序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇電源技術(shù)論文范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

粉塵比電阻大于1011Ω·cm（高比電阻）時(shí)，采用傳統(tǒng)工頻、高頻電源的電除塵器收塵，由于高電阻粉塵在電場(chǎng)中的高粘附力，使振打無(wú)法有效地將粉塵從收塵極板上除下，最終引成反電暈現(xiàn)象，降低了除塵器的除塵效率。脈沖電源獨(dú)特的基礎(chǔ)電壓疊加脈沖電壓的雙電模式，相比于傳統(tǒng)的工頻、高頻電源，能使粉塵的驅(qū)進(jìn)速度明顯提高，如圖1所示，這使得同收塵面積的靜電除塵器在使用不同電源控制系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生完全不同的除塵效果。增強(qiáng)系數(shù)H=Wp/Wdc，其中Wp為應(yīng)用脈沖電源后的粉塵驅(qū)進(jìn)速度，Wdc為應(yīng)用常規(guī)電源后的粉塵驅(qū)進(jìn)速度。從上圖中看出，粉塵比電阻越高，應(yīng)用脈沖電源后的效果越好，當(dāng)粉塵比電阻為1013Ω·cm時(shí)，增強(qiáng)系數(shù)達(dá)到2.2倍，即脈沖電源對(duì)粉塵驅(qū)進(jìn)速度的提高效果是常規(guī)電源的2.2倍，這就使得脈沖電源在高比電阻粉塵的除塵效率上完全優(yōu)于常規(guī)電源。同時(shí)，脈沖電源的脈沖電流大，電壓脈寬窄（≤120us），電除塵器電壓上升率高，達(dá)2KV/us，荷電和電暈效果好，火花電壓高，比常規(guī)電源提高幾十KV，而基礎(chǔ)電源電壓總低于火花電壓，能有效抑制反電暈和二次揚(yáng)塵，有利于收塵。依據(jù)多年電除塵研究經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)工業(yè)應(yīng)用，電除塵器電場(chǎng)越往后，粉塵比電阻越高。在除塵器后兩級(jí)電場(chǎng)粉塵的平均比電阻一般都能達(dá)到1.0×1011～1.0×1013(Ω·cm)數(shù)量級(jí)。利用多伊奇公式η=1-e-w·A/Q及其他相關(guān)知識(shí)，可以計(jì)算出脈沖電源對(duì)不同比電阻粉塵的理論除塵效率，如表1所示。從表中可見(jiàn)，比電阻越高，脈沖電源的除塵效率越好，比電阻為1.0×1012～1.0×1013(Ω·cm)時(shí)，理論效率可達(dá)99.9934%。

2.脈沖電源的組成及結(jié)構(gòu)

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(jī)械設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)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(chǔ)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(chǔ)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(gè)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(yīng)電除塵器ESP所需的基礎(chǔ)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(gè)高壓直流電壓，經(jīng)扼流電感L1給儲(chǔ)能電容Cs充電。當(dāng)高壓IGBT（SW1）導(dǎo)通時(shí)，儲(chǔ)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(chǔ)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(gè)脈沖電壓。該脈沖電壓與基礎(chǔ)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(chǔ)能電容Cs，節(jié)約電能。當(dāng)高壓IGBT關(guān)斷時(shí)，諧振回路斷開(kāi)，電源繼續(xù)給儲(chǔ)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(guò)一個(gè)核心控制器（嵌入式系統(tǒng)），控制基礎(chǔ)電壓、脈沖電壓的產(chǎn)生，并接收脈沖電源的反饋信號(hào)、監(jiān)控關(guān)鍵位置的運(yùn)行狀況，調(diào)整脈沖電源的運(yùn)行狀態(tài)，使脈沖電源適應(yīng)各種復(fù)雜工況的要求，產(chǎn)生最大的收塵效率及節(jié)能目標(biāo)。同時(shí)采用快速、智能的火花響應(yīng)、處理機(jī)制，保證火花狀態(tài)下設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。4）通訊部分通過(guò)以太網(wǎng)控制器，在通訊協(xié)議，比如Modbus的基礎(chǔ)上搭建整個(gè)通訊系統(tǒng)，在上位機(jī)界面上監(jiān)控各個(gè)脈沖電源的運(yùn)行情況，并統(tǒng)一控制、調(diào)配，便于運(yùn)行和管理，提高工作效率。

3.脈沖電源除塵的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

對(duì)于常規(guī)除塵器控制電源，脈沖電源具有如下主要優(yōu)勢(shì)：1）脈沖電源具有常規(guī)電源各種特性；2）在基準(zhǔn)電壓的基礎(chǔ)上疊加脈沖電壓，有效抑制高比電阻粉塵的反電暈現(xiàn)象，同時(shí)使電場(chǎng)獲得盡可能大的電暈場(chǎng)強(qiáng)，使高比電阻粉塵充分實(shí)現(xiàn)電離、吸附、放電等過(guò)程；3）在獲得較高場(chǎng)強(qiáng)的狀態(tài)下，使得電耗最大可能的節(jié)省。對(duì)于電除塵器本體一類的改造，脈沖電源具有如下主要優(yōu)勢(shì)：（1）改造簡(jiǎn)便，可在不停爐、短期停電的狀態(tài)下完成改造；（2）改造周期短，見(jiàn)效快；（3）故障時(shí)影響小，無(wú)需停爐整改；（4）改造成本低；（5）對(duì)于原本體小的除塵器有適當(dāng)提效功能。綜合考慮，脈沖電源較其他除塵器技術(shù)具有全面的、可靠的優(yōu)勢(shì)，采用脈沖電源對(duì)電除塵器進(jìn)行改造是目前適應(yīng)國(guó)家新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的最佳改選方案。

4.脈沖電源工程應(yīng)用及發(fā)展前景

篇(2)

當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來(lái),電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)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(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)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(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。

1.1整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)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(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無(wú)軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)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(kāi)發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)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(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。

1.2逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)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(guān)鍵技術(shù)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(mén)極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)取＿@時(shí)的電力電子技術(shù)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(shí)代

進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)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(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門(mén)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(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)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(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源

篇(3)

關(guān)鍵詞：低功耗；無(wú)線供能；電荷泵整流器；低壓差線性穩(wěn)壓器；帶隙基準(zhǔn)電壓源；電源抑制

中圖分類號(hào)：TM44；TN722；TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2016）12-00-04

0 引 言

近幾年，受益于集成電路工藝技術(shù)與片上系統(tǒng)（System on Chip，SOC）的不斷發(fā)展，射頻識(shí)別、微傳感網(wǎng)絡(luò)以及環(huán)境感知等智能技術(shù)得到了飛速發(fā)展。其中，對(duì)于無(wú)線供能植入式芯片的能量管理、功耗等問(wèn)題受到了持續(xù)關(guān)注與研究。當(dāng)能量采集完成后，如何管理該能量是下一代被動(dòng)與半被動(dòng)植入式醫(yī)療設(shè)備的要點(diǎn)之一。

在低功耗植入式芯片中，如低噪聲放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等對(duì)工作電壓及其紋波都有一定的要求，因此須通過(guò)無(wú)線能量管理單元（Wireless Power Management Unit，WPMU）將其電源性能優(yōu)化。在被動(dòng)式芯片中，電荷泵整流器（Charge Pump Rectifier，CPR）、帶隙基準(zhǔn)源（Bandgap Reference，BGR）、低壓差線性穩(wěn)壓器（Low Dropout Regulator，LDO）是WPMU的重要組成單元[1]。芯片工作時(shí)，人體各種低頻信號(hào)（EEG、ECG）會(huì)通過(guò)相應(yīng)的耦合方式傳輸?shù)诫娫赐飞希瑥亩a(chǎn)生低頻噪聲，因此必須采用相關(guān)技術(shù)獲得高電源抑制比電源。論文首先通過(guò)電荷守恒定理對(duì)傳統(tǒng)Dickson電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析及能量轉(zhuǎn)換效率的改進(jìn)；然后采用電源抑制增強(qiáng)（Power Supply Rejection Boosting，PSRB）與前饋消除（Feed-forword Cancellation，F(xiàn)WC）等技術(shù)分別提高BGR、LDO在運(yùn)放工作帶寬內(nèi)的電源抑制力（Power Supply Rejection，PSR），并在輸出節(jié)點(diǎn)并聯(lián)電容以濾除超高頻紋波；最后為保證LDO在負(fù)載變化時(shí)的穩(wěn)定性，利用零極點(diǎn)追蹤補(bǔ)償來(lái)滿足相位裕度的要求。

論文對(duì)高性能無(wú)線能量管理單元預(yù)設(shè)指標(biāo)為：

（1）CPR在輸入500 mV交流小信號(hào)時(shí)能輸出2 V電壓并驅(qū)動(dòng)200 A的電流。

（2）BGR輸出電源抑制比在LDO的工作范圍內(nèi)盡可能大于60 dB，以減小對(duì)LDO的影響。

（3）LDO輸出電源抑制比在生物信號(hào)頻率處（01 kHz）及CPR輸入信號(hào)處大于60 dB，從而提供負(fù)載電路高性能的工作電壓。

（4）在滿足以上性能的情況下，盡可能減小電路工作時(shí)的靜態(tài)電流。

1 無(wú)線能量管理單元的基本原理

圖1所示為論文采用的無(wú)線供能能量管理單元拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由圖1可知，WPMU主要包含CPR、BGR、LDO及保護(hù)電路（PRO）等模塊。芯片通過(guò)片外天線采集到由基站發(fā)射的高頻無(wú)線能量信號(hào)，CPR將信號(hào)整流后進(jìn)行升壓，產(chǎn)生紋波較大的電壓，并將該能量?jī)?chǔ)存到Cs中。由BGR與LDO所組成的環(huán)路通過(guò)負(fù)反饋輸出紋波較小的VDD來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載電路。其中BGR為L(zhǎng)DO提供一個(gè)精準(zhǔn)穩(wěn)定的參考電壓，因此BGR的性能影響著LDO輸出電壓的性能。芯片中的保護(hù)電路包括過(guò)溫保護(hù)電路、過(guò)壓保護(hù)電路、限流電路，其主要目的在于意外情況下對(duì)電路關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的保護(hù)。

設(shè)計(jì)能量管理單元時(shí)，在無(wú)線供能的環(huán)境下要注意相關(guān)性能的優(yōu)化，而這又伴隨著其它性能的犧牲，下面將詳細(xì)分析論文采用的CPR、BGR、LDO設(shè)計(jì)原理及電路結(jié)構(gòu)。

3 版圖及后仿真結(jié)果

采用SMIC 0.18 m CMOS工藝，在Cadence下對(duì)電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證，無(wú)線能量管理單元的版圖如圖7所示，其中包含了CPR、BGR、LDO及PRO等模塊，芯片的尺寸大小為277 m×656 m。

電路在工作時(shí)要避免反饋環(huán)路發(fā)生震蕩，必須保證LDO環(huán)路的相位裕度，論文在tt、ff、ss三個(gè)工藝角下對(duì)其進(jìn)行不同負(fù)載電流（0200 A）的仿真，仿真結(jié)果如表1所列。該結(jié)果表明在負(fù)載電流0200 A內(nèi)，由于零極點(diǎn)追蹤補(bǔ)償?shù)淖饔茫辔辉６染笥?0度，根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)，LDO環(huán)路能在負(fù)載變化的范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

圖8所示為BGR、LDO的PSR仿真波形，從圖中可以看出，BGR采用PSRB技術(shù)后，PSR在低頻降低了近25 dB。當(dāng)LDO采用FWC技術(shù)時(shí)，電源抑制在低頻段得到了顯著提升，電路空載時(shí)，在100 Hz內(nèi)提升了近20 dB，滿載時(shí)提升了近40 dB。

圖912給出了WPMU中CPR與LDO的相關(guān)瞬態(tài)仿真結(jié)果，當(dāng)輸入頻率為500 MHz、幅度為0.5 V的正弦波時(shí)，電路建立時(shí)間約為13 s，CPR的紋波約為5 mV，而LDO的輸出電壓紋波減小至2.3 V，即高頻處PSR約為-66 dB。因此論文采用的LDO在生物信號(hào)頻率處（DC-10 kHz）與輸入信號(hào)頻率處（100 MHz以上）具有較好的PSR。表2對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)與本文設(shè)計(jì)進(jìn)行性能比較，可以看出，該電源管理單元能輸出性能更好的工作電壓。

4 結(jié) 語(yǔ)

論文針對(duì)CPR、LDO、BGR進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于低功耗無(wú)線供能植入式醫(yī)療芯片的能量管理單元。采用SMIC 0.18 m CMOS工藝提供的本征MOS管使CPR的效率得到提升。利用PSRB將BGR的PSR在低頻處從-75 dB降低到-95 dB，這是優(yōu)化LDO電源抑制能力的基本前提。通過(guò)FWC、零極點(diǎn)追蹤補(bǔ)償改善LDO的PSR與穩(wěn)定度，在驅(qū)動(dòng)0.2 mA的負(fù)載電流時(shí)，PSR為-85 dB@DC，而相位裕度在負(fù)載范圍內(nèi)均大于60度，該性能可適用于對(duì)電源性能要求較高的模塊。

參考文獻(xiàn)

[1]郭文雄.應(yīng)用于植入式經(jīng)皮能量傳輸?shù)募呻娐费芯颗c設(shè)計(jì)[D].廣州：華南理工大學(xué)，2013.

[2]Pierre Favrat， Philippe Deval， Michel J.Declercq. A High-Efficiency CMOS Voltage Doubler[J]. IEEE Journal of Solid-State Circuits， 1998， 33（3） ： 410-416.

[3]To shiyuki Umeda， Hiroshi Yoshida， Shuichi Sekine， et al. A 950-MHz Rectifier Circuit for Sensor Network Tags With 10-m Distance[J]. IEEE Journal of Solid-State Circuits， 2006， 41（1）： 35-41.

[4]Keith Sanborn， Dongsheng Ma， Vadim Ivanor. A Sub-1-V Low-Noise Bandgap Voltage Referen-ce[J]. IEEE Journal of Solid-State Circuits， 2007， 42（11） ： 2466-2481.

[5]Mohamed El-Nozahi， Ahmed Amer， Joselyn Torres， et al. High PSR LOW Drop-Out Regulator With Feed-Forward Ripple Cancellation Techniq-ue[J]. IEEE Journal of Solid-State Circuits， 2010， 45（3） ： 565-577.

[6]王憶.高性能低壓差線性穩(wěn)壓器研究與設(shè)計(jì)[D].杭州：浙江大學(xué)，2010.

篇(4)

【關(guān)鍵詞】大型綜合醫(yī)院，供配電，系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： N945.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一.前言

近些年來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)得到繁榮，經(jīng)濟(jì)實(shí)力的支撐，和各種核心技術(shù)的突破，為我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的迅速發(fā)展提供了強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)動(dòng)力和技術(shù)支撐，人們生活質(zhì)量得到改善的同時(shí)，也對(duì)我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生條件和服務(wù)水平有了更多的關(guān)注和重視。這些年來(lái)，雖然我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生條件有了很大的發(fā)展和進(jìn)步，但是，從總體而言，我國(guó)醫(yī)療建筑設(shè)施的老化情況嚴(yán)重，比如供配電系統(tǒng)陳舊，不完善，安全隱患多等，同時(shí)，醫(yī)療建筑設(shè)施的老齡化要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于我國(guó)醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)療技術(shù)的突破，隨著醫(yī)療設(shè)施的專業(yè)化和特性要求，對(duì)整個(gè)醫(yī)院的設(shè)施系統(tǒng)都有了更高的要求，大型綜合型醫(yī)院的供配電系統(tǒng)是整個(gè)醫(yī)院正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，做好供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅僅有助于提高醫(yī)療服務(wù)水平，提保證醫(yī)療質(zhì)量，同時(shí)，有助于節(jié)約各種能耗，有助于維護(hù)系統(tǒng)的安全。

二.大型綜合醫(yī)院供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

1.供配電形式設(shè)計(jì)和選擇

（一）重要手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)等涉及患者生命安全的設(shè)備及照明用電是一級(jí)負(fù)荷特別重要負(fù)荷，采用兩路電源再加應(yīng)急電源供電，并且嚴(yán)禁其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。

（二）急診部、監(jiān)護(hù)室、手術(shù)部、分娩室、嬰兒室、血液病房的凈化室、血液透析室、病例切片分析、磁共振、介入治療用CT及X光機(jī)掃描室、血庫(kù)、治療室及配血室的電力照明用電，培養(yǎng)箱、恒溫冰箱，走道照明用電，百級(jí)潔凈度手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)用電、重癥呼吸感染區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)用電，是一級(jí)負(fù)荷，采用兩路電源供電（一路電源發(fā)生故障，另一路電源自動(dòng)切換保障供電連續(xù)）。

（三）一般診斷用CT及X光機(jī)用電，客梯用電、一般手術(shù)室、病房、照明用電，是二級(jí)負(fù)荷，采用兩回路供電。

（四）大型重要醫(yī)療設(shè)備的供電應(yīng)由變電所單獨(dú)的回路供電，其供電系統(tǒng)應(yīng)滿足設(shè)備對(duì)電源內(nèi)阻的要求。大型醫(yī)療設(shè)備瞬時(shí)的沖擊電流大，產(chǎn)生的瞬時(shí)壓降大，給大型醫(yī)療設(shè)備供電，由變電所引出單獨(dú)回路供電，可以保證線路的壓降控制在一定范圍，而且減少對(duì)其他設(shè)備的影響。醫(yī)療設(shè)備對(duì)電源壓降有具體要求，體現(xiàn)在為電源壓降指標(biāo)和電源內(nèi)阻指標(biāo)，需要全面考慮供電回路的電阻和阻抗，滿足大型醫(yī)療設(shè)備對(duì)內(nèi)阻的要求。

（五）醫(yī)院消防負(fù)荷，根據(jù)醫(yī)院建筑分類而定，醫(yī)院建筑要是一類高層消防負(fù)荷為一類負(fù)荷，其余醫(yī)院消防負(fù)荷是二級(jí)負(fù)荷。消防設(shè)備兩路電源供電，均在末端自動(dòng)切，換疏散誘導(dǎo)照明采用雙回路末端互投并自帶蓄電池供電。

2.照明設(shè)計(jì)和照度選擇

設(shè)計(jì)中應(yīng)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(shù)室、手術(shù)部清潔走廊、傳染科、污物、污洗等處與業(yè)主結(jié)合確定是否設(shè)置紫外線燈。對(duì)特殊場(chǎng)所的照明應(yīng)采取不同方式：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(cè)聽(tīng)室的照明采用白熾燈；眼科暗室用可調(diào)光的白熾燈。

3.接地保護(hù)設(shè)計(jì)

（一）大型綜合醫(yī)院接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，醫(yī)療設(shè)備發(fā)生漏電會(huì)危及人們的生命，因此，對(duì)醫(yī)院的電氣安全提出了更高的要求，TN-C系統(tǒng)嚴(yán)禁用于醫(yī)療場(chǎng)所的供電系統(tǒng)中，一般采用TN—C—S系統(tǒng)，但是對(duì)于任何一個(gè)建筑單體在電源進(jìn)戶后，電源中性線和接地保護(hù)PE線嚴(yán)格分開(kāi)，不再重合。醫(yī)院接地系統(tǒng)在做好每個(gè)建筑物的總等電位聯(lián)結(jié)后，對(duì)醫(yī)院的一些特殊場(chǎng)所，如手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)病房、血液透析室、病房帶淋浴的衛(wèi)生問(wèn)等做好局部輔助等電位連接，這是醫(yī)院接地系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)，不能疏忽。用于維持生命、外科手術(shù)和其他位于“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)院用電氣設(shè)備和系統(tǒng)供電回路均應(yīng)采用醫(yī)療IT系統(tǒng)，例如進(jìn)行心臟手術(shù)的設(shè)備其正常泄露電流不得大于10mA,發(fā)生第一個(gè)接地故障時(shí)其泄露電流不得大于50 mA,因通過(guò)病人心臟的電流如超過(guò)50 mA可導(dǎo)致病人心室纖顫而死亡，為此需要嚴(yán)格限制第一次故障電流。主要措施是在手術(shù)室或其鄰近處安裝一臺(tái)1：1的隔離變壓器，其二次回路不接地，以IT系統(tǒng)供電，保障人生命安全。

（二）在整個(gè)大型綜合醫(yī)院的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，筆者發(fā)現(xiàn)，在這些醫(yī)院的診療設(shè)備中，都帶有很多的計(jì)算機(jī)和微處理器，因而也對(duì)整個(gè)供配電系統(tǒng)中的基準(zhǔn)電位的穩(wěn)定性有著更為嚴(yán)格的要求。在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，對(duì)這個(gè)基準(zhǔn)電位既可以設(shè)計(jì)為懸浮，也可以設(shè)計(jì)為接地，但是為了防止發(fā)生漂移，一般在設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)將基準(zhǔn)電位設(shè)計(jì)選擇為大地。同時(shí)將接地值嚴(yán)格控制在1 Q以下，如此，就要在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將電氣設(shè)備附近設(shè)計(jì)專用的電子信號(hào)接線盒，一般而言，多采用16—25mm2多股銅芯線穿絕緣管由建筑物的接地體直接引來(lái)。在大型綜合醫(yī)院中，病房里，病床的上方都會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)供氧吸引和電源插座的綜合線槽，并在線槽的板面上設(shè)計(jì)專門(mén)的接地端子，也就是信號(hào)接地的端子，有著十分有效的接地保護(hù)效果，但是，在醫(yī)院供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際操作過(guò)程中，由于信號(hào)地使用具有一定的隨機(jī)性，固定性較差，因而，一般可以采取樹(shù)干式垂直連接醫(yī)院系統(tǒng)中的信號(hào)接地端。

4.節(jié)電設(shè)計(jì)

大型綜合醫(yī)院能耗較大，因此，要做好整個(gè)醫(yī)院的節(jié)電設(shè)計(jì)，這不僅僅是進(jìn)一步優(yōu)化整個(gè)大型綜合醫(yī)院供配電系統(tǒng)的必要舉措，也是我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)發(fā)展的必然要求。同時(shí)，在我國(guó)面臨嚴(yán)重的資源能源危機(jī)的情況下，加強(qiáng)對(duì)醫(yī)院的節(jié)電設(shè)計(jì)，可以有效降低醫(yī)院運(yùn)行的成本，減輕患者的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，有助于推進(jìn)我國(guó)和諧社會(huì)的進(jìn)程。

在醫(yī)院建設(shè)期間，在進(jìn)行整個(gè)醫(yī)院的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，要從我國(guó)節(jié)能等各個(gè)方面的相關(guān)法律規(guī)范和政策方面進(jìn)行考慮，比如可以實(shí)施綠色照明，如此，有助于節(jié)約照明用電，減少各種能耗，降低污染，提高醫(yī)院照明的優(yōu)質(zhì)高效。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以使用新型的，節(jié)能效果很好的電子鎮(zhèn)流器，三基色熒光燈等，在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，可以選擇一些直管式高功率的燈具，同時(shí)，選擇的燈具敞開(kāi)覆蓋面積要盡可能的寬泛，要具有很強(qiáng)的反射率。

在整個(gè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，要選擇好各種節(jié)能電器產(chǎn)品，比如節(jié)能型變壓器，高低壓電氣開(kāi)關(guān)，繼電器、接觸器等。并根據(jù)功率的不同，實(shí)施分級(jí)補(bǔ)償措施，就地實(shí)施補(bǔ)償。在電能的計(jì)量上，可以據(jù)實(shí)際情況，實(shí)施分級(jí)計(jì)量，并結(jié)合成本的有效核算，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)供配電系統(tǒng)中電能的控制和使用。

三.結(jié)束語(yǔ)

雖然我國(guó)的大型綜合醫(yī)院在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中依然存在著一些問(wèn)題和缺陷，但是，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)實(shí)力的進(jìn)一步增強(qiáng)，將會(huì)為我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展奠定更為堅(jiān)實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)，為了保證大型綜合醫(yī)院的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高醫(yī)院服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量，可以實(shí)施獨(dú)立的供配電系統(tǒng)，同時(shí)，要進(jìn)一步完善各種應(yīng)急措施，比如設(shè)置應(yīng)急的電源，如此，可以在發(fā)生一些突發(fā)事件時(shí)候，保證醫(yī)院的供配電能夠正常進(jìn)行，對(duì)人們的生命形成更強(qiáng)有力的保證。在進(jìn)行醫(yī)院的供配電設(shè)計(jì)時(shí)候，要充分考慮到醫(yī)院建筑供電要求高，供電負(fù)荷復(fù)雜的特點(diǎn)，要在綜合考慮整個(gè)醫(yī)院的器械設(shè)備和功能的基礎(chǔ)上，采取有效的設(shè)計(jì)工藝，嚴(yán)格設(shè)計(jì)流程，在醫(yī)院相關(guān)各個(gè)部門(mén)共同的配合下，加強(qiáng)雙方的溝通，保證供配電設(shè)計(jì)能夠充分滿足醫(yī)院各方面的需求，同時(shí)，要在實(shí)踐中，不斷促進(jìn)整個(gè)醫(yī)院供配電系統(tǒng)的優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊繼元 醫(yī)院供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述 [期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2011年18期

[2]嚴(yán)晨 醫(yī)院供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) [期刊論文] 《現(xiàn)代建筑電氣》 -2010年7期

[3]段晉晉 現(xiàn)代醫(yī)院手術(shù)室供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究 [期刊論文] 《科技風(fēng)》 -2011年2期

[4]戴德慈 王磊 崔曉剛 醫(yī)院建筑一級(jí)負(fù)荷供配電設(shè)計(jì)的技術(shù)措施 [期刊論文] 《智能建筑電氣技術(shù)》 -2010年3期

[5]譚作用 淺談手術(shù)室供配電電氣設(shè)計(jì)方式及安全保護(hù) [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2011年28期

篇(5)

案例教學(xué)法的可行性

案例教學(xué)法是一種先進(jìn)的教學(xué)方式，教師根據(jù)工程生產(chǎn)實(shí)際給出若干案例，學(xué)生分成若干研究小組，在教師地引導(dǎo)下組織文獻(xiàn)查閱、研究和討論，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成案例的設(shè)計(jì)后，通過(guò)報(bào)告的形式匯報(bào)研究成果，匯報(bào)完成后由教師和學(xué)生共同進(jìn)行對(duì)相關(guān)問(wèn)題的討論。在這種教學(xué)方式下，學(xué)生由被動(dòng)的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的發(fā)掘者，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生間的互動(dòng)。與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，案例教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)十分突出，大大改善了教學(xué)效果，因此已經(jīng)在我國(guó)高校的課堂教學(xué)中得到應(yīng)用。[6，7]電力電子技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民生活中應(yīng)用廣泛，同時(shí)也綜合了電子技術(shù)、電路、自動(dòng)控制等多個(gè)學(xué)科，因此具有很強(qiáng)的工程性和綜合性。同時(shí)，“電力電子技術(shù)”強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，因此必須重視實(shí)踐性教學(xué)。在“電力電子技術(shù)”的教學(xué)中引入案例教學(xué)法，對(duì)于達(dá)到課程的實(shí)踐性和綜合性要求，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和主動(dòng)性，提高學(xué)生自學(xué)能力和實(shí)踐能力，改善教學(xué)效果，大有裨益。

案例教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程

新型教學(xué)法的實(shí)施步驟為：1.提出課題（案例）將全班學(xué)生分為5個(gè)課題小組，小組可由教師劃定，學(xué)生也可以自由組合。根據(jù)“電力電子技術(shù)”教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)要求，選取實(shí)踐性較強(qiáng)的5個(gè)案例，分配給5個(gè)課題小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)1個(gè)課題，課題的選擇由各組自行協(xié)商。由于學(xué)生剛剛接觸“電力電子技術(shù)”，因此教師在選擇案例時(shí)需注意案例的難度，案例不能過(guò)于簡(jiǎn)單，需具有挑戰(zhàn)性，但也不能難度過(guò)大，占用學(xué)生過(guò)多的時(shí)間，甚至令學(xué)生失去興趣。經(jīng)過(guò)實(shí)踐，筆者給出的第一批5個(gè)案例為：級(jí)聯(lián)式晶閘管整流器的設(shè)計(jì)、高功率因數(shù)PWM整流器的設(shè)計(jì)、SPWM逆變電源的設(shè)計(jì)、矩形波交流電源的設(shè)計(jì)、高頻高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，案例的選擇并不是一成不變的，為了防止部分學(xué)生向上一屆學(xué)生索要案例設(shè)計(jì)結(jié)果，同時(shí)考慮到電力電子技術(shù)發(fā)展迅速，每一屆教學(xué)中都將對(duì)案例進(jìn)行修改或更換.2.研究學(xué)習(xí)各課題小組根據(jù)案例的要求，進(jìn)行分工合作，首先要充分理解教材，判斷案例涉及教材中的哪部分章節(jié)的內(nèi)容，深入閱讀教材，然后根據(jù)教師提供的文獻(xiàn)資料及學(xué)習(xí)方法，通過(guò)圖書(shū)館、期刊網(wǎng)等文獻(xiàn)檢索工具的幫助，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)課題進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。由于課題涉及的電路、自動(dòng)控制等方面的理論較多，需要學(xué)生閱讀較多的文獻(xiàn)。小組成員之間需要經(jīng)常溝通和討論，并進(jìn)行材料的整合并為報(bào)告做準(zhǔn)備。3.仿真研究由于學(xué)時(shí)以及實(shí)驗(yàn)條件所限，學(xué)生無(wú)法對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)出的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性，可采用仿真驗(yàn)證的方法。目前，有多種仿真軟件可以仿真電力電子電路，其中最常用的是Matlab/Simulink和PSIM。這兩種軟件已被許多教師用于課堂教學(xué)中，但學(xué)生動(dòng)手使用的并不多，實(shí)際上，這兩種軟件易學(xué)易用，學(xué)生無(wú)需在學(xué)習(xí)軟件的使用方法上花費(fèi)太多的時(shí)間。在案例設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生可以隨時(shí)用設(shè)計(jì)的仿真程序驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性；設(shè)計(jì)完成后，要給出不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不同控制策略、不同電路參數(shù)和控制參數(shù)下的主要波形，并由此確定最佳拓?fù)浜蛥?shù)。在第二和第三階段，學(xué)生可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)與教師交流。4.報(bào)告討論報(bào)告和討論是案例教學(xué)法的重要環(huán)節(jié)，一般安排在課程結(jié)尾階段進(jìn)行。由于學(xué)時(shí)的限制，為每個(gè)案例分配的時(shí)間為20分鐘～30分鐘。課題組推舉一位報(bào)告人，報(bào)告人應(yīng)在報(bào)告前做好PowerPoint講稿，報(bào)告時(shí)用5分鐘的時(shí)間介紹案例的要求和設(shè)計(jì)結(jié)果。余下時(shí)間由全體學(xué)生討論設(shè)計(jì)的合理性，學(xué)生也可以提出各種問(wèn)題，由報(bào)告人進(jìn)行解答，報(bào)告人解答不了的，由該課題組的其他成員解答。教師在此過(guò)程中應(yīng)對(duì)討論的深度和廣度加以把握，最后對(duì)案例設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并記錄學(xué)生在報(bào)告和討論過(guò)程中的表現(xiàn)，作為考核的依據(jù)。5.撰寫(xiě)小論文通過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，每個(gè)學(xué)生提交一份與案例相關(guān)的研究性小論文，教師應(yīng)要求每個(gè)課題組內(nèi)各成員間的小論文內(nèi)容有區(qū)別，即應(yīng)側(cè)重于自己所研究的那一部分。6.期末考核期末考核的成績(jī)由三部分組成：報(bào)告和討論過(guò)程中的表現(xiàn)以及小論文的質(zhì)量。為了保證考核的公平性，教師在布置任務(wù)時(shí)要為課題組的每個(gè)成員分配不同的工作。以“SPWM逆變電源的設(shè)計(jì)”為例，可將案例拆分為若干子課題，如：?jiǎn)蜗嗄孀冸娫吹脑O(shè)計(jì)、三相逆變電源的設(shè)計(jì)、常規(guī)SPWM調(diào)制方法研究、梯形波SPWM調(diào)制方法研究、鞍形波SPWM調(diào)制方法研究等幾個(gè)子課題。在小組成員較多的情況下，可令其中一部分同學(xué)用Matlab/Simulink仿真，其余同學(xué)用PSIM仿真，這樣不僅使每個(gè)學(xué)生都有相互獨(dú)立的任務(wù)，還可將不同仿真軟件得到的結(jié)果進(jìn)行相互驗(yàn)證。

案例舉例

篇(6)

關(guān)鍵詞：超級(jí)電容器，航空地面電源

 

1 引言

1.1簡(jiǎn)介

超級(jí)電容器是近十年來(lái)出現(xiàn)的最為與眾不同的電容器。論文大全。超級(jí)電容器的問(wèn)世實(shí)現(xiàn)了電容量由微法級(jí)向法拉級(jí)的飛躍，徹底改變了人們對(duì)電容器的傳統(tǒng)印象。

超級(jí)電容器是一種電容量可達(dá)數(shù)千法拉的電容量極大的電容器。根據(jù)電容器的原理，電容量取決于電極間距離、介質(zhì)與電極表面積。為了得到如此大的電容量，超級(jí)電容器盡可能地縮小電極間距離、增加電極表面積，為此采用了雙電層原理和活性炭多孔化電極。雙電層介質(zhì)在電容器兩電極施加電壓時(shí)，在靠近電極的電介質(zhì)界面上產(chǎn)生與電極所攜帶電荷相反的電荷并被束縛在介質(zhì)界面上，形成事實(shí)上的電容器的兩個(gè)電極，兩電極的距離非常小，僅幾納米，同時(shí)活性炭多孔化電極可以獲得極大的電極表面積，可以達(dá)到200m2／g，因而這種結(jié)構(gòu)的超級(jí)電容器具有極大的電容量并可以存儲(chǔ)很大的靜電能量。圖1為超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。就儲(chǔ)能而言，超級(jí)電容器的這一特性是介于傳統(tǒng)的電容器與電池之間。

當(dāng)兩極板間電勢(shì)低于電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液界面上電荷不會(huì)脫離電解液，超級(jí)電容器為正常工作狀態(tài)（通常為3V以下），如電容器兩端電壓超過(guò)電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液將分解，為非正常狀態(tài)。由于隨著超級(jí)電容器放電，正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放，電解液的界面上的電荷相應(yīng)減少。由此可以看出：超級(jí)電容器的充放電過(guò)程始終是物理過(guò)程，沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)，因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的。

1.2超級(jí)電容器的優(yōu)缺點(diǎn)

1.2.1優(yōu)點(diǎn)

（1）更長(zhǎng)的循環(huán)壽命，能夠循環(huán)百萬(wàn)次以上；

（2）低阻抗，和電池并聯(lián)時(shí)能夠增強(qiáng)負(fù)載電流；

（3）迅速充電，超級(jí)電容器能夠在幾秒鐘內(nèi)充滿；

（4）簡(jiǎn)單的充電模式，無(wú)需檢測(cè)是否充滿，過(guò)充無(wú)危險(xiǎn)；

（5）具有法拉級(jí)的超大電容量；

（6）脈沖功率比蓄電池的高近十倍；

（7）能在-40℃～60℃的環(huán)境溫度中正常使用；

（8）無(wú)污染，真正免維護(hù)。超級(jí)電容器用的材料是安全和無(wú)毒的，而鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池用的材料具有毒性；

（9）超級(jí)電容器可以任意并聯(lián)使用來(lái)增加電容量，采取均壓措施后，還可以串聯(lián)使用。

1.2.2缺點(diǎn)

（1）線性的放電曲線使其無(wú)法完全放電；

（2）低能量密度，一般只有一個(gè)化學(xué)電源能量密度的五分之一到十分之一；

（3）低電壓，需要若干個(gè)連接后才能得到高電壓，3個(gè)電容以上串聯(lián)時(shí)需要平衡電壓；

（4）高自放電，自放電率高過(guò)化學(xué)電源。

由此可知，超級(jí)電容器具有很好的性能，但是超級(jí)電容器目前還不能完全代替電池，因?yàn)槌?jí)電容器的應(yīng)用特長(zhǎng)是功率的輸入/輸出，而不是高能量。一種最佳的優(yōu)化組合是將超級(jí)電容器與電池組合使用，因?yàn)殡娫窜嚻饎?dòng)時(shí)電流很大，只用電池會(huì)大大降低電池壽命，如將超級(jí)電容器與電池組合使用，不僅可以減少起動(dòng)電池的使用數(shù)量，而且還優(yōu)化了輸出能量，增加了電池使用壽命。依據(jù)這一思維，如能將這一最優(yōu)組合方式用在航空地面電源起動(dòng)系統(tǒng)中，那么航空地面電源性能將提升到一個(gè)新的水平。

2 航空地面直流電源的輸出特性

2.1 422系列電源車的簡(jiǎn)介

422系列電源車不但在航空兵場(chǎng)站應(yīng)用越來(lái)越多，而且已經(jīng)被民航機(jī)場(chǎng)廣泛采用。它較以往的電源車在技術(shù)性能和生產(chǎn)工藝上都有了較大的提高，體積小，重量輕，機(jī)動(dòng)性能好。

422系列電源車采用了一組航空蓄電池GB，由兩塊182型電瓶經(jīng)減格連接而成，端電壓為26 V左右。它既是柴油機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)的工作電源，又是電源車的直流輔助電源。當(dāng)接通蓄電池“輸出”開(kāi)關(guān)S4時(shí)，蓄電池輸出控制接觸器 KM1工作，將蓄電池GB與電源車供電電路接通。當(dāng)輸出28.5/57V電源和“0—70 V”電源時(shí)必須合上S4。

負(fù)載特性：突然加載，由0突加到800A×2，瞬時(shí)電壓不低于25.5V，3s內(nèi)穩(wěn)定到27.5~28.5V；突然卸載，由800A ×2突減到0，瞬時(shí)電壓不高于32 V，3s內(nèi)穩(wěn)定到28.5~29.5 V；超載，1200A×2，電壓不低于25V。

2.2 422系列電源車的缺陷以及改進(jìn)設(shè)想

422系列電源車起動(dòng)采用起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式。在起動(dòng)過(guò)程別是在起動(dòng)瞬間，由于起動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零，不產(chǎn)生感生電勢(shì)，故起動(dòng)電流為：

其中：為蓄電池空載端電壓，為起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電樞電阻、為蓄電池內(nèi)阻、為線路電阻。由于、、均很小，起動(dòng)電流非常大。

例如用12V、45Ah的蓄電池起動(dòng)安裝1.9L柴油機(jī)的電源車，經(jīng)過(guò)仿真可知，蓄電池的電壓在起動(dòng)瞬間由12.6V降到約3.6V！起動(dòng)過(guò)程的蓄電池電壓波形如圖2；起動(dòng)瞬時(shí)的電流達(dá)550A，約為蓄電池的12倍的放電率！起動(dòng)過(guò)程的蓄電池電流波形如圖3（圖3中縱坐標(biāo)為電流傳感器兩端的電壓值，電流傳感器的電流/電壓變換比率為100A/V，即5.5V代表550A）。盡管車用蓄電池是起動(dòng)專用蓄電池，可以高倍率放電，但在圖2中可以看出，10倍以上高倍率放電時(shí)的蓄電池性能變得很差，而且，如此高倍率放電對(duì)蓄電池的損傷也是非常明顯的。

在起動(dòng)飛機(jī)的過(guò)程中，起動(dòng)電流的突變更劇烈。在某型飛機(jī)的四級(jí)起動(dòng)過(guò)程中，起動(dòng)電流的變化會(huì)對(duì)蓄電池帶來(lái)更嚴(yán)重的損壞。論文大全。起動(dòng)過(guò)程的電壓劇烈變化也是極強(qiáng)的電磁干擾，可以造成電氣設(shè)備的“掉電”，迫使電氣設(shè)備在發(fā)電機(jī)起動(dòng)過(guò)程結(jié)束后重新上電，計(jì)算機(jī)在這個(gè)過(guò)程中非常容易死機(jī)。因此，無(wú)論從改善電源車電氣設(shè)備的電磁環(huán)境還是從改善電源車的起動(dòng)性能和蓄電池的性能、延長(zhǎng)使用壽命來(lái)考慮，改善電源車電源在起動(dòng)過(guò)程的性能是必要的。

問(wèn)題的解決可以采取加大蓄電池容量的方案，但需要增加很多，使體積增大，這并不是好的解決方案。將超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題，可以用于提供飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬間所需的沖擊大電流，提高起動(dòng)性能，縮短起動(dòng)時(shí)間，降低起動(dòng)瞬間大電流對(duì)蓄電池造成的損害，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。而且超級(jí)電容器在以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的422系列直流電源車上的采用可以解決電源車起動(dòng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬間功率不足的技術(shù)難題。同時(shí)，在起動(dòng)瞬間超級(jí)電容器對(duì)直流電源車發(fā)電系統(tǒng)尤其是內(nèi)燃機(jī)具有很大的保護(hù)作用。

3 超級(jí)電容器在航空地面直流電源車中的應(yīng)用

3.1電性能的改善

采用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)起動(dòng)過(guò)程的電壓波形如圖4, 與圖2相比采用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)起動(dòng)瞬間電壓跌落由僅采用蓄電池時(shí)的3.2V提升到7.2V；起動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)電壓由7V提高到9.4V。

圖4 采用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)起動(dòng)過(guò)程的電壓波形3.2 起動(dòng)性能的改善

超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)應(yīng)用可以提高電源車的起動(dòng)性能，將超級(jí)電容器（450F/16.2V）與12V、45Ah的蓄電池并聯(lián)起動(dòng)安裝1.9L柴油機(jī)的電源車，在10℃時(shí)平穩(wěn)起動(dòng)，盡管在這種情況下，當(dāng)不連接超級(jí)電容器，蓄電池也可以起動(dòng)，但采用超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的速度和性能都非常的好。由于電源輸出功率的提高，起動(dòng)速度由僅用蓄電池時(shí)的起動(dòng)速度300rpm，增加到450rpm；尤其在提高電源車?yán)涮斓钠饎?dòng)性能（更高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）上，超級(jí)電容器是非常有意義的，在-20℃時(shí)，由于蓄電池的性能大大下降，很可能不能正常起動(dòng)或需多次起動(dòng)才能成功，而超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)則僅需一次點(diǎn)火。其優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。

3.3 對(duì)蓄電池應(yīng)用狀態(tài)的改善

超級(jí)電容器與蓄電池并聯(lián)時(shí)，由于超級(jí)電容器的等效串聯(lián)電阻（ESR）遠(yuǎn)低于蓄電池的內(nèi)阻，因此，在起動(dòng)瞬間起動(dòng)電流大部分由超級(jí)電容器提供，有效地降低了蓄電池極板的極化，阻止了蓄電池內(nèi)阻的上升使起動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)電壓得到提高。最主要的是蓄電池極板極化的減輕不僅有利于延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，而且也可以消除頻繁起動(dòng)對(duì)蓄電池壽命的影響。

4 結(jié)論

以上是對(duì)超級(jí)電容器在航空地面電源上應(yīng)用的可行性分析。超級(jí)電容器已經(jīng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)有了廣泛的應(yīng)用，如配合蓄電池應(yīng)用于各種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的電起動(dòng)系統(tǒng)；用作高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的直流操作電源，用于鐵路駝峰場(chǎng)道岔機(jī)后備電源；用于電傳動(dòng)裝甲車輛的制動(dòng)能量回收和起步加速電源以及軍工車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的電起動(dòng)裝置；用于重要用戶的不間斷供電系統(tǒng)；用于風(fēng)力及太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。論文大全。這些事實(shí)充分證明了超級(jí)電容器的良好性能。可以預(yù)見(jiàn)，隨著超級(jí)電容器在航空地面電源上應(yīng)用的不斷深入，有可能縮短我軍電源保障裝備與航空主戰(zhàn)裝備的巨大差距，更好地保障航空主戰(zhàn)裝備。

參考文獻(xiàn)

1 42Volt Super-Capacitor Provides Cranking Amps to Integrated Starter Alternator. FrankLev. Tavrima Canada Ltd, April 12,2002

2GJB572-88,飛機(jī)地面電源供電特性及一般要求

3GJB1910-94, 飛機(jī)地面電源車通用規(guī)范

4 陳艾等.超大容量電化學(xué)離子電容器.電子科學(xué)技術(shù)評(píng)論，1999，（4）：34-36

篇(7)

關(guān)鍵詞：自動(dòng)，熱備，通訊

 

1． 前言

隨著發(fā)電技術(shù)迅猛發(fā)展目前新建火電機(jī)組單機(jī)容量600MW屬于主流，我公司三四期擴(kuò)建工程裝機(jī)容量為4×600MW。論文大全，自動(dòng)。面對(duì)如此規(guī)模的發(fā)電機(jī)組對(duì)煤炭的需求量也就越來(lái)越大，對(duì)輸煤等公用系統(tǒng)的自動(dòng)化控制要求也就越來(lái)越高。論文大全，自動(dòng)。考慮機(jī)組容量對(duì)用煤量的問(wèn)題，為了避免一條卸煤和上煤通路成為瓶頸耽誤正常生產(chǎn)，設(shè)計(jì)了兩條上煤通路，在正常情況下的運(yùn)行方式是雙路如果在其中一條有缺陷需要停運(yùn)處理時(shí)就得單路運(yùn)行這主要是考慮設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2． PACSystem 控制系統(tǒng)介紹

利港電廠為三四期擴(kuò)建工程配套輸煤系統(tǒng)所使用的控制系統(tǒng)為 GE FANUC公司在2003年推出的新的可編程自動(dòng)化控制器PACSYSTEMRX7I .雖然PAC形式與PLC相似, 但PAC系統(tǒng)的性能卻廣泛全面得多.它是一種多功能控制器平臺(tái),包含了多種用戶可以按照自己的意愿組合,搭配和實(shí)施的技術(shù)和產(chǎn)品.

2.1）控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)使用了兩套GE 公司的PACSystem RX7i系列PLC，(RX 代表機(jī)架式安裝,7代表基于90-70架構(gòu), i代表智能化意思)，互為熱備用即CPU冗余。為了避免同時(shí)失電，兩個(gè)機(jī)架的電源都取UPS電源。其處理器的型號(hào)700 MHz Pentium，內(nèi)存10MB和10MB FLASH。另外CPU冗余使用了一種新技術(shù)—映射內(nèi)存,如果在一個(gè)內(nèi)存中寫(xiě)入數(shù)據(jù),它們會(huì)立即在其它內(nèi)存中映射出來(lái).它是一種光纖環(huán)和獨(dú)立設(shè)備.這體現(xiàn)了冗余備份技術(shù)的可用性和可靠性.在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中我們兩個(gè)使CPU中的程序完全一樣，采集信息、處理程序、發(fā)出命令由主CPU完成，備用CPU在實(shí)時(shí)跟蹤主CPU工作。一旦主CPU失電或者通訊中斷，備用CPU將代替主CPU繼續(xù)完成工作。　主機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)同PC機(jī)相連進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，由CPU通過(guò)判斷采集的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)預(yù)先編制好的程序進(jìn)行運(yùn)算處理后，再通過(guò)輸出模塊發(fā)出命令，來(lái)達(dá)到控制的目的。

3. 現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)

3.1）系統(tǒng)控制對(duì)象

本套輸煤系統(tǒng)的主要控制對(duì)象有：皮帶機(jī)24條（其中4#A/B皮帶可雙向運(yùn)行），卸船機(jī)2臺(tái)，十個(gè)環(huán)式布料機(jī)和十個(gè)環(huán)式給料機(jī)，滾軸篩4臺(tái)，碎煤機(jī)4臺(tái)，取樣裝置兩套，圓盤(pán)電磁除鐵器10臺(tái)，皮帶稱4套，，電動(dòng)三通擋板2個(gè)，移動(dòng)伸縮頭4個(gè)，除塵器24個(gè)。

3.2）人機(jī)接口系統(tǒng)

本系統(tǒng)由兩臺(tái)操作員站(POS)，一臺(tái)工程師站(EDS),一臺(tái)服務(wù)器,及相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)組成.兩臺(tái)工控機(jī)可互為備用,EDS 是對(duì)輸煤系統(tǒng)運(yùn)用軟件,進(jìn)行開(kāi)發(fā)管理的工具,與編程軟件一起完成所有的工程設(shè)計(jì),組態(tài)修改,文檔服務(wù),現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和系統(tǒng)維護(hù)等任務(wù)。服務(wù)器用于對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、記錄、處理、存儲(chǔ)并生成一定格式的報(bào)表等數(shù)據(jù)以便于運(yùn)行監(jiān)視、歷史分析等管理工作.各工作站使用普通網(wǎng)線同以太網(wǎng)交換機(jī)相連，通過(guò)以太網(wǎng)通訊模塊同PLC主機(jī)進(jìn)行通訊。所有的數(shù)據(jù)顯示和操作都可以在操作員上位機(jī)上完成，并且還有報(bào)警，歷史趨勢(shì)和報(bào)表功能，給操作人員提供最完備的使用環(huán)境。論文大全，自動(dòng)。

3.3）遠(yuǎn)程系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè)置了八個(gè)I/O遠(yuǎn)程站，通過(guò)光纜經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器與主/從站的總線控制器相連。這種應(yīng)用方式極大地減少了控制電纜的數(shù)量和長(zhǎng)度，減少了因電纜過(guò)長(zhǎng)而引起的接地或接線不良等故障，也減少了費(fèi)用的投入。另外采用光纜連接遠(yuǎn)程站的通訊方式，使得通訊距離比應(yīng)用同軸電纜通訊長(zhǎng)了很多，并且消除了電壓、電流的干擾，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠焚|(zhì)。每一套系統(tǒng)通過(guò)四塊IC697BEM731總線控制器與現(xiàn)場(chǎng)Genius BIU(IC670BI002)總線接口單元連接，構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)潔Genius 網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)時(shí)候我們可以通過(guò)Genius 網(wǎng)絡(luò)特性一覽表決定終端電阻等。我們可以從網(wǎng)絡(luò)組態(tài)圖上可以看出基本上每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站都有兩個(gè)BIU，每個(gè)BIU可以管理多種類型的I/0模塊，熱電阻和熱電偶模塊。我廠在現(xiàn)場(chǎng)主要采用的是IC670MDL640輸入模件，IC670MDL740輸出模件，IC670ALG240模擬量輸入模塊及 IC670ALG620 RTD模塊。對(duì)于BIU 和I/O模塊我們都可以通過(guò)HHM手持式監(jiān)視器進(jìn)行配置。

4） 構(gòu)成局域網(wǎng)主要軟硬件

4.1 軟件系統(tǒng)

4.1.1）上位機(jī)監(jiān)控軟件

本系統(tǒng)的上位監(jiān)控軟件選用的是GE公司的CIMPLICITY HMI 6.1作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用該軟件的變量存檔編輯器和報(bào)表設(shè)計(jì)器，可以很方便地為運(yùn)行用戶過(guò)程數(shù)據(jù)生成用戶檔案并生成報(bào)表。利用ODBC功能，把所有設(shè)備的報(bào)警和人員的操作都記錄下來(lái)，通過(guò)聲音通知操作人員，以便使操作人員能夠立即進(jìn)行處理，并給日后事故原因的分析創(chuàng)造有利條件。報(bào)表的數(shù)據(jù)量目前保留一個(gè)月，通過(guò)ODBC功能存放在服務(wù)器中（服務(wù)器所用軟件為SQL2000）

4.1.2）PLC編程軟件

PLC編程軟件采用GE公司的Proficy Machine Edition5.0（包含編程軟件、組態(tài)軟件）作為編程調(diào)試軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。論文大全，自動(dòng)。使用梯形圖編程方式，這種軟件的優(yōu)點(diǎn)是有強(qiáng)大的功能塊系統(tǒng)，并且由于集成了組態(tài)通訊等功能對(duì)于我們使用者是相當(dāng)方便的。另外當(dāng)時(shí)上位機(jī)軟件也采用GE公司的HMI，作為畫(huà)面開(kāi)發(fā)平臺(tái)它雖然不屬于主流開(kāi)發(fā)軟件，但我們考慮到與PLC良好的兼容性通過(guò)和INTOUCH軟件比較后覺(jué)得還是采用同一家公司的軟件比較好。

4.2) 硬件系統(tǒng)

操作員站配置客戶機(jī)2臺(tái).長(zhǎng)期放置于值班員操作臺(tái),POS客戶機(jī)采用DELL臺(tái)式PC.工程師站配置服務(wù)器一臺(tái),服務(wù)器采用DELL服務(wù)器.安裝軟件為基于微軟 Windows XP 操作系統(tǒng)上的SQL2000 數(shù)據(jù)庫(kù)軟件,一臺(tái)DELL 臺(tái)式PC機(jī)

5） 使用注意問(wèn)題

a) 控制好溫度

PLC正常工作要求的環(huán)境溫度在0-55°C之間。在安裝PLC時(shí)應(yīng)使其盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱量在的元件，并給PLC四周留足足夠的通風(fēng)散熱空間。PLC的基本單元和擴(kuò)展單元之間要留有30mm以上間隔。PLC機(jī)架上要安裝風(fēng)扇，在夏天最好裝設(shè)空氣調(diào)節(jié)器，以降低PLC運(yùn)行時(shí)的環(huán)境溫度。

b) 保證供電電源質(zhì)量

PLC設(shè)備使用的供電電源為50HZ、220（1±10）V的交流電。考慮到設(shè)備持續(xù)運(yùn)行的問(wèn)題一般考慮接入U(xiǎn)PS電源。論文大全，自動(dòng)。

c) 提供良好的接地

良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。論文大全，自動(dòng)。PLC的接地線與機(jī)器的接地端相接，擴(kuò)展單元其接地點(diǎn)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。并使用專用地線（獨(dú)立的接地裝置），接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC。

6） 結(jié)束語(yǔ)

這套系統(tǒng)目前已經(jīng)運(yùn)行了兩年時(shí)間了，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況證明：整個(gè)系統(tǒng)安全可靠，穩(wěn)定性高，控制靈活性強(qiáng)。隨著計(jì)算機(jī)和PLC技術(shù)的提高，輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化水平也在不斷提高，目前已經(jīng)做到了把相對(duì)分散的各個(gè)設(shè)備統(tǒng)一集中到一起進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，表明了目前自動(dòng)化水平的提高。相信隨著我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)、PLC硬件及軟件水平的不斷提高，程序控制作為輸煤系統(tǒng)的主要控制方式，在火力發(fā)電廠將得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

PACsystem中文手冊(cè)

網(wǎng)站www．ctrlink．com．cn以太網(wǎng)須知介紹

《現(xiàn)代電氣控制》機(jī)械工業(yè)出版社