并依據(jù)《GB/T19826-2005電力工程直流電源設備通用技術條件和安全要求》及《YD/T5027-2005通訊電源集中監(jiān)控系統(tǒng)工程設計規(guī)范》等相關要求，對該裝置進行了優(yōu)化設計，確保在設備正常運行方式、交流電源中斷或充電裝置發(fā)生故障的情況下，直流母線連續(xù)供電[1]。該裝置具有掉電保持、信息多點處理、遠程監(jiān)控等特點，實現(xiàn)了機房對該裝置進行集中監(jiān)控管理的功能，設備更加安全、可靠，更加人性化[2]。據(jù)梁平供電局值班人員的信息反饋：在近19個月的運行過程當中，通過監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并解決相關設備問題已有3次，告警及時準確，維修人員反應迅速，沒有導致輸出電源中斷現(xiàn)象發(fā)生；并且，在蓄電池充放電過程中，該裝置都成功切換，除了定期巡檢外，真正實現(xiàn)了機房無人值守。系統(tǒng)介紹系統(tǒng)參數(shù)工作方式：設有手動和遠程控制方式（手動時采用刀閘并聯(lián)在接觸器旁）；標稱電壓：直流48V；輸入電壓：2路直流-48V，正極接地；輸出電壓：2路直流-48V，每路分別對應10個電流為15A的配電回路；工作電壓：-56V到-42V(范圍通過管理系統(tǒng)可調(diào)節(jié))，正極接地；啟動電壓：≥-42.5V或≤-56.5V（可調(diào)），正極接地；故障切換時間：0秒；網(wǎng)絡通訊：采用RS485與觸摸屏通訊進行現(xiàn)場監(jiān)控，通過以太網(wǎng)與上位機通訊進行集中管理；通用參數(shù)按照相關規(guī)定[1]設計。
模擬量數(shù)據(jù)采集采用EM231的8回路輸入模塊，用來測量母線電壓和電流值；以太網(wǎng)模塊選CP243-1作為通訊模塊，和監(jiān)控站進行信息聯(lián)絡，監(jiān)控中心通過監(jiān)控站對智能切換屏進行集中管理。接觸器之前的設備選用的是NDZ1-400K型接觸器，其主觸點為常開狀態(tài)，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障或控制線圈故障時，接觸器主觸點失電斷開，導致整個通信電源設備掉電。為了避免這種情況的發(fā)生，我們選用了天水213電器廠的單級直流接觸器,型號為：GSZ2-400D，其主觸點為常閉，故障時其主觸點會立即閉合，同時PLC向監(jiān)控站發(fā)出故障信號，等待處理。這里需特別注意的是，在檢修輸出設備需斷電時，必須取出對應輸出回路熔斷器FU3、FU4的熔芯，防止故障時接觸器掉電閉合。觸摸屏為了方便現(xiàn)場巡檢人員查看設備的運行狀態(tài)，同時維修人員可以更加直觀的查看告警記錄，快速判斷故障位置，我們選用威倫通科技生產(chǎn)的8寸觸摸屏，型號為：MT4403TE。該款觸摸屏配置了10M/100M自適應以太網(wǎng)接口RJ45，支持給予CS架構的以太網(wǎng)通訊，同時也可以通過以太網(wǎng)接多個HMI構成多HMI聯(lián)機或與PC機通訊，方便了多點監(jiān)控和通訊，這樣，大大提高設備的可擴展性。組態(tài)軟件MT5000可以實現(xiàn)參數(shù)設定、數(shù)據(jù)監(jiān)視、運行監(jiān)控、故障顯示、歷史記錄及數(shù)據(jù)報表，功能十分強大，這也是我們選它的主要原因。開關電源開關電源在本系統(tǒng)中作為控制電源起著非常關鍵的作用。這里我們選用航天朝陽軍品電源：4NIC-TX250DC/DC輸入直流48V，輸出直流24V。其特點是：低紋波、免維護、功率密度大及良好的電磁兼容性；在工作時，該電源是雙路輸入，雙路輸出，當任意一路出現(xiàn)電源故障將不會影響兩路輸出，而且電源輸出兩個回路并聯(lián)使用，其中的一路出現(xiàn)故障將不影響另外一路的電壓波動；它還具有寬電壓輸入范圍：DC36V-DC72V，同時電壓精度達到：≤±1%，紋波Vrms≤0.1%VP-P≤1%。上述這些特點正是我們選擇控制電源最關注的地方，也是其它同類開關電源不具備的方面。集中監(jiān)控管理系統(tǒng)優(yōu)化設計前設備只有唯一人機交互界面——觸摸屏，并且只能在現(xiàn)場監(jiān)控，值班人員必須每天值守。不僅如此，設備沒有跟其他相關設備聯(lián)網(wǎng)，不能和其它設備聯(lián)動，且只有本地操作，及不方便。優(yōu)化后，設備集中監(jiān)控管理系統(tǒng)具有故障管理、性能管理、配置管理和系統(tǒng)本身安全管理功能，實現(xiàn)了供電電源相關設備無人自動聯(lián)動功能，并且可以進行遠程集中管理。值班人員只需在通信局監(jiān)控（站）中心對該設備集中監(jiān)控，派專人進行需定期巡檢和設備保養(yǎng)即可，無需專人值守機房。使設備更加可靠、更加人性化。
新型智能切換屏內(nèi)部具有監(jiān)控性能和通信接口的PLC監(jiān)控模塊（以太網(wǎng)模塊），通過該模塊與通信局（站）的監(jiān)控站通信，最終將信息上傳至上級監(jiān)控中心。新型智能切換屏的工作狀態(tài)通過監(jiān)控中心實現(xiàn)的管理功能有：（1）故障管理功能：當出現(xiàn)熔斷器熔斷、接觸器誤動作、母線掉電、系統(tǒng)運行異常等情況時，具有多點、多事件同時告警的能力，并向值班人員提示故障位置及處理建議，同時支持操作人員對告警信息進行確認。（2）性能管理功能：可以進入到智能切換屏元件工作狀態(tài)的畫面，對其運行狀態(tài)進行監(jiān)控；能對告警、值班人員的操控等信息進行保留；所保存的歷史數(shù)據(jù)可以以圖形和表格的方式顯示和打印。（3）配置管理功能：監(jiān)控中心能調(diào)整PLC內(nèi)部的系統(tǒng)參數(shù)、修改操控人員的權限等功能。（4）安全管理功能：具有完備的操作管理功能，對該裝置參數(shù)設置和系統(tǒng)參數(shù)設置具有多級管理權限，通過操作口令可以對設備進行“遙控”和“遙調(diào)”。
篇11
1.2文化傳承
園林景觀設計師必須對國內(nèi)優(yōu)秀的風景園林景觀案例加以深入研究，挖掘出富有本土文化特征的景觀元素加以運用，才能設計出具有“中國味道”的風景園林景觀作品。園林景觀藝術是直觀體驗性藝術，觀賞者無需接受專門的培訓，就可以感受到園林景觀的形式美。同時，這種直觀藝術受時代背景和文化氛圍的影響，可以使觀賞者耳濡目染的感受到當時的文化修養(yǎng)和審美情趣。
2當代居住區(qū)景觀設計常見問題
2.1不尊重自然環(huán)境
許多居住區(qū)的景觀設計和營造過程中對景觀的功能性考慮不足，注重表現(xiàn)外表的美觀。某些開發(fā)商為了追求表面的氣勢和美觀效果，達到增加成交量的目的，不惜重金做面子活，為此增加了成本，加重了購房者的資金支出，也使得后期的物業(yè)管理面臨巨大考驗。
2.2缺乏神韻
現(xiàn)代居民小區(qū)已經(jīng)成為居民，尤其是老人和孩子日常休閑活動的主要場所，因此，設置的休閑活動空間充足，有健身區(qū)、兒童游樂場地、休閑步道等，這些空間普遍尺度較大，且多以鋪裝為主，相對缺乏可供好友休閑小憩的私密空間。3.3施工時間短隨著社會生產(chǎn)水平的不斷提高，很多傳統(tǒng)建造技術已經(jīng)被機器化大生產(chǎn)式的快速施工技術所淘汰，當代施工者往往依靠現(xiàn)代技術手段，使得傳統(tǒng)建造技術開始失傳，其精髓更難以再現(xiàn)。現(xiàn)代居住小區(qū)中經(jīng)常可以看到其它建筑材料仿制木材建成的亭臺水榭，雖然形似，卻沒有了木材的生動，傳統(tǒng)工藝的風采不復存在。
3傳統(tǒng)造園藝術對現(xiàn)代居住區(qū)的影響
3.1理解古典園林的內(nèi)涵
要設計具有中國元素的居住區(qū)景觀設計，必須從觀念上徹底改變，不能完全依賴新技術、新材料，更不能對現(xiàn)代西方園林的成功典范照搬照抄，要學習中國古典園林景觀藝術的造園理念和設計手法。
3.2尊重自然原則
大自然是園林景觀設計中取之不盡、用之不竭的資源，因此，中國古典園林藝術遵從天人合一的思想，在人與自然之間尋求和諧。尊重自然是中國古典園林藝術文化的核心精髓，采用尊重生態(tài)自然的客觀規(guī)律來造園，以自然景致為主，強調(diào)設計師對大自然的深刻理解和藝術化的表現(xiàn)。
3.3現(xiàn)代主義與古典主義相結合
中國古典園林講究依山林而建，通過借景、比喻等方法將園內(nèi)景觀和周圍自然生態(tài)結合起來，同時，也可以起到延展空間的作用，使各個區(qū)域之間相互連接、滲透，彼此呼應，形成一個整體。現(xiàn)代景觀設計也要求設計師將視域作為設計范圍，以地平線為空間參照，突出與本地區(qū)景觀的融合。這與古典造園手法中追求無限想象的外延空間理念是一致的。
篇12
2.1能源互聯(lián)網(wǎng)構成
構建“能源互聯(lián)網(wǎng)”的主要目的是優(yōu)化能源結構（更多應用新能源）、提高能源效率（發(fā)揮不同能源優(yōu)勢和新型負荷的技術優(yōu)勢），從而改善用戶體驗。優(yōu)化能源互聯(lián)網(wǎng)資源，首先需要確認能源互聯(lián)網(wǎng)構成要素，界定優(yōu)化范圍。根據(jù)文獻[1]和[2]描述，結合智能電網(wǎng)研究成果，圖1描述了能源互聯(lián)網(wǎng)總體構成：電、供熱及供冷等形式的能源輸入通過與信息等支撐系統(tǒng)有機融合，構成協(xié)同工作的現(xiàn)代“綜合能源供給系統(tǒng)”。該系統(tǒng)內(nèi)多種能源（化石能源、可再生能源）通過電、冷、熱和儲能等形式之間的協(xié)調(diào)調(diào)度供給，達到能源高效利用、滿足用戶多種能源應用需求、提高社會供能可靠性和安全性等目的；同時，通過多種能源系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)，還有助于消除能源供應瓶頸，提高各能源設備利用效率。不同能源對環(huán)境的影響不同，傳統(tǒng)能源供應體系中，特定能源已經(jīng)形成了相對穩(wěn)定的消費市場，比如石油主要用于交通、化工、發(fā)電等行業(yè)；天然氣則主要于日常生活、供熱、發(fā)電、交通等領域。可再生能源目前幾乎全部用來發(fā)電。一次能源長期以來形成了自身的產(chǎn)業(yè)鏈條，不同種類能源間互相補充空間有限。但是，電能可以充當不同能源間的橋梁。目前可再生能源絕大部分轉(zhuǎn)化為電能。如果通過電能用綠色可再生能源替換其他高污染一次能源，可以提高能源消費的整體環(huán)境友好程度。要實現(xiàn)這種能源的優(yōu)化供給需要具備幾個條件：①要具備不同種類能源間的（供求關系等）信息互通；②要具備能源輸出互相替代的必要技術手段，即通過電能能夠滿足被替代能源消費主體的需求；③要能夠給能源消費者清晰、及時的引導信號，吸引能源消費主體參與能源消費優(yōu)化配置。具備以上條件，配合必要的技術手段，最終實現(xiàn)社會能源的整體優(yōu)化利用。實現(xiàn)這一目標可以通過技術手段構建“能源互聯(lián)網(wǎng)”。
2.2能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架
為了達到上述整體優(yōu)化目標，在明確能源“互聯(lián)”范圍基礎上，需要進一步研究合理的能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架，應用先進技術發(fā)揮多種能源與用戶互聯(lián)、互動的整體優(yōu)勢。這種能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架設計的唯一目的是發(fā)揮技術優(yōu)勢，從技術角度提高能源的使用效率。在不存在政策、市場和技術條件限制的前提下，設計滿足上述條件的能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架模型，如圖2所示。圖2所示“能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架”包括“市場環(huán)境”、“能源供給、轉(zhuǎn)化和消費”、“信息支持”以及“調(diào)度控制”4個部分。市場環(huán)境包括能源供給側(cè)市場和能源需求側(cè)市場。其中，能源供給側(cè)市場負責不同種類能源的市場價格信號，調(diào)節(jié)市場能源供應結構（可以在這個環(huán)節(jié)使用價格信號或補貼鼓勵使用清潔能源，減小環(huán)境污染）；能源需求側(cè)市場負責吸引可控負荷和具有反向送電（或其他能源形式）的“發(fā)用電聯(lián)合體”參與需求側(cè)調(diào)度控制的價格或其他激勵信號，以鼓勵負荷參與需求側(cè)響應。能源供給、轉(zhuǎn)化及消費是能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源流，也是整個技術框架的最終優(yōu)化協(xié)調(diào)對象。多種能源發(fā)出的電、熱、冷等能量形式通過輸電電網(wǎng)、管網(wǎng)或者運輸通道最終抵達用戶側(cè)，滿足用戶的用能需求。能源互聯(lián)網(wǎng)框架在以上基礎上，加強了對分布式電源和微電網(wǎng)的支持，同時應用各種儲能以及電轉(zhuǎn)化為氣體等技術，結合信息共享和多種能源的成本對比，以電能為中心實現(xiàn)有目標（優(yōu)化或降低污染、提高清潔能源比例等）的多種能源間的替代和轉(zhuǎn)換。消費環(huán)節(jié)除了包括傳統(tǒng)用戶還增加了智能可控用戶以及可以反向供能的發(fā)用電聯(lián)合體等。信息共享支持是整個技術框架中的信息流。“高速、可靠和安全”的未來信息網(wǎng)絡技術是實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架下大量數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析再到優(yōu)化計算的基礎條件。在信息技術支持下，為保障整個能源框架的安全優(yōu)化運行，需要設置必要的運營管理機構，對能源進行集中調(diào)度管理，這種調(diào)度管理可以采用與外部市場環(huán)境相適應的商業(yè)運營模式并根據(jù)能源管理范圍進行分級設計。同時針對用戶側(cè)可控負荷和具有發(fā)電及其他供能（供熱、制冷等）能力的“發(fā)用電聯(lián)合體”在自愿的前提下可以直接參與或通過“負荷調(diào)度控制”，應用“虛擬發(fā)電廠”技術參與能源互聯(lián)網(wǎng)的調(diào)度控制。這種基于信息共享的通過能源整體調(diào)度控制實現(xiàn)能源的整體優(yōu)化利用是能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架的核心內(nèi)容。
2.3能源互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化控制概念模型
在上述能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架內(nèi)能源消費有如下特性。（1）能源供應能夠“互聯(lián)”。能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架下不同能源間可以相互支持以及一定程度上的替代轉(zhuǎn)換。這種互聯(lián)可以通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)面向用戶最終需求的“應用轉(zhuǎn)化”，也可以直接通過能源間的轉(zhuǎn)換與替代實現(xiàn)。（2）能源互聯(lián)后不影響用戶的使用。方便用戶安全高效使用，原來互相割裂的能源供應“互聯(lián)”后應提升用戶體驗，不影響用戶的正常使用。（3）能源互聯(lián)后能夠優(yōu)化。能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架下的能源供應應該比“互聯(lián)”之前有更高的效率。可見，能源互聯(lián)網(wǎng)是一個以對能源進行整體優(yōu)化為目標的復雜能源供用系統(tǒng)，為了實現(xiàn)整體優(yōu)化的目的，需要建立相應的優(yōu)化模型。綜上所述，不同種類能源消費行為的成本是變動的，同時，不同種類能源供應對環(huán)境的影響不同。再考慮到新型負荷的可控性，建立如下能源互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化模型。以上模型的物理意義是在滿足能源總供給與需求之間平衡和能源與供給消費約束的前提下，追求能源供應總成本最低或者污染排放最小等優(yōu)化目標。能源互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化模型根據(jù)不同市場運營規(guī)則細節(jié)上將有所不同，這里討論的優(yōu)化模型是對能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架的一種目的性描述，求解該模型需要確定不同能源的成本函數(shù)和其他約束條件，這些約束條件與具體的能源互聯(lián)網(wǎng)運營規(guī)則和物理環(huán)境密切相關。
3能源互聯(lián)網(wǎng)研究現(xiàn)狀
上述“能源互聯(lián)網(wǎng)”技術框架是對未來能源整體供用體系的概念性設想，關于未來的能源發(fā)展，國內(nèi)外普遍開展了基于先進信息通信技術的包含能源互動思想（包含能源間的轉(zhuǎn)化和替代）的相關研究。除了文獻[1]中關于“能源互聯(lián)網(wǎng)”的設想外，美國各大研究機構和高校都在進行相關研究。在用戶互動方面，美國在需求側(cè)響應方面已經(jīng)進入實際應用階段，電網(wǎng)中出現(xiàn)了專職的“調(diào)荷服務商”用于為電網(wǎng)提供負荷調(diào)度服務；能源的互聯(lián)與轉(zhuǎn)換方面，美國發(fā)電公司長期根據(jù)市場需要選擇出售天然氣與電力的比例。歐盟也在開展“智能能源的未來網(wǎng)絡”（FINSENY）項目，研究將能源與信息的整合，匯集了能源和ICT（信息通信技術）行業(yè)的關鍵技術以確定智能能源系統(tǒng)對ICT的要求，從而提供創(chuàng)新性的能源解決方案以優(yōu)化能源傳輸，改變?nèi)藗兊哪茉聪M方式，減少CO2的排放，改善生活環(huán)境[3]。日本則在微網(wǎng)及分布式電源基礎上致力于研究冠名為“電力路由器”的電能控制技術及相關裝備[4]。在國內(nèi)，關于未來能源供應技術的研究一直受到高度重視，國家電網(wǎng)公司明確“能源互聯(lián)網(wǎng)”是未來的智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)是承載第三次工業(yè)革命的基礎平臺，對第三次工業(yè)革命具有全局性的推動作用。目前，國家電網(wǎng)公司已積極開展、部署相關研究工作。北京市科委組織了“第三次工業(yè)革命”和“能源互聯(lián)網(wǎng)”專家研討會，并啟動了相關軟課題研究，以期形成詳細的能源互聯(lián)網(wǎng)調(diào)研報告和路線圖。中國能源發(fā)展目前面臨總量供應（石油、天然氣對外依存度高）、資源配置（能源與生產(chǎn)力分布不均衡）、能源效率（大量煤炭直接燃燒，整體能效偏低）、生態(tài)環(huán)境（土壤、水質(zhì)、大氣污染）四大問題。針對以上問題，可以采用增加清潔能源發(fā)電比例、提高能源效率的方法加以改善。本文所述能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架統(tǒng)一配置能源資源，從能源供給和使用2個方面進行整體優(yōu)化，基于信息共享建立必要的市場調(diào)節(jié)機制，優(yōu)化引導能源的開發(fā)和使用，最終實現(xiàn)增加清潔能源發(fā)電比例、提高能源效率，以電能為中心統(tǒng)一優(yōu)化配置能源資源；使能源發(fā)展方式由消耗型向可持續(xù)、可再生和更環(huán)保的發(fā)展軌跡過渡；實現(xiàn)能源供應安全、清潔、環(huán)保與友好地發(fā)展[5-11]。
篇13
為了滿足獨立學院將學生培養(yǎng)成為應用型人才的目標，借鑒職業(yè)教育理念，我們準備對模擬電子技術課程進行項目化教學改革，目的是將傳統(tǒng)意義下的模擬電子技術課程知識進行解構、整合、序化，加入電子工藝學知識，配合課程實驗、課程設計項目，按照“做中學，學中做，遞進交互”的教學理念，以行業(yè)和崗位需求為導向，以培養(yǎng)學生的實踐技能為主線，以具體的電路產(chǎn)品為載體，實施項目化教學，一步步提升學生的專業(yè)實踐能力。
2.1項目化教學目標的分析
根據(jù)項目化教學要求，以社會就業(yè)行業(yè)和崗位需求為導向，通過對獨立學院往屆電信和通信相關專業(yè)的畢業(yè)生及其就業(yè)單位企業(yè)、工作需求市場進行調(diào)研，分析其就業(yè)崗位，總結出主要的職業(yè)崗位群；然后通過分析各種崗位群對模電課程相關內(nèi)容的要求，確立獨立學院模擬電子技術課程的知識要求、能力要求及素質(zhì)目標。
2.2項目化教學理念與思路的確立
根據(jù)項目化教學要求，以生活中具體的電路產(chǎn)品為載體，探索基于工作過程的課程開發(fā)與設計，通過分析真實產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，以培養(yǎng)學生的實踐技能為主線，以職業(yè)資格標準為參照來開發(fā)和設計模擬電子技術項目化教學中合適的項目，實施行動導向的項目式教學方法，使學生在獲取知識、提高實踐能力的同時，獲得再學習能力和職業(yè)技術能力。
2.3項目化教學課程內(nèi)容新體系的構建
模擬電子技術項目化教學中，課程內(nèi)容和體系改革是課程建設的核心。本課程在進行教學的時候，應考慮哪些知識是進行項目所需的基礎，或者項目進行過程中關鍵點所在。課程內(nèi)容選取遵循獨立學院教育的基本規(guī)律，基于行動優(yōu)先原則，針對獨立學院電信和通信類專業(yè)培養(yǎng)目標及學生就業(yè)崗位需求，以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，根據(jù)職業(yè)崗位的任職要求，構建新的教學做一體化課程內(nèi)容體系。根據(jù)課程教學的需要，將教學內(nèi)容劃分為兩個大的模塊。基礎模塊：包括基本器件和基本放大電路。在教學過程中，突出應用，以電子產(chǎn)品實例為載體，使學生掌握模電基本知識點、基本放大電路的分析和設計方法。這個模塊應該強調(diào)基礎，支撐后續(xù)課程的學習，培養(yǎng)學生的學習興趣。實用模塊：包括集成運放電路和應用模塊。通過該模塊的學習，基本掌握實用模擬電子系統(tǒng)分析、計算、調(diào)試、檢測、設計的能力。教學過程中知識應該精煉，教學內(nèi)容及時更新，盡量與實際崗位工作要求相符，更好地培養(yǎng)學生的應用能力和實踐能力。
2.4項目化教學方法與手段的設計
對課程進行基于行動導向的教學改革與實踐。實踐課程中選取多個項目，根據(jù)項目重新整理課程內(nèi)容，將原模擬電子技術課程理論教學與實踐教學有機融合到這些制作項目中，通過完成產(chǎn)品組件的分析、制作與調(diào)試等綜合性學習任務，使教學內(nèi)容更加豐富、直觀，更加貼近工程實際。理論教學主要采用以下方式：（1）“精講+演示”的教學方式，通過各個具體項目的實物電路呈現(xiàn)，使學生最直觀地認識電子產(chǎn)品的設計、制作與調(diào)試等相關知識，通過應用實例啟發(fā)學生興趣、舉一反三。（2）根據(jù)學習情境和教學對象的特點，靈活運用基于行動導向的多種教學方法，通過多媒體課件、動畫演示、課程學習網(wǎng)站及基于Protel、Proteus、EWB、Multisim的軟件測試等多種現(xiàn)代化教學手段。將傳統(tǒng)教學手段與現(xiàn)代教學手段緊密結合，增強教學內(nèi)容的動感和趣味性，從而實現(xiàn)更生動的教學模式。（3）引導學生使用相關軟件工具分析和設計電子電路、重視課后答疑并及時組織習題討論課，引導學生進行研究性的學習，鼓勵學生大膽提出問題、研究解決問題的途徑和方法。實踐教學主要采用以下方式：
