微型电机范文

导语：如何才能写好一篇微型电机，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】电机；转速；Multisim

1.引言

电机的转速是其运行时的一个重要参数，在很多控制系统中，都需要监测电机的转速。本设计采用红外光电传感器ST155作为光电检测门，显示部分运用74HC4511译码和驱动数码管显示，计数部分巧妙地运用了74LS290与逻辑门电路的连接分别实现了定时、计数和计数清零的功能，特别是定时和清零电路巧妙地运用了高低电平转换对芯片工作状态的影响，达到了自动计数和清零的功能。这一电路的运用，避免了使用锁存芯片清零的麻烦，减少了大量数字芯片的浪费，同时简化了电路，增强了自动性能。采用时钟晶振芯片通过CD4060分频产生标准的秒脉冲，大大减小了定时和计数误差，提高了整个设计的精确度[1]。

为了满足微型电机的测速要求，系统必须具备以下功能模块：光电门检测模块、频率发生模块、转速计数模块。本方案通过光电门检测模块检测电机在一秒内转动的次数，并向转速计数模块发正脉冲用以计数；由计时模块产生时间控制电路，用以控制计数及停止的时间，设计1：9的时间比例（计数1秒测转速，停留8秒用以读数）及自动清零功能，增强了系统的自动控制能力；转速计数模块由计数部分和显示部分组成，用以显示电机转速。方案设计框图如图1所示。

2.系统的组成与实现

2.1 光电门电路的设计实现

光电门电路的设计原理图如图2所示。

利用光电门电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一圆盘，在圆盘上挖一缺口，缺口上下分别对应着光发射和光接受开关，圆盘转动一圈即光电管导通一次，利用此信号做为计数脉冲。

D2、D3为组成光电门，当光电门之间有物体阻挡时，D3与Q2不导通，输出低电平；当无物体阻挡时，D3与Q2导通，输出高电平。脉冲由J1的2脚输出。

2.2 计时模块的设计实现

2.2.1 秒脉冲发生器

秒脉冲发生器的设计原理图如图3所示。

Y1为时钟晶振，U1、U2为CD4060分频器，它内部含有14级的二进制串行计数器，可以进行214分频，32768Hz谐振频率经过内部14级计数器214=16372分频后可以得到2Hz的精确频率。现在所需要的1秒的时钟，因此2Hz的脉冲需在经过一个分频电路就可以输出准确1秒脉冲，故采用两级芯片级联，共同完成秒脉冲的分频[2]。

2.2.2 定时部分和清零部分

如图4所示，由分频计分出的1Hz脉冲由74LS290的10脚输入，控制74LS290每秒钟计一次数。根据其真值表可知，当MR1和MR2有一个为低电平时，电路处于计数状态。当MR1和MR2同时为高电平时，处于清零状态。

图中U6 MR及MS脚的接法满足计数要求，此时电路工作于计数状态，当计数到Q3Q2Q1Q0=1001时，通过U4和U5组成的与门将高电平信号输入到下一级电路，根据电路设计，此高电平信号与光电测试电路发出的高电平相与，当两者同为高电平时，才能使计数电路计数；当Q3Q2Q1Q0不等于1001时，此定时器输出低电平，无法驱动计数电路计数，此时数据将在显示模块保持，用于读数。

当Q3Q2Q1Q0再次等于1001时，再计数一秒。由此可知此定时器完成了1：9的定时，即计数1秒，停留8秒，此过程完全由设计电路的高低电平的转换自动完成。

同时，在8、9脚连接与非门电路，实现在第8秒清零的功能。实现如下：为了避免竞争冒险造成的提前清零现象，由三极管Q1组成的电平选择电路实现了非门的功能，即当Q3Q2Q1Q0=1000时，74LS290的9脚输出低电平，三极管不导通，接VCC输出高电平信号，与第8脚输出的高电平信号经过与门可输出高电平信号，将此信号接入计数电路中74LS290芯片的MR脚，使其处于清零状态，可将三个数码管读数全部同时清零，以便于下一次计数不受影响。

2.3 转速计数模块的设计实现

2.3.1 计数部分

本电路设计了三位十进制计数器，三个计数器工作原理完全相同，在此以其中一个为例分析。计数部分的原理实现如图5所示：

由J2的2脚接入光电检测部分输入的电平，与定时部分输入的电平信号同时决定技计数与否，当两者同时为高电平时，进行计数。计数时，数值通过Q3Q2Q1Q0输入译码器的ABCD脚，同时当Q3（即8脚）计数满时，即计数到1001时，将8脚的高电平输入到下一级计数器作为进位。

2.3.2 显示部分

显示部分的原理实现如图6所示[3]：

计数器将计数值输入ABCD，通过译码器译码可得8段数码管的输入信号。由4511的真值表可知，二进制数值可经译码器译码在数码管上显示成十进制数。

3.系统的仿真

3.1 电路仿真

由Multisim软件仿真本数字转速仪[4]，图中光电门检测模块所产生的脉冲由一脉冲发生计代替，设其频率为400Hz。由于仿真软件时间设置较慢，若用1Hz秒脉冲仿真，则每次要等待很长时间才能看到电路工作效果，故将其设为10Hz。这样设置可以正确反映电路工作原理，不影响电路正常工作。

仿真电路见图7。

3.2 波形仿真

由于原本设电机仿真频率为400Hz，而秒脉冲为1Hz，这样无法在逻辑分析仪中看到完整的波形，故为得到工作波形设秒脉冲发出100Hz的频率，其他部分的工作原理由此可清楚地由仿真波形中看出。

由图8可知，当定时信号为低时，计数信号也为低，即此时计数模块保持上一周期所计数据，当定时信号为高时，计数模块开始计数，此时计数频率与电机转动频率相同；同时可知，秒脉冲每发出9个高电平，计数器计数1秒，故每个测量周期为10秒；另外，清零信号在第8秒跳转，完成自动清零功能。

总之，由Multisim仿真可得到非常好的结果，并由此验证的本次设计原理的正确性，同时可得出硬件电路原理图，以实现实物的制作。

4.系统测试

4.1 测试方法及误差分析

（1）用示波器测试晶振通过两级CD4060分频后是否产生秒脉冲，测试结果显示可以产生稳定标准的秒脉冲；

（2）用示波器测量光电门检测模块所发出的频率，与计数部分显示的数据比较，可知每秒钟平均相差0.14转，由此可得平均误差为±（0.14*60）r/min，即±8.4r/min，达到了很好的精度。

4.2 测试结果

本转速仪可以较为准确地测试直流电机的转速，误差范围控制在-8.4r/min～+8.4r/min；并且实现了自动计数及自动清零的功能，控制灵活，定时、计数、清零的工作都由高低电平的转换自动实现。

5.总结

本设计完全达到了实际所要求的技术范围，并成功地实现于仿真软件及硬件电路，达到了设计课题所要求的技术指标，误差范围控制在-6r/min～+6r/min，远小于20r/min的题目要求。并且实现了自动计数及自动清零的功能，控制灵活，自动性能好。

总的来说，电路设计制作还是比较成功的，获得了很多的经验：

（1）设计思路是实际制作的扎实基石

一个良好的设计思路，是电路的生命。宁愿在思路设计上多花上50%的时间，因为前期看似慢，实际上恰恰给后期的制作带来很大的方便，效果往往是更节省了许多时间。

（2）电子制作慢工出细活

在制作过程中，马虎不得，粗心不得，特别是电子类的设计制作更应该如此。一步一步来，逐个调试，不可囫囵吞枣，不可贪图方便。

（3）活学活用

理论知识永远是基础，而基础正是你向高层次迈进的扎实阶梯，没有这个基础，就无法实现技术上的腾飞。在实践当中，灵活运用书本上所讲的知识，万变不离其宗，只有扎实掌握了核心的方法，才有可能做到活用巧用。

参考文献

[1]康华光，等.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛电路设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[3]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997.

[4]黄智伟.基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M].北京：电子工业出版社，2007.

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关键词：微电网 分布式电源 特性

中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

微电网本身结构具有复杂性和多样性的特点，由于开展研究的时间还不长，目前在理论和技术上还不够成熟，需要进一步开展研究。本文探讨了微电网中分布式电源的种类及特性，对于微电网工程的分布式电源设备选型提供了依据。

1 分布式发电及微电网

数十年来，电力系统主要依靠大型发电厂及超高压长距离输电线路，集中向中心供电，以满足快速增长的电力需求。这种方式需要较长的工程建设时间，耗资巨大，消耗大量的一次能源，并且影响生态环境。另一方面，集中供电模式存在大停电的可能性，一旦发生会导致巨大的经济损失，近年来国内外的若干大停电事故证明了这一点。因此，利用风力、太阳能等清洁能源发电的分布式发电（Distributed Generation, DG）技术开始受到重视。分布式发电具有灵活、分散、小型、靠近用户和合理使用清洁能源的特点，能够减少输电损耗、提高一次能源的利用率以及减少废气排放，具有很好的应用前景。然而，大量分布式发电并网有可能造成电力系统对其不可控制的局面，并引发相应的电能质量、电网安全稳定性等诸多问题。

为了解决电力系统与分布式发电间联网运行的相关问题，充分发挥分布式发电为电力系统用户所带来的技术经济效益，进一步提高电力运行的灵活性、可控性和经济性，以及更好地满足电力用户对电能质量和供电可靠性的更高要求，微电网（Microgrid, MG）的概念应运而生，并很快成为国内外工程研究领域的最新前沿课题之一。与常规的分布式发电直接并网相比，微电网灵活、系统地将分布式电源与本地负荷组为一个整体，通过柔性控制可大大降低分布式电源并网运行对电力系统的影响。将分布式电源以微电网形式接入到电网中并网运行，与局部电网互为支撑，可提高分布式电源的利用率，有助于电网灾变时向重要负荷持续供电，避免间歇式电源对周围用户电能质量的直接影响，有助于可再生能源的优化利用。

2 微电网中分布式电源的种类及特点

以往的分布式电源有用户紧急备用的小型柴油发电机、燃煤的自备电厂小发电机组等，由于技术性能差、效率低、影响环保，已逐渐被淘汰或取代。随着科技的发展、设备性能的提高、环保意识的进步及能源政策的引导，分布式电源朝着多样化、节能环保的方向发展。目前在微电网中主要应用的分布式电源包括：风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电机、微型燃气轮机等。另外，燃料电池、生物质发电装置、地热发电装置等分布式电源在微电网中也有应用。

微电网中的分布式电源通常称为微电源。微电源与传统大电网中的常规电源有很大的不同，主要有以下特点：

（1）微电源形式多样，主要包括风力发电、太阳能发电、微型燃气轮机、柴油发电机、燃料电池等。随着科技的发展、设备性能的提高、环保意识的进步、能源政策的引导，微电源朝着多样化、节能环保的方向发展；

（2）微电源容量较小，通常为功率数千瓦至数兆瓦的小型模块式、与环境兼容的独立电源，就近布置在负荷附近；

（3）微电源一般通过电力电子装置接入微电网，具有即插即用的特点，这为微电网中多种分布式电源的协调控制提供了基础；

（4）微电源的稳态和暂态特性，不同于常规大型同步发电机。微电网中主电源主要是微型燃气轮机、柴油发电机等分布式电源，无功电压支撑能力弱、转动惯量小。电源通常还包括风力发电、光伏发电等不具备电压调节能力和转动惯量的电源。微电网的频率和电压稳定控制难度大；

（5）大部分微电源是存在波动性、不完全可控电源，如风力发电、光伏发电。这些电源受自然条件的限制，波动幅度和速度常常大于微电网中负荷的变化，对电网稳定性带来的扰动也常大于负荷波动带来的扰动。

3 微电网中主要分布式电源的特性

3.1 风力发电的特性

风力发电是目前技术最成熟、最适宜大规模开发的新能源利用形式，是微电网中分布式电源的重要类型。由于风力发电系统对风能资源要求高，且风轮运行时对环境会带来视觉和听觉上的影响，风力发电机组通常应用于海岛型微电网和偏远地区孤网运行的微电网中。在城市中，风力发电通常以风光互补路灯的形式出现在园区型微电网中。

风具有随机变化的特性，而风电机组的输出功率与风速的立方成正比，因此风力发电机组的输出功率通常随着风速大幅快速变化。若将大量风电接入电网，将会对电网的电能和电网稳定性产生影响。

并网型风力发电对于电网稳定性的主要威胁一方面是风速的波动性和随机性引起风电出力随时间变化且难以准确预测，从而导致风力发电接入电力系统时存在安全隐患；另一方面是弱电网中风电注入功率过高引起的电压稳定性降低。

风力发电对电网电压的影响主要有稳态电压波动、电压闪变、谐波、电压不平衡、瞬态电压跌落或凹陷等。

3.2 光伏发电的特性

太阳能光伏发电是最具可持续发展特征的可再生能源发电技术之一，是微电网中最主要的新能源发电形式之一，通常以屋顶光伏或地面光伏的形式应用于微电网中。

太阳能电池组件的输出电流与电压之间呈非线性关系。在一定的光照辐射强度和温度的条件下，伏安特性曲线上的任何一点都是工作点。通常，不同的工作点对应的输出功率也不同，但总可以找到一个工作点，其工作电压和电流的乘积最大，此时太阳能电池的输出功率也最大，该点即是最大功率点。在一定的光照辐射强度和温度条件下，太阳能电池所处的工作点取决于所带负载的电阻值，通过改变负载的电阻值便可以改变太阳能电池的工作点。

通常太阳能电池所标明的功率是指在标准工作条件下最大功率点所对应的功率。标准状态指的是太阳能电池组件表面温度25℃，光谱分布AM1.5，辐射照度为1000W/m2的情况。实际工作时，光伏阵列往往并不是在标准状态下，而且温度和光照辐照强度也在不断变化，所以光伏阵列能够达到额定输出功率的时候很少。

太阳能电池组件输出功率与太阳辐射强度及温度等自然条件有关。太阳能电池的输出功率受光照强度的影响明显，光照辐射强度越大，输出功率也就越大。太阳能电池组件输出功率呈现负的温度特性，即当温度升高时，虽然太阳能电池的工作电流有所增加，但工作电压却下降的更多，因此总的输出功率是下降的，所以应尽量使太阳能电池工作在较低的温度下。

太阳能电池的输出功率与日照、温度、负载的变化有关，即其输出特性具有非线性关系。在一定光照强度和环境温度下，光伏电池可工作在不同的输出电压下，但只有在某一输出电压值下，光伏电池的输出功率才能达到最大值，这时光伏电池的工作点就达到了输出功率—电压曲线的最高点，即最大功率点。

3.3 柴油发电机的特性

柴油发电机组是以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动同步发电机发电的电源设备。柴油发电是微电网中可以稳定运行的支撑电源。

柴油发电机具有以下特性：

（1）可以快速自起动和稳定运行；

（2）柴油发电机在接起动指令后一般可在几秒内自起动成功，10秒钟左右加至满载；

（3）柴油发电机组在带功率因数为0.8～1.0的负载，负载功率在0～100%内渐变时可达到：

静态电压调整率： 0.5%；

稳态频率调整率： 1%；

电压波动率：0.15%；

频率波动率：0.5%。

3.4 微型燃气轮机的特性

微型燃气轮机属内燃机，是以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型汽轮机，具有体积小、质量轻、效率高、污染小、运行维护简单等特点，是目前最成熟、最具商业竞争力的分布式电源，也是微电网中主要的电源形式。

微型燃气轮机发电系统具有以下主要特性：

（1）微型燃气轮机以燃料作为一次能源，不受天气和环境的局限，是微电网中重要的电源支撑；

（2）微型燃气轮机调节性能优越，具有节能环保及可实现双模式运行等特点；

（3）微型燃气轮机并网时，总体电能质量较好。

4 结语

本文探讨了微电网中几种主要分布式电源的特性。随着技术的不断进步，可以应用到微电网中的分布式电源种类正在不断增加。比如在海岛上进行微电网建设，则可以将波浪能发电装置或小型抽水蓄能等较新型的分布式电源接入微电网。

参考文献

[1] 汪少勇. 基于分布式电源的微网的设计与运行[J]. 电力自动化设备, 2011, 31(4): 120~ 123.

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【关键词】微电网 经济运行 综述

1 引言

近日，国家能源局《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》，该指导意见的再次引发了社会各界对微电网的关注。微电网是将风力发电、光伏发电、微型燃气轮机和燃料电池等分布式电源，与储能装置、控制装置和负荷结合，能同时提供冷、热、电能的智能化微型电网[1]。

近年来随着环保问题日益凸显，关系国家经济命脉和国计民生的能源电力领域也逐渐开始寻求绿色化、清洁化可持续发展道路。在国家能源战略层面大力推进智能电网建设，国家深化电力体制改革鼓励发展可再生能源，以及分布式发电技术日臻成熟之际，微电网作为风力发电、光伏发电等可再生能源的消纳平台，逐渐成为了人们关注的焦点。然而微电网的推广应用一直以来受到经济性的阻碍，因此微电网的经济运行研究成为微电网能否大规模应用的一个关键因素。

2 微电网经济运行研究现状

对于微电网经济运行的研究，目前世界上尚未有成熟、统一的理论体系，但大多在借鉴传统大电网经济调度原则的基础上，针对具体的微电网作相应研究。

在传统大电网的经济调度领域，由于各水火电机组的耗量特性大致相同，可以利用所谓的“等耗量微增率准则”来对有功负荷进行最优分配，实现电力系统的经济运行；而对于微电网，包含的发电机组多种多样，且各自的耗量特性各不相同，因而无法参照“等耗量微增率准则”进行经济运行，只能参考传统大电网，按照一次能源消耗（或者成本费用）最少的调度准则来进行最优化分析计算。

从数学上讲，传统大电网的经济运行，即常规水火电机组间有功负荷的最优分配

问题是一个非线性规划问题[2]：

在满足等约束条件和不等约束条件：

的前提下，使目标函数： 为最优。上述式子中，f、g分别为等约束和不等约束条件，C为目标函数；x、u和d分别为状态变量、控制变量和扰动变量。

微电网的经济运行问题也属此类问题，但由于微电网中各可再生能源机组的耗量特性大相径庭，导致了其在研究过程中的一些“个性”。下面从微电网经济运行研究的技术方面，简要总结目前的研究现状。

2.1 目标函数

目标函数方面，传统大电网的经济运行通常以系统全局经济效益最优，即全系统一次能源消耗最少或全网有功网损最少为目标函数；而对于微电网的经济运行，目前大多数研究以微电网的运行成本最少为目标函数，即：

式中F为微电网在一日之内的运行成本，具体包括燃料成本、运维成本、初始投资折旧成本、污染物治理成本以及并网型微电网与大电网的电能交易成本等等，都是关于各可再生能源机组有功出力Pi的函数。各类研究选取的理论依据各不相同，因而可能各种成本函数也不尽相同，选取的成本模型越精确，就越能准确的用来描述表达微电网的运行成本。

2.2 等约束条件

与传统大电网的经济运行一样，等约束条件主要考虑微电网系统的有功功率平衡。

2.3 不等约束条件

与传统大电网的经济运行一样，不等约束条件中需要考虑潮流约束和各机组的有功出力约束，除此之外微电网经济运行的不等式约束还需考虑相关机组有功出力的爬坡率约束、与大电网相连的联络线功率约束以及储能装置约束等。这些约束条件限制着上述目标函数，即非线性规划问题的求解范围。

2.4 求解算法

微电网的经济运行是一个非线性规划数学问题，此类问题的求解方法多种多样，传统的方法有优先顺序法、动态规划法、拉格朗日松弛法等，这些方法各有缺陷，因而出现了一些例如遗传算法、粒子群优化算法、混沌蚁群算法、小生境算法[3]等新型优化算法及其改进算法，均已在世界各国学者的研究中得到了广泛应用。

上述典型非线性规划问题，是研究微电网的经济运行问题时参照大电网的经济运行研究思路得出的，也是目前大多数学者采用的研究方法。也有一些学者基于概率与数理统计理论，提出了微电网经济运行的概率数学模型[4]，从另外一条途径解决了微电网的经济运行问题。

3 结语

本文通过总结目前大多数研究采用的非线性规划数学模型，简述了微电网经济运行的研究思路。随着微电网参与的电力市场机制逐渐完善，微电网的经济运行研究中考虑的因素将逐渐丰富，因而不管是数学模型，还是求解算法都将亟待得到改善，以更加贴近工程实际。

参考文献：

[1]王成山，.分布式发电、微电网与智能配电网的发展与挑战[J].电力系统自动化，2010，34（2）：11.

[2]陈珩.电力系统稳态分析[J].中国电力出版社，2005：181.

[3]王新刚，艾芊，徐伟华 等.含可再生能源的热电联供型微网经济运行优化[J].电力系统自动化，2011，35（8）：22-27.

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关键词：电动汽车；逆向工程；3D打印

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）09-1748-03

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.09.037

Agricultural Micro Modelling Structure Design and Improvement of the Electric Vehicle

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

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

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

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

近年恚逆向工程作为产品开发设计的一种手段，得到了快速发展和广泛应用。逆向工程是将实体转换为数字化模型的一门技术，它利用反求得到三维实体的数字模化型[1]。逆向设计具有强大的数据处理功能，对复杂曲面设计优势显著，正向设计在实体建模中有强大功能。因此，可以运用基于Artec Studio、Geomagic Studio和Croe 2.0软件的正逆向混合建模方法来实现对产品的造型设计[2]。为了保证其在修复后的美观性，可以结合实验室现有的设备资源，即逆向扫描设备、3D打印设备，来实现磨损或破损部位的弥补。农用微型电动汽车在实际的生产装配过程中，由于本身的材料强度限制和人为装配等因素造成方向盘套筒的磨损破损。本研究采用逆向工程技术结合3D打印技术对破损部位进行改进，以期达到结构完整的效果。

1 正逆向设计的建模方法在电动汽车方向盘套筒位置处的设计

运用三维扫描仪获得方向盘套筒的外观轮廓的点云数据，然后对点云数据进行处理，最后对数据模型导入正向设计软件中进行正向设计，具体的设计方法、建模方法与前脸的造型设计相似[3]。

首先，利用Artec扫描仪得到的点云数据，在Artec Studio软件中生成sproj格式的文件，将文件另存为OBJ格式导入到Geomagic Studio软件中进行数据处理。Geomagic Studio软件数据处理的主要过程包括：清除外噪点、数据精简、网格医生、光顺曲面和生成曲面等。然后再根据实际的安装要求和尺寸要求进行正向设计，以保证模型无间隙装配[4]。最终经过处理和设计，得到包裹方向盘套筒的模型，如图1所示。再应用实验室现有的大型3D打印机设备，把设计出的模型打印出来。然后拿到现场去进行实体装配，此模型对磨损的方向盘套筒起到了很好的修复作用，使外表看起来更加美观。现场装配后的结果如图2所示。

2 正向设计结合3D打印技术在电动汽车脚刹处的设计

3D打印技术的发展和出现，加速了汽车的多元化、智能化发展。目前，3D打印技术在汽车设计整个流程中的应用主要包括概念模型开发、功能验证原型制造、工具制造及小批量定制型制成品的生产四个阶段。3D打印技术为指导电动汽车的研发及其生产提供了巨大的支撑作用。

3D打印技术亦称快速成型技术，是一种基于离散、材料堆积成型技术，其涉及到数控技术、CAD技术、激光加工及材料科学技术。3D打印技术实现了从零件到三维数字化模型的快速制造。根据材料和成型方式的差异，可分为立体光固化成型法（SLA）、熔融沉积成型法（FDM）、分层实体制造法（LOM）、选择性激光烧结法（SLS）和三维印刷系统法（TDP）。

以上方法中，FDM成型法具有制造出模型强度较高，与实际零件的相似度高，并且成本较低、后期处理简便。而本研究设计的零件体主要用于现场零件的辅助装配，所以采用FDM的熔融沉积成型法更为合理。FDM工艺过程一般选择热塑性材料，如ABS等材料。当喷头被加热到一定温度时，材料被熔化成丝状，喷头沿着零件二维截面轮廓线进行轨迹运动填充，材料在空气中迅速凝固与周围材料凝结在一起。

2.1 电动汽车脚踏板空间结构设计

由于电动汽车脚刹在有限的活动空间内，拆卸和组装都比较复。考虑到前脸和脚刹的装配关系，就装配顺序而言，最好的装配顺序是先装配脚刹，然后再装配电动汽车的前脸。考虑到脚刹和前脸在装配时会产生相应的误差，所以在前脸的外壳上没有设计脚刹行程的豁口，而是在装配前人工切割行程豁口。这样的装配顺序就会产生一个问题，即电动汽车前脸的脚刹自由行程处，会产生一个长条形的豁口[5，6]。如果不加以处理，会影响电动汽车前脸的结构强度和美观，因此必须对条形豁口进行相应的强化处理和美观处理。

脚刹踏板连接板的厚度为5 mm，车辆使用过程中，脚刹的运动行程为142 mm，所以前脸的脚刹豁口长度至少大于142 mm。然而由于脚刹的装配顺序优先于前脸的装配，因此条形豁口需开到前脸的底端，如图3所示。竖直方向上的中心线为前脸与脚刹发生滑行的平面，水平方向上的中心线为车架底盘的上表面。考虑到脚刹本身的制造误差和装配误差，以及脚刹安装到车架结构上的装配误差和前脸在整车上的装配误差，留出足够剩余量，条形豁口的长度为250 mm。由于脚刹连接板厚度为5 mm，同样考虑到以上的误差和余量，豁口的宽度设为20 mm，最终设计的条形豁口尺寸为250 mm×20 mm。

2.2 电动汽车脚踏板辅助元件设计

脚刹条形豁口可以采取覆盖的方式进行美化，同样结合实验室现有的资源进行设计处理。根据条形豁口的尺寸及位置关系，运用三维设计软件设计微型的辅助原件（图4）。

由于脚刹板厚度为5 mm，考虑到其运动行程的左右偏移量，在其中心两个方向上各留3 mm的运动余量，最后其辅助元件的宽度为12 mm。设计之初，应考虑辅助元件的可装配性和可拆卸性，所以采用两个相同的辅助元件进行拼接装配。由于零件本身的制造误差和装配误差的影响，此次设计的辅助元件的行程为115 mm。考虑到材料本身的属性和结构强度，辅助元件的最大厚度为4 mm，靠近两侧部位的厚度为2 mm，部分位置进行倒圆角，辅助元件的总长和总宽尺寸为142 mm×70 mm。最后设计出的零件详细工程结构尺寸，如图5所示。然后运用3D打印技术对辅助零件进行快速制造，对打印出的零件进行装配。

辅助元件与前脸的固定方式可以有两种：第一，用ABS塑料胶水对两个零件进行黏合，具有较高的强度和耐腐蚀性；第二，可以用紧固螺钉直接固定两个零件。ABS塑料胶水广泛用于各种塑料以及有机玻璃等物体的黏合。ABS胶水具有操作简单、室温下固化、黏合性高、无毒等优点，并且具有耐水、耐寒、耐热、耐腐蚀、耐油污等特性，所以采用黏合的方式，同样能保证连接的可靠性和耐久度。

电动汽车在长久的使用过程中，电机和电气控制系统难免会发生故障，所以为了便于维修和更换部件，需要保证前脸的可拆卸性。如只采用ABS黏合的方式进行装配，在后期控制系统或电机等发生故障时，很难进行前脸拆卸。在实际生产的装配中，最好的装配方式是采用螺钉进行连接固定，由于辅助元件本身材料具有一定的柔性和韧性，可以直接在厚度为2 mm的凸台上用自攻螺钉快速固定。脚刹条形豁口如图6所示，现场的装配效果如图7所示。在装配辅助元件的过程中，要保证脚刹连接板的两侧分别有3 mm的装配余量。需要调试脚刹的行程，检查在脚刹连接板在运动过程中是否与辅助元件发生干涉，从而保证在踩下减速踏板时，其在条形豁口中自由运动，无干涉情况发生。辅助元件装配后，条形豁口的尺寸为230 mm×12 mm，脚刹减速器连接板的厚度为5 mm，所以两侧分别有3 mm的自由余量，从而保证了无运动干涉。最后装配的效果中规中矩。该设计在经过车辆的实践运行检验中，既保证了结构的使用强度，又在一定程度上满足了美学特性[7]。经过实践的检验，证明了该处设计的可行性和合理性。

3 小结

农用微型电动汽车在实际的生产装配过程中由于本身的材料强度限制和人为装配等因素，造成方向盘套筒的磨损破损。考虑到拆装维修和装配顺序，本研究采用逆向工程技术结合3D打印技术对破损等部位进行改进，从而保证了结构设计的合理性和可行性，同时也达到了电动汽车的美观效果。

参考文献：

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[5] 北京兆迪科技有限公司.Creo2.0曲面设计教程[M].北京：机械工业出版社，2013.

篇5

关键词：微机保护；线路保护；精度；抗干扰

中图分类号：TP371文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)22-820-03

Compare of Several Types of Computer Relay Protect

LU Zi-jun

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

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

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

1 引言

微机型继电保护由于具有功能强、维护调试方便等一系列优点，自问世以来就受到普遍重视与欢迎，近年来更是在国内外得到广泛应用。由于输电线路保护在继电保护中具有重要地位，且随着超高压、长距离输电线路的发展，对输电线路保护的功能提出了更新更高的要求，加之输电线路保护本身具有的复杂功能和逻辑，使微机保护在输电线路保护这一领域获得了广泛应用。本文结合自身体会，对国内常用的几种微机型线路保护装置的一些特点进行了分析与比较，主要侧重于功能和性能方面的探讨。这里主要介绍的保护装置是南自PSL640 型线路微机保护和南瑞继保推出的 RCS-9611-C 型线路保护装置。另外还提及北京四方 CSC-211 系列数字式保护测控装置和许继 WXH-820 线路保护装置，以进行更好的比较分析。

2 功能

各型号微机保护装置能实现的保护功能介绍：

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这些保护功能大部分是现代微机保护装置的基本配置，如过流保护，定时限，反时限等，它们的概念限于篇幅在这里不再叙述。但是在实际情况下，某些保护装置或系列的某些型号可能会根据现实情况只配备某些功能。比如许继的 WXH-821 过流保护只设定了两段过流保护的功能。

PSL640 和 RCS9611 微机保护的电流保护主要性能包括：设置了三段全相运行时投入的电流保护。各段零序保护的方向元件均可由控制字整定投入或退出；重合加速全相运行零序保护三段亦可由控制字投入或退出；后加速时间有一定的范围。除设有定时限过流元件之外，还设有反时限过流元件。反时限保护元件是动作时限与被保护线路中电流大小自然配合的保护元件，通过平移动作曲线可以非常方便地实现全线的配合。常见的反时限特性解析式大约分为三类，即标准反时限，非常反时限，极端反时限。装置中反时限特性由整定值中反时限指数整定。选择哪一条反时限特性曲线完全取决于负荷特性和与其他相邻继电保护相配合。反时限特性特别适用于保护直配线、变压器、电动机以及低压配电线路，尤其是在线路有分支线，且分支线用高压熔断器保护时具有更优秀的保护特性。

在我国，对于重合闸装置的基本要求是能确定故障相，能检无压或检同期，在故障后经一定延时重合，且只重合一次。PSL640 的综重元件靠软件来实现了以上功能。通过控制字KG2.0 和 KG2.1 可选择重合闸的方式、不检方式、检无压方式检同期方式。保护动作后重合闸如果导致故障原因仍存在第一次重合不成功将再次跳开断路器，允许经过一段较长延时等故障处绝缘建立后再二次重合闸。由于运行要求的不同，我国不采用多次重合闸，（许继、四方、南瑞都没采用）但对于无人值班的变电所还是多次重合闸更具优势。瞬时重合闸和多次重合闸对断路器的性能提出了更高的要求。

在故障录波或者事叫件顺序记录(SOE）功能上，PSL640 可记录的模拟量为 Ia ，Ib， Ic ，3I0 ，Ua ，Ub，Uc， Ux，I0c可记录的状态量为断路器位置,保护跳闸合闸命令。为避免因系统扰动使保护频繁启动,导致存储不需要的数据,本装置录波数据仅当保护动作后才存入 Flash Memory 中，掉电保持。否则本次数据只保存在RAM 中,掉电不保持。可被PC机读取可记录的录波报告为8至50个，可记录的事件不少于40次，数据存入Flash Memory 中。RCS-9611可保存最新64次动作报告，最新256次 SOE 变位记录报告，最新64次用户操作记录报告，最多8次故障录波报告（每次故障录波时间最长15 秒）。而 WXH-820 系列 FLASH 则可存最多最近发生的200份报告，且分两个菜单，可实现查看报告和擦除报告功能。

保护装置面板都配置有通讯接口，可接PC机进行人机对话操作，便于调试与分析。通讯接口主要有SCI标准RS232接口，RS485接口，以太网口，光纤接口。有些厂家提供接口类型和数量的选择，而且在接口的设计上也不尽相同。如RCS9611系列可以提供双以太网口的标配，（一般装置都提供双网口的标配是因为一旦一个网口失效可以有被用）也可以提供三个以太网口，而且网口可以通过控制字分别或同时设成支持串口的 modbus 通信规约。

我们由表格可以看出南自、南瑞及四方的微机保护装置提供的功能比较完备，许继的WXH820系列也很优秀，但是在功能上略有欠缺。各型号都在实际电力运行中稳定有效的发挥各自的作用。

3 主要性能指标

表1 性能指标

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由于国家规约的相关规定，这些性能指标都能达到一定的要求，尤其是测量回路的误差四款产品都在相同的范围内。但在保护回路的精度方面各款产品所能达到的精度却不一样。一般来说，误差越小的产品精度越高，且运行的灵敏性也越高，产生误动的几率也越小，这样对电网的运行来说就越安全。

上表中，南瑞产品中的频率误差相对也较低。频率测量的精度会直接影响到装置的如低周保护等功能实现的准确性。所以在这里略微探讨一下保护装置的里运用的测频技术。我们知道常用的直接测频方法主要有测频法和测周期法两种。一般对于低频信号采用测周期法，对于高频信号采用测频法，因此测试时很不方便，所以出现了等精度测频方法。不同厂家使用的测频技术也影响了装置的频率精度。南自PSL640 在 CPU 的选用上选择了内置测频模块（时间处理单元 TPU ）的芯片，因此不需要占用给多的CPU资源进行测率的处理，而且精度也可以得到保证。而南瑞 RCS9611 则选择使用基于 FPGA 的高精度频率测量手段。因为在快速测量的要求下，要保证较高精度的测频，必须采用较高的标准频率信号；而单片机受本身时钟频率和若干指令运算的限制，测频速度较慢，无法满足高速、高精度的测频要求。采用高集成度、高速的现场可编程门阵列 FPGA 为实现高速，高精度的测频提供了保证。而且既然 FPGA 和 DSP 同样可以完成对转换成为数字信号的模拟量信号的处理，那我们可以了解一下不同厂家的微机保护装置的硬件架构设计。

4 硬件架构

通常，保护装置采集的模拟量信号（电压、电流）通过AD转换后，需要经过数据处理以使 CPU 可以进行进一步运用。通常，我们可以采用的架构 AD+DSP+CPU 的架构。PSL640 所采用的架构是 AD 加 CPU。他们所选用的AD是14位的 AD7865，AD的位数也直接关系到装置的测量精度。CPU为 MOTOROLA 的MC68332。最高工作频率已达25MHz. TPU是MC68332最具特色的模块之一。它有自己的执行单元、3级优先级控制器、数据 RAM、双定时基准和微程序 ROM 等。它可独立于CPU之外 ，执行各种定时、脉冲生成、电机（特别是步进电机）控制、频率测量等与时间有关的操作，可大大减轻 CPU 的负担。MC68332 的 TPU 模块可外接16路频率输入输出。

RCS9611C 则采用的是 AD+FPGA+CPU 的架构。由 FPGA 完成对采集新数据的处理，而且还可以满足高速高精度的测频要求。他们选用的AD是位数相对较高的16位AD8696，FPGA选用的是Lattic的ispMACH4128V.CPU采用的是32位的Intel的IXP420.工作频率最高达533MHz.

而许继则采用单CPU的设计。采用16位的 AD 加32位DSP。DSP 是TI公司经典的 TMS320C32.

5 结构差异及抗干扰

两种微机保护均采用一体化机箱，面板上设有液晶显示屏和控制按钮，正常运行时可以从液晶显示屏上读出各相电压、电流有效值，并且可以显示日期等信息。保护动作前后的电压、电流及各部分的动作过程都记录在事件报告中，供运行人员查阅。而且机箱采用全密闭，防水、防尘、抗振动的设计，确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。所不同的是两者对保护装置内部结构具有很大的差异。

我们知道微机型继电保护装置一般由五个主要部分组成，分别是模拟量采集系统（或叫数据采集系统），微机系统，开关量输入输出系统，人机对话接口回路及电源。这几部分分别对应到保护装置的相关插件，并通过插槽将各部分组合在一起以实现各保护功能。PSL640采用的结构是将包括微机系统主板在内的插件都集中插到一块面板上，面板再与显示板相连接。南瑞继保RCS9611C 将微机系统与显示频都集中到一个 PCB 板子上，再另加一块插槽板紧贴主板。我个人觉得这种设计减少了从采集板到CPU板的走线长度，保证了信号完整性的要求。此外，RCS9611C 的设计考虑了不同的插件选配功能，这是其他保护装置所没有的。该装置通过另外一种出口插件（OUT）和带压力接口的操作回路插件（SWG）提供了三种不同的插件选配方式以适应不同的运行场合。

装置的抗干扰需要通过很多方面协同完成。比如走线的设计，元器件的布局，接地的处理等等。在这里就具体装置提供一点参考。

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如图，这是 psl640 信号采集板正反面的设计，因为采集板上以强电信号线为主，强电流产生的磁场很强将对信号采集板旁边的弱电板产生较强干扰，所以必须对辐射这块板子采取有效的屏蔽措施。不仅如此 Psl640 将采集板四周用地线环绕，并巧妙的用连接立柱把屏蔽金属板与机壳地相连，并在反面将所有的地连接在一起。另外采集信号线采用明线，这些措施有效减少了磁场的辐射和对有用信号的干扰。

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而从 RCS9611c 的设计上，可以看到子板上同样有金属壳屏蔽，但似乎并未将板子用地线环绕，而是直接将金属屏蔽固定并连接至机壳，这样便与机壳地联接从而达到有效屏蔽干扰的而目的。

6 控制与逻辑

各项控制功能是由压板加控制字来实现的。每个控制字由16位二进制数来表示，若置“1”则投入该功能，置“0”则闭锁该功能。这些控制字作为定值的一部分，确定了保护的功能。保护定值中控制字标*表示该控制字有对应的软压板。软压板可以通过后台投退；亦可在就地通过“软压板修改”菜单逐项投退。只有控制字、软压板状态（若未设置则不判）、硬压板状态（若未设置则不判）均有效时才投入相应保护元件，否则退出该保护元件。南瑞的还提供有系统定值供16 个可使用的保护定值区。

值得一提的是国外有一款 SEL-321 的控制与逻辑功能是通过一种名叫 SEL-logic 的逻辑表达式来表示的。该保护的每段保护区、振荡闭锁元件和各项内部固定逻辑(如手合故障线路等)都有固定的逻辑变量与之相对应，还可以人为设置一些逻辑变量，这些逻辑变量与逻辑运算符配合构成了逻辑表达式，从而大大丰富了保护功能提高了保护灵活性，可以适应不同的保护要求，这可以说是 SEL-321 独具特色的一项功能。

7 结束语

通过以上的对比与分析，我认为这几套微机保护各有其特色和优势。其中 RCS9611C 在保护功能的全面性、精度方面略显突出，设计比较新颖。PSL640 的设计结构明了，各项功能更容易实现。而其他两种保护也各有其独特之处。由于国内继电保护行业的竞争趋于激烈，几种保护在原理和性能上有些差异，应该从实际出发，相互学习，取长补短，丰富、完善并开发出新的保护原理，进一步提高保护的精度。同时通过对这几种保护的对比与分析，更加深了对微机保护基本原理的理解，开阔了眼界，活跃了思维，这对于我们研究继电保护的学生或是工作者都是大有裨益的。

篇6

关键词:卫星通信地球站; 电动机; 俯仰阻力矩; 方位转动; 极化

中图分类号:TM307 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)13-0034-02

Selection of Diver Motors of Satellite Communication Earth Station

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

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

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

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

0 引 言

卫星通信地球站是设置在地球上能通过卫星传输信息的微波站。设立在固定地点的地球站叫做卫星固定地球站,简称固定站。设置在车、船、飞机上,可以在移动中通过卫星进行通信的地球站叫作卫星移动地球站,即通常说的动中通[1-3] 。可以移动,但是通过卫星进行通信是在某一固定地点进行的地球站叫作静中通[4] 。而便于携带的静中通叫作便携式卫星地球站,简称便携站。

众所周知,天线是卫星通信地球站系统中最主要的设备之一[5] 。无论是何种卫星通信地球站天线,通常都包括方位、俯仰和极化三个转动部分,相应地,要实现自动对星就需要三个电动机。电动机的选择需根据转矩、转速、转动加速度、精度和伺服控制等的要求来综合考虑,其涉及到机械、电子、天馈和控制等方面的知识,而且电动机的种类繁多,所以选择合适的电动机至关重要且难度较大。

1 选择驱动电动机需考虑的因素

1.1 转矩

电动机经过减速增矩(需考虑传动系统的效率)后的输出转矩应大于最大阻力矩且有一定的裕量,通常为20%～50%。这里的阻力矩对方位来说主要是摩擦力矩,对于动中通还需根据控制要求满足一定的转动加速度要求,所以必须考虑惯性力矩,如果没有天线罩则阻力矩还要考虑风力矩,而对于俯仰阻力矩还有重力引起的阻力矩通常是最大的。对方位阻力矩通常只考虑摩擦力矩即可。

1.2 转速和转动加速度

对固定站(包括静中通、便携站)天线,通常要求在满足力矩和传动系统响应时间的条件下,转动平稳即可,一般转速为零点几度到两三度每秒,对转动加速度无特殊要求。对动中通天线通常需根据一定的控制策略确定转动速度和转动加速度。

1.3 精度

对固定站(包括静中通、便携站)天线,方位、俯仰角的精度一般不应超过-3 dB波束宽度的1/10,极化角精度不应超过0.1°;对动中通,方位、俯仰角的精度┮话悛不应超过-3 dB波束宽度的1/7,极化角精度不应超过0.1°。所以需根据方位、俯仰和极化角要求的精度,并考虑传动系统的回差和成本等因素来综合确定电动机的精度。

2 卫星通信地球站天线驱动电动机的选用

2.1 固定站天线驱动电动机的选用

对固定站天线,因方位和俯仰力矩均较大,其传动系统功率大、体积大、质量大、控制规律复杂,所以可以选择交流异步电动机通过大的减速比减速增矩,再配以高精度的位置传感器[6] 。而极化传动系统相应的功率小的多,所以可以采用单相交流同步电动机。其在天线伺服系统中运用具有速度快、精度高、控制灵活等优点[7] 。而且交流同步电动机是一种恒速驱动电动机,其转子转速与电源频率保持恒定的比例关系,故控制简单,但需配合价格较高的编码器使用,因此,虽然小功率交流同步电动机价格在百元以下,但整个极化传动系统的成本较高。笔者认为,可改为开环控制的步进电动机,国产0.5 nm左右的步进电动机加驱动器几百元左右,其细分数可达256,因步进电动机无积累误差,所以,即使丢失几步,也完全可以满足要求。对特殊的用户,例如,航天恒星空间技术应用有限公司给中国移动制作的2.4 m固定站,因中国移动要求该地面站在发生大的自然灾害而交流电供应中断时要立刻通过电瓶为固定站的正常工作供电,所以该固定站天线的方位和俯仰电动机均选择直流力矩电动机,极化电动机选择有刷直流电动机。

2.2 静中通天线驱动电动机的选用

控制电动机是伺服控制系统的动力部件,它是电能转化为机械能的一种能量转换装置。由于其可在很宽的速度和负载范围内进行连续、精确的控制,因而在各种机电一体化系统中得到了广泛的应用[8] 。控制电动机包括交直流伺服电动机、步进电动机等。所以,原则上这些控制电动机均可以用在静中通天线的方位和俯仰传动系统中,但选择伺服电动机时需注意:虽然与交流伺服电动机相比,直流伺服电动机的机械特性和控制特性均为线性,可以在大范围内平滑地调速,启动转矩大,单位容量的容积小,重量轻,但直流伺服电动机换向器和电刷的接触可靠性差,易产生电火花对无线电产生干扰[8] ,而地球站是典型的无线电通信产品,所以,需特别注意。同上分析,其极化电动机可以选用小功率交流同步电动机或步进电动机。

2.3 便携站天线驱动电动机的选用

尽管与伺服电动机相比,步进电动机的控制精度、低频特性、矩频特性、过载能力、运行性能及速度响应性能等均较伺服电动机差,但步进电动机可采用开环控制,不需要光电编码器之类的位置传感器,因此控制系统的价格较低[9] 。而且以步距角较大的两相混合式步进电动机为例,一般步距角为3.6°,1.8°,如果采用256细分,则每个脉冲电动机最大转过0.014°,加之一般便携站为减轻重量、缩小体积,方位和俯仰传动通常采用高精度行星齿轮减速机减速增矩,所以实际上方位和俯仰传动系统的输出精度会更高。因此,在便携站天线中,一般选用步进电动机作为方位和俯仰的驱动电动机[10] 。极化部分因阻力矩较小,所以可以选用调速性能良好的微型直流调速电动机或小型步进电动机

2.4 动中通天线驱动电动机的选用

直流力矩电动机属于低速伺服电动机,通常使用在堵转或低速情况下。其特点是堵转力矩大,空载转速低,不需要任何减速装置可直接驱动负载,过载能力强。大机座号电动机一般呈薄环结构,长期连续堵转时能产生足够大的转矩而不损坏。该电动机可作为位置和低速随动系统中的执行元件,不用齿轮而直接驱动负载,既消除了齿隙又缩短了传动链。直流力矩电动机作为执行和伺服驱动元件,具有高精度、高耦合刚度、较高转矩/惯量比、高线性度、直接驱动负载及低速运行等特点因而提高了系统的稳定性及静态、动态控制精度[9] 。所以,在对重量、外形尺寸、控制功率都有一定限制而又要求快速响应、较高的速度精度、加速度及位置精度的动中通天线伺服系统中,一般选用直流力矩电动机作为方位、俯仰和极化传动系统的驱动电动机。

3 结 语

综上所述,卫星通信地球站天线中驱动电动机的选用需根据转矩、转速、转动加速度、精度、伺服控制和系统等要求综合考虑。

(1) 固定站天线选用的俯仰电动机和方位电动机,针对电瓶用户,可使用异步交流电动机或直流力矩电动机,选用的极化电动机,针对电瓶用户,可使用单相同步交流电动机或有刷直流电动机;

(2) 静中通天线选用的俯仰电动机和方位电动机,可使用步进电动机或伺服电动机,极化电动机可使用单相同步交流电动机;

(3) 便携站天线选用的俯仰电动机和方位电动机,可使用步进电动机,极化电动机可选用微型直流调速电动机/步进电动机;

(4) 动中通天线选用的俯仰电动机、方位电动机和极化电动机都可选用直流力矩电动机。

上述结论对卫星通信地球站天线驱动电动机的选择有一定的指导和借鉴意义。

参考文献

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篇7

关键词：字体设计 创造性思维 兴趣 环境 想象

字体设计是实用美术专业课的基础课程，而设计课要发挥作用，就要了解、尊重学生的思维表现特点，要适时的 “点击”学生的创造性思维。在这里我提一些个人的建议：

一、关注身边的问题。

字体设计需要创造性思维，创造性思维是在一般思维的基础上发展起来的，它是后天培养与训练的结果。卓别林为此说过一句耐人寻味的话：“和拉提琴或弹钢琴相似，思考也是需要每天练习的。”因此，我们可以运用心理上的“自我调解”，有意识地从几个方面培养自己的创造性思维。

（1）生活化，选择的课题要能直接引发学习兴趣，因此字体设计题要有较强的生活感，富有生活情趣，能使学生产生联想。如在学生军训结束后，我立即上了“军训”一课字体设计，因为军训生活给许多学生留下深刻印象。这节课作业很成功，同学们用到了军帽、皮带、哨子等形象的图案，设计的思路一下随生活实践被拓宽，想象力和创造意识大大增强。

（2）趣味化，在疑问中引发生动有趣的教学语言，能使学生“耳醉其音，心醉其情”，像磁铁一样吸引他们去追求美好的意境。充满激情的、生动形象的、具有优美节奏感的语言定能把课上的情趣盎然。

二、营造创意的环境。

广告班教室应突出其特征，突出美。有条件的话可以采取固定布置和临时布置相结合。固定布置即在教室的周围有意摆放一些精美的工艺品，张贴一些富于想象的绘画作品等，让学生置身于良好的创新环境中，感受到浓浓的艺术氛围，培养创新意识。临时布置则是专门为某堂课的内容而临时摆放的，如在教学设计字体“泥塑”中，教师可在课前准备一些富于想象的泥塑作品，陈列在中间，为学生的创造提供一定的思路。构思时可以交流，每一幅作品完成一部分或结束前有一定时间交流，产生链式反应，使一种新想法能激起更多的观点。小组交流观摩使课堂教学动中有静，静中有动，课题常规活而有序，“形散而神不散”，学生轻松设计，在交往中创新思维，创造意识得到多向发展。

三、展开“幻想”的翅膀。

爱因斯坦说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”爱因斯坦的“狭义相对论”就是从他幼时幻想人跟着光线跑，并能努力赶上它开始的。世界上第一架飞机，就是从人们幻想造出飞鸟的翅膀而开始的。幻想不仅能引导我们发现新的事物，而且还能激发我们作出新的努力，探索，去进行创造性劳动。

设计课前，我经常准备一些小文章启发学生，从文章中找到感触最深的词语，进而展开联想与想象，展开多种思维方式，比如我们思考“砖头有多少种用途”。我们至少有以下各式各样的答案：造房子、砌院墙、铺路、刹住停在斜坡的车辆、作锤子、压纸头、代尺划线、垫东西、搏斗的武器等等。

总之，创造力是人人都有的，只有将隐藏在学生身上的宝贵资源积极开发，才能培养出真正具有创造性思维的人才。

参考文献

[1]吴敏，汉字思维与广告设计[D]，北京服装学院，2010年

篇8

为加快农村文化基础设施建设步伐，**镇专门出台了农村文化基础设施建设实施意见。镇党委把村级文化大院建设列入开展深入学习实践科学发展观活动为群众办的实事之一，要求各村在年内按照标准全部建成。同时，建立以镇长为第一责任人的领导小组，每月召开一次例会，听取文化大院建设情况汇报，及时研究办法、解决难题，并在5月、9月、12月，分三次对村级文化大院按照建设类别考核验收。

这是**县加快农村文化基础设施建设的一个缩影。

不久前，全国乡镇综合文化站建设工作会议指出，加强镇综合文化站建设，为广大农村群众提供基本的文化设施、场所和服务，是完善公共文化服务体系，推进社会主义先进文化建设的重要举措；是统筹城乡文化发展，维护广大农民群众基本文化权益的必要手段；是提高广大农民群众思想道德和科学文化素质，推进社会主义新农村建设的重要环节。

在学习实践活动中，**县委、县政府把统筹镇村文化设施建设，20*年底建成4处国家级乡镇综合文化站，两年内全部实现镇有综合文化站、村有文化大院、社区有文化中心作为为民办的10件实事之一，各镇及有关部门结合工作实际，开拓了有针对性的农村文化基础设施建设的新思路，进一步加快了建设速度，奏响了农村文化基础设施建设“三部曲”。

从精心选址到挂牌成立，演绎优美的“华尔兹”

2009年是农村文化基础设施建设的关键年，我县将农村文化基础设施建设视为全年文化工作的头等大事，在20*年已建成索镇、**、新城等四处综合文化站基础上在全县范围内全面铺开。

综合文化站如何选址？怎样做好规划设计？怎么建？

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关键词：电动机；维护；监视

随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，电动机的应用已深入到人们日常生活的各个方面，这也使得电动机在使用、保养和维护方面也越来越重要。虽然电动机应用广泛，种类繁多，性能各异，分类方法也很多，但其运行与维护基本一致。本文主要介绍了电动机运行和维护的方法。

一、电动机的启动

1.新安装或长期停用的电动机在启动前的检查

（1）电动机基础是否稳固、螺丝是否松动、轴承是否缺油、电动机接线是否符合电压等级的要求、绕组绝缘是否符合要求（不应小于0.5MΩ）等。（2）熔丝的额定电流是否符合要求、启动设备的接线是否正确、启动装置是否灵活有没有卡住现象、触头的接触是否良好等。（3）电动机和启动设备的金属外壳是否可靠接地。

2.经常使用的电动机在启动前的检查

（1）用验电笔检查三相电源是否有电、三相电压有无过低情况（不低于340V）。（2）熔丝有无损坏、安装是否可靠。（3）联轴器的螺丝和销子是否紧固、皮带连接处是否良好、皮带松紧是否合适、机组转动是否灵活、有无摩擦、卡住、窜动、不正常的声音。（4）机组周围有没有妨碍运行的杂物或易燃物品等。

3.启动电动机时的注意事项

（1）操作人员应检查自己的服装以防止卷入旋转机械、机组近旁不应有人。（2）拉合刀闸时操作人员应站在一侧防止电弧烧伤、拉合闸动作应迅速果断。（3）使用双闸刀启动、星三角启动器或自耦减压启动器时，必须遵守操作顺序。（4）几台电动机共用一台变压器时，应由大到小一台一台地启动。（5）一台电动机连续多次启动时（连续启动一般不宜超过3～5次），应按规定保留适当的间隔时间，防止启动设备和电动机过热。（6）合闸后如果电动机不转或转速很慢、声音不正常时，应迅速拉闸检查。检查的顺序和内容包括：电源是否有电、熔丝是否烧断、电动机引线是否断裂、负载是否过重、被带动的机械是否出故障、电动机绕组是否断线或短路、转子是否断条等。

二、电动机在运行中的监视

1.电流的监视

电动机在运行时，注意从电流表上观察电动机的电流是否超过额定电流及三相电流不平衡程度。当环境温度为40℃时，电动机的电流不得超过额定电流；如果环境温度高于40℃时，则必须减少电动机的负载，从而降低电动机的工作电流；如果环境温度低于40℃时，则可以适当增加电动机的负载。如果电动机的工作电流长期超过额定值或三相电流不平衡度超过10%，说明电动机有故障必须及时排除。

2.电压的监视

电源电压过低、过高或三相电压不平衡都会引起电动机过热甚至烧毁。按规定电压偏差不大于±5%，如果大于此值则应调整负载或与供电部分一起解决，若是电压过低，则应使部分不太重要的负载在电压过低时停止运行。另外，由于三相负载不平衡也会造成三相电压不平衡，从而引起电动机的发热，因此要求三相电压中的任意两相的电压差值不得超过5%。

3.电动机温升的监视

电动机运行后温度会逐渐升高，但不应超过规定的允许温升（一般不超过60℃）。当电动机的接线有错误、一相绕组接地、两相绕组短路、单相运行、定子绕组间短路、通风不良、负载过重、电源电压过高或过低及三相电压严重不平衡时，都可能造成电动机的温升过高，这样会使绝缘材料加速老化而缩短电动机的使用寿命（绝缘材料的绝缘等级允许极限温度如下表）。因此，监视温升是监视电动机运行状态的直接可靠的方法。

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监视温升最简单可靠的方法是用手摸。用手背面试摸电动机的机壳和轴承端盖处，如果感到很烫手则说明电动机已经过热了（滑动轴承温度不应超过70℃；滚动轴承温度不应超过80℃）。另外一种方法是在机壳上滴几滴水，如果只见热气而没有声响，说明电动机没有过热；如果既冒热气又可听到“咝咝”的声音，说明电动机已经过热。如果想准确知道电动机的温度应使用温度计测量。

4.电动机出现故障的常见现象

电动机在运行过程中可以通过听、看、摸、闻等出现的现象来判断是否出现故障，做到及时发现，及时维修，排除隐患。当电动机发出很大的嗡嗡声，表明电动机电流过大或断相；有摩擦声，表明定、转子铁芯相擦；震动声音很大说明地基不稳固、底角螺柱松动、定子绕组断线或短路或转子断条等；若有特殊气味或焦臭味乃至冒烟，表明绝缘烧焦或线圈内部短路；若将木柄螺丝刀触到轴承盖时耳朵贴在木柄上，如果听到“咕噜咕噜”声表明轴承损坏，若是“咝咝”声则为轴承缺油。

5.监视传动装置的工作情况

电动机在运行时，应注意皮带轮或连轴器是否松动。皮带在皮带轮上不应有打滑现象，如有打滑或跳动现象说明皮带太松，应加以纠正；皮带也不能拉得太紧使拉力过大，轴承容易磨坏，温度易迅速上升。同时，还应防止皮带受潮、注意皮带结合处的连接情况以及注意检查电动机的工作环境等。

三、电动机的定期检修

1.电动机的定期小修

电动机的小修作为一般检修，对于电动机、启动设备及其它装置不作大拆大卸，一般每半年小修一次。电动机的小修内容主要包括：①清擦：擦拭电动机机壳及启动设备，清除灰尘和油垢；②测量绝缘电阻：用兆欧表测量电动机和启动设备的绝缘电阻，如果绝缘电阻小于0.5MΩ，则应做干燥处理；③检查及清擦接线端子：检查接线盒中的压线螺母是否有松动或烧伤，拧紧压线螺母，清擦接线端子的灰尘污物；④检查螺丝及接地线：检查底角螺丝、端盖螺丝、轴承盖螺丝是否拧紧，检查接地线是否牢固、良好；⑤检查电刷装置：调整刷握支架和弹簧压力，更换损坏电刷，清除集电环上的油垢并用细砂纸磨光环上的灼痕；⑥检查传动装置：检查皮带轮或连轴器有无损坏，安装是否牢固，检查皮带及其连接是否完好；⑦检查开关：检查开关机构是否灵活，触头接触是否良好，有无烧伤和腐蚀现象，引线的接头是否可靠；⑧检查轴承：拆开轴承盖检查油是否变脏、干涸，如果油已变脏应换上适当的新油；检查轴承是否有损坏以便为电机的大修做准备。

2.电动机的定期大修

电动机的大修是全部拆开对电动机做全面检查，彻底清擦与修理。一般大修周期为1～2年。电动机大修的主要内容包括：①清除灰尘油垢：设备长期使用后机壳上积聚大量灰尘会影响散热；在潮湿环境下灰尘还吸潮，降低绝缘电阻，因此大修时必须彻底清除内部污垢及绕组表面灰尘；②清洗轴承与换油：拆卸轴承有两种方法，一种是利用专用拉具拆卸，另一种是用敲打法将轴承逐渐地拆卸下来，然后放入汽油或煤油中清洗干净。清洗后应仔细检查轴承的磨损情况，及时更换新轴承。轴承换油，可用刮板或手指将新油涂在轴承内腔中，油不要上得太满，一般约占轴承内腔的2/3为宜。安装轴承前，应将轴承内盖先套在轴上，安装时应把轴承有标志的一面朝外，以便查看，再用金属套筒顶住轴承内圈，用手锤敲打套筒另一端，即可安装好轴承。此时用手转动一下轴承，若转动灵活，即合乎要求；③检查定子和转子：检查定子绕组有无相间短路、断路、错接等现象，检查转子是否断条，定子和转子铁芯有无磨损和变形，铁芯变形应加以修整，定子绕组有短路、断路现象，应更换局部损坏线圈及重绕烧毁绕组。④检查附属装置：内容和方法与电动机小修内容相同。大修后要试车，先对电动机和启动设备作一次全面检查，如果各部分都正常再将电动机启动，空载运行半小时后再加负载试车，以便检查大修后的质量。

四、结束语

近年来，随着生活水平的不断提高，各种生活电器成为人们身边随处可见的必备品，同时，在生产和生活中也有很多电动机的应用，因此掌握一些小功率电机的运行与维护的方法对延长电器使用寿命也是必不可少的。

参考文献：

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关键词：机电设备；安全；管理；重要性；问题

高效率、高质量的管理是保障安全生产的重要前提条件。在企业安全管理中具有多因素、多环节的特点，加之一些企业生产环境的特殊，对机电设备的安全运行提出了较高的要求。通过大量调查显示，企业发生事故很多是由于机电设备问题而产生的。因此，必须要做好设备管理工作，及时发现管理中存在的问题，保证机电设备的正常运行。

1 机电安全管理的必要性

在当今科学技术日新月异的新时代中，机电设备的自动化、一体化水平不断提高，从而对机电设备的安全管理工作提出了新的要求。机电设备的安全管理工作有利于促进企业安全生产的顺利开展，只有做好安全管理工作，才能够保障机电设备的安全可靠运行。但是，从目前的实际情况来看，我国许多企业的机械设备安全管理并没有做到位，很多企业领导没有充分认识到设备管理的重要作用，也没有制定相应的管理制度和管理措施，导致机电设备的管理质量偏低，这在很大程度上阻碍了企业的健康发展。在市场竞争非常激烈的环境中，企业想要取得一席之地，就需要提高开采效率，保障开采质量，而机电设备有着十分关键的作用。由此可知，机电设备的安全管理不仅可以提高企业的经济效益，而且还能够保障工作人员的生命安全，促进我国社会和谐稳定的发展。

2 机电设备安全管理存在的问题

2.1 过分重视整体管理，忽视细节管理

从目前的实际情况来看，我国企业机电安全管理工作仍旧以传统模式为主，沿用粗放型管理。大多数企业在机电设备的安全管理过程中，过分重视整体管理，而忽视细节管理。例如对于电缆安全性的重视程度偏低，忽视小型电机的作用。但是在实际工作中，电缆和小型电机的使用数量较多，发挥着很大的作用。如果企业领导忽视这些细节部分的管理工作，将会对整个企业的安全生产产生重要的不良影响，严重者甚至还会引发安全事故。

2.2 机电设备更新速度慢

由于受到环境、使用等因素的影响，机电设备在使用过程中会出现老化现象，甚至还在使用期限内便出现了陈旧的现象。由此可知，在机电设备运行过程中，存在着很大的安全隐患。很多C电设备的工作仪表由于在运行中出现了问题，没有得到及时的更新，不仅降低了机电设备的运行质量和效率，而且还降低了机电设备安全管理工作的水平。此外很多已经达到使用期限的设备，由于各种因素的影响（例如企业资金不足等），不能够得到及时的更新，仍然继续投入使用，这给企业安全生产埋下了巨大的隐患，严重阻碍了机电安全管理工作的顺利开展。

2.3 管理制度有待完善

由于企业的生产强度在不断增加，对于机电设备的安全管理工作提出了更高的要求。但是，很多企业的机电安全管理制度仍然采用以前制定的，导致很多管理内容无法满足当前企业的发展要求。因此企业必须及时、有效的完善管理制度。目前，最为突出的问题便是机电设备安全管理问题的责任制度。大多数企业内部的机电设备安全管理人员工作标准与上岗标准之间存在着很大的差异，安全管理效率偏低，无法满足达标率，对企业生产产生了严重的影响。

2.4 安全管理人员素质不高

很多机电安全管理人员由于缺乏工作经验，负责范围比较宽广，工作内容较多，甚至还出现了一人身兼多职的现象，这不仅降低了机电安全管理的工作质量，而且还为企业生产埋下了巨大的安全隐患。另外，一些企业对于机电安全管理工作的重视程度不够，生产依然是企业重要的工作内容，轻管理、重生产的现象比较突出。虽然企业制定了相应的机电设备安全管理管理制度，但是在实际生产中，这些管理制度一般流于形式，没有落实到实际之中，从而在很多大程度上阻碍了机电安全管理工作的顺利进行。

3 解决机电设备安全管理问题的重要措施

3.1 及时更新机电设备

及时更新机电设备是企业开展机电设备安全管理工作的重要前提条件。企业管理人员应该充分认识到，如果机电设备安全管理工作水平偏低，不仅会阻碍企业生产的顺利进行，严重者甚至还会引发安全事故的发生，得不偿失。因此，企业应该对机电设备进行全面的检查，对于存在故障和问题的机电设备应进行及时的更新，对于不符合安全规定要求的设备及时更换，淘汰落后的陈旧设备，引入新的节能型现代化设备。操作员工应该严格按照作业规程合理操作，并正确维护和保养机电设备，保证设备运转稳定，保障机电设备能够安全、可靠的运行。

3.2 提高管理人员的专业素质

想要提高机电设备的安全管理工作质量，就必须具备两个条件，即先进的技术设备和高素质的管理人才。先进的技术设备需要高素质的管理人员进行管理，否则也无法充分发挥出相应的作用。对于管理人员而言，应该树立先进的科学管理理念，采用有效的管理手段，主动积极地开展安全管理工作。同时企业相关部门应该加强机电设备安全管理人员的考核与培训力度，建立合理的竞争机制，促进管理人员积极主动学习安全知识。除此之外，想要提高管理人员的整体素质，还需要培养他们的责任意识，选拔一批素质较高、能够吃苦的工作人员担任技术职务，并建立相应的考核激励机制，培养技术骨干，通过岗位训练和培训，提高他们的技术水平和质量。

3.3 完善机电安全管理制度

为了能够有效提高机电安全管理质量和水平，首先就需要制定完善的机电安全管理制度。在实际过程中，企业应该根据自身情况，认真、全面分析当前机电设备安全管理工作的制度，找出其中存在的空白区域，并进行完善，形成科学合理的机电设备安全管理制度。通过对设备运行档案进行记录、分析，进而结合设备使用说明书及设备工作时间，可以制定月检、季检、年检的设备检修任务书，以此完善设备管理与维护的工作标准，使得设备维修管理机制更加科学化。完善设备维护管理重点，细化设备责任区域。设备维护保养工作落实到个人，实施包机责任制，进一步强化设备的维护保养工作。通过让设备保养工作与经济挂钩，与行政处罚相结合，日常对设备进行跟踪管理，建立健全设备档案，为以后设备更新选型提供可靠依据。除此之外，在落实机电设备安全管理制度过程中，应该实施动态管理，对于其中不合理的地方进行整改和更新，使制定的机电安全管理制度能够有力促进安全管理工作的开展，提高安全管理工作的效率和质量。

3.4 积极开展机电标准化管理

建立完善的机电标准化管理，就需要企业引导机电设备管理人员树立质量标准化意识，按照相应的标准和要求积极开展机电安全管理工作。对此，首先需要加强企业的信息化技术，提高其信息化水平，建立信息系统，并通过信息系统进行微机管理，便于对不同生产现场的不同设备的分布以及运行状态进行及时掌握。同时还需要记录和控制设备的购买、检查、保养、维护、零件配置等，实施有序、科学的管理，使机电设备能够充分满足企业的生产需求，以此降低企业的运行成本；其次，企业应该重视质量升级、薄弱环节以及达标头面、机房、机道，积极实施“三抓”手段；最后，企业必须建立几点设备标准化的奖惩制度，开展相关的竞赛活动，树立标准化的样板工程。引导机电人员从思想上追求卓越，以此促进机电设备标准化工作的有效开展。

4 结语

新技术、新设备的引进，为生产提供了重要的保障。随着企业机电设备的增加，安全管理问题也开始凸显出来。为了能够促进企业的良好发展，必须要加强机电设备的安全管理工作，提升机电管理及操作人员的业务素质，有效解决机电设备中经常出现的一些故障和隐患，规范日常使用与维护管理，确保企业安全生产的顺利进行，提高企业的经济效益。

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