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风能,作为一种可再生的绿色清洁能源,引起了越来越多的人的关注。而对于我们风能大国,更是应该,高效科学的去发展风力发电机组机械传动技术,为我国,为我人民创造更多的财富。将风能转化为电能是风力发电机组的主要作用,并且风能与电能转化过程中的布局和传动方式都影响着发电机的发电效能。而风力发电机组机械传动技术,是风力发电机组技术中的一种,我们要不断去优化内部系统,加强传动技术的作用。这种技术也为我们解决了很多难题。因此,我将在我下面的文章中具体去阐述和分析一下该技术。
1.风力发电机组机械传动技术的构造与原理
在讲风力发电机组机械传动技术的构造与原理时,我主要通过三方面来说,即风力发电电源的构成与发展,传动技术,偏航和变桨距传动技术。下面就具体来阐述一下。“风力发电机组、支撑塔架、并网控制器、蓄电池组、逆变器、卸荷器、蓄电池充电控制器、”等是组成风力发电电源的基本的部件构成;而风轮和发动机则是风力发电机组的重要构成,其中发电机组当中的风轮则包含车毂、叶片等组成构件;并且叶片能够通过风力进行旋转发电、推动发电机机头转动。鉴于要开发使用低能环保的绿色能源,所以这一技术,在当今不断的得到改进与发展。我们国家很早以前就会使用传动技术,如齿轮传动、绳带传动和链传动。传动技术,能够通过改变力的方向和速度,并使得传动装置部件的选用和设计要配比风力发电机组的要求。“简单的构造,平稳的传输、以及噪音的最小化,是带传动的显著特点。这些传动带自身携带的功能能起到缓冲吸振的作用,就算是超载,也只会在带轮上打滑,不会对其他零件磨损,产生很好的保护作用。常用的带传动有两种形式,即平带传动和V带传动。我将引用宣安光,在对风力发电机组机械传动技术的探讨中的对偏航和变桨距传动技术的分析来诠释,即“为了获取足够的风能,偏航机构必须始终要处于迎风位置,这样才能及时追踪风向的变化。当风力机开始偏转时,偏航加速度将产生冲击力距。偏航转速和其加速度成正比,成倍增加了冲击力。”
2.机组动力传动的关键技术问题
由于发电机组自身,对环境要求和使用工况条件比较特殊,因此它对传动装置有着严格的要求;外加上,有很多外在的不确定的因素,也会使风力机组变得异常的不稳定,常见的问题主要有风轮变化多端,异常载荷,导致电网不够稳定;机舱刚性不足,则会引起强烈振动。此时传动技术则起着至关重要的作用。风力发电机组的传动链的运作原理是,通过风带动叶轮转动,叶轮与齿轮箱通过主轴刚性连接,经过齿轮箱的增速从而带动发电机转动,当达到一定的转速时,风力发电机组并网发电。齿轮箱内部的输入轴轴承除承受转矩以外,还需要承受弯矩及径向力和轴向力,需要加强齿轮箱的箱体和行星架两端的轴承;齿轮箱弹性支撑的作用是吸收冲击转矩,风轮传过来的倾覆力矩和径向力和轴向力由两个轴承吸收,前轴承起支撑作用,后轴承会将载荷转化成转矩, 由于上述, 所以只有转矩进入齿轮箱, 在一定程度上保护了齿轮箱。而齿轮箱的外形的设置,根据传动链的要求,对于变浆距风机,输出周和输入轴的距离是有要求的,齿轮箱的结构一般为1p+2h,2P+1h,2p/1p的。随着科技的不断进步与发展,现在风力发电机组的传动效率越来越高,发电机由风力机经过传动装置进行驱动运转,所以这种方式无疑要恒定风力机的转速,这种方式会影响到风能的转换效率;另一种方式就是发电机转速随风速变化,通过其它的手段保证输出电能的频率恒定,即变速恒频运行。风力机的风能利用系数跟叶尖速比(叶轮尖的线速与风速的比值)有关,存在某一确定的叶尖速比,使Cp达到最大值。
3.导致直驱永磁型和双馈异步风力发电机组传动效率上的差异原因
直驱永磁型风力发电机组在稳定性,功率因数也不易调节,传动效率的成熟上,实际应用中都不如双馈异步风力发电机组,但在低风速区域,直驱永磁型风力发电设备具有优势,能够相对高效的传动。两者的驱动链结构不同,双馈异步风力发电机组有齿轮箱,维护成本高,直驱永磁型则无齿轮箱或低传动比;电机种类的不同,双馈异步属于电励磁,直驱永磁型是永磁,需要考虑永磁体退磁问题;变流单元的不同,双馈异步,IGBT,单管额定电流小,技术难度大;直驱永磁型IGBT,单管额定电流大,技术难度小等问题都会导致两者在传动效率的不一样。
4.小结
本人结合多年实践工作经验,就风力发电机组机械传动技术展开了探讨,系统地诠释了风力发电机组机械传动技术的构造与原理,并且分析了机组动力传动的关键技术问题;和导致直驱永磁型和双馈异步风力发电机组传动效率上的差异原因。但是由于自身知识和见识的局限,可能不能说的那么全面,只是希望大家能通过我的文章能够多多关注风力发电机组机械传动技术的发展。
参考文献:
[1] 宣安光; 对风力发电机组机械传动技术的探讨[J];期刊; 2010年03期
[2] 赵朦朦; 风力发电机组传动系统结构配置与布局优化[J];期刊;2012年03期
[3] 张梅有; 风力发电机组传动系统常见故障分析[J];期刊;2012年03期
关键词:自动交换光网络;电力通信;传输网
Abstract: this article in view of the current our country electric power transmission system in general and the analysis of existing problems, and puts forward adopts automatic exchange light Network (Automatically Switched Optical Network: ASON) technology to optimize the power transmission in existing Optical fiber and Synchronous Digital system (Synchronous Digital Hierarchy: SDH) Network based on the introduction of ASON control level, and carrying ASON business, based on the use of existing ASON gradually replace SDH.
Keywords: automatic exchange light network; Electric power communication; Transmission network
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号
通信技术在不断发展,从载波到微波再到光纤,光纤通信也从准同步数字系列(plesiochronous digital hierarchy, PDH)到同步数字系列(synchronous digital hierarchy, SDH),现在正逐步向自动交换光网络(automatic switched optical network, ASON)演进。电力通信网作为电力系统的1个专用通信网络,如何合理地引入ASON技术,实现电力通信传输技术的平稳演进是本文探讨的主要内容。
1.电力通信传输网络的技术难点
电力通信传输网络作为电力系统信息传送的平台,对保障电网安全运行起着至关重要的作用,同时作为电力系统的配套工程,其建设计划和进度必须与电力系统及其基础建设的规划配合,而不同于电信运营商可以将传输网络作为基础网络提前进行有效的网络规划,应实现网络的逐步升级和扩容。电力通信传输网络存在如下技术难点:
a)规划的不确定性。在电力网的建设中,由于新通信站点的接入,造成通信网络重新调整,浪费大量人力资源。
b)业务类型大部分为低阶,业务颗粒度为VC-12,业务分布分散。
c)对于业务级别最高的差动继电保护信道, 为了防止收发路由不一致而导致保护装置误动,不允许该类信道以自愈方式配置。当信道出现故障时,需手动临时配置迂回路由,复杂程度高,效率低,如果临时配置出现差错将严重威胁电网的安全。
d)通信光缆网状结构在一定程度上未被充分利用,光缆中断后靠维护人员现场调整路由,效率低。
2.我国电力通信传输网中存在的问题
经过多年建设,我国电力通信传输网已具备一定的规模,基本满足电力系统的通信需要。但随着近年来电网事业的快速发展,现有电力通信传输网在应对种类繁多的业务时已颇感吃力,存在着较多的问题。当前我国电力通信传输网中存在的问题主要有:
部分电力通信网络结构复杂,使得工作人员维护困难。由于光缆网络资源的限制,在部分变电站只能以单链接入;而有的传输网中同时使用不同设备厂商的设备,造成设备的故障难以鉴别,导致电力通信系统故障后难以尽快修复;另外,不同的设备也导致在同一网管上实现端到端的电路调度变得难以实现。
电力通信网中节点较多,系统安全性能有待提升。电力通信网中任何一段光缆的更换或维修都会影响系统的可靠性和稳定性。并且有些节点不在环网上,无法对业务进行自愈保护。若其中任何一个站点出现设备故障时,将会导致所有通信业务的丢失。
电力通信系统的接入层网络结构繁杂,难以满足业务发展的需求。我国部门电力通信系统的接入层传输网络结构复杂,并且有环带环、环带链的现象存在,导致现有电力通信网络的难以扩容。另外,部分环网的时隙占用率过高,有的通道利用率甚至超过70%,并且这些通道也大都难以扩容。这都使得电力通信系统难以实现可持续发展。
电力通信系统中部分设备技术落后,且老化严重,已经难以适应电力系统快速发展的需求。部分通信设备技术落后,不支持多业务传输系统,需要通过协议转换器才能满足以太网业务通道需求。且在长期使用过程中逐渐老化,不仅容易产生故障,增大维护负担。
3.ASON技术
3.1体系结构
ASON与传统网络不同,它引入了控制平面,在功能上形成了由传送平面、控制平面和管理平面构成的体系结构。ASON的基本构架如图1所示。控制平面是ASON的核心,它负责完成网络连接的动态建立和网络资源的动态分配。控制平面由分布于各个ASON节点设备中的控制单元构成,控制单元完成路由选择、信令转发和资源管理等功能,各控制单元间的连接共同形成统一的整体,实现连接的自动化。
图1ASON的基本构架
目前传送平面都是基于SDH技术的,能够提供大容量、无阻塞、交叉连接的硬件平台,突破现有光传输系统的交叉能力,其交换颗粒度在VC-4之上,端口速率和端口密度满足宽带网络业务的需要,实现快速连接。
管理平面实现对传送平面、控制平面以及系统的管理,确保所有平面之间的协同工作。管理平面提供的管理功能包括性能管理、故障管理、配置管理、计费管理和安全管理。在ASON体系结构中,控制平面和传送平面之间通过CCI相连,管理平面通过NMI-A和NMI-T分别与控制平面及传送平面相连,3个平面通过3个接口实现信息的交互。
3.2ASON的优势
ASON技术通过发挥光缆环状网络结构的优势,实现抗多点失效的功能,从而大大提高网络的安全性。
ASON技术可根据用户对不同层面、不同业务质量级别的要求,按需制定不同的保护恢复方式,并实现分级管理。根据业务的重要性,可以提供以下等级的业务:
a)钻石级。网络保护恢复方式为永久“1+1”,即在建立主用链路的同时建立1条备用链路,一旦主用链路故障,立即倒换到备用链路上,这时备用链路成为主用链路,同时在满足网络带宽要求的前提下,立即寻找到新的备用链路,对业务再提供“1+1”保护。永久“1+1”保护的倒换时间非常短,小于50ms。这种方式适用于纵联保护、安全稳定装置和会议电视等重要业务。
b)金级。网络保护恢复方式为“1+1”加恢复路由,即在建立主用链路的同时建立备用链路,主用链路故障时倒换到备用链路上。如果备用链路也发生故障,就靠路由技术进行恢复。这种保护方式的倒换时间很短,在50ms以内[4],但恢复时间比较长,一般为秒级。这种方式适于脉冲编码调制(pulse-code modulation, PCM)等业务。
c)银级。网络保护恢复方式为恢复路由,在业务链路故障时,重新寻找新的链路恢复业务,恢复时间为秒级。恢复路由有先建后拆和先拆后建2种方式。先建后拆是指先建立1条正常链路,业务倒换成功后再拆除故障链路;先拆后建则是先拆除故障链路,再建立1条正常链路恢复业务。先拆后建方式最适合电流差动保护业务,它不需人工干预就可恢复业务;先拆后建方式适合差动继电保护、调度数据网、综合数据网等业务。
d)铜级。无保护,不保障网络的恢复。
e)铁级。为额外传送业务,可能被高优先级业务抢占。
在ASON中增加或删除1个节点时,网络通过信令技术能够将这个改变信息按照一定的规则传送到每个需要知道的节点上,从而实现拓扑自动发现,不需要人工干预,有利于网络的升级和扩容。由于整个控制平面的智能化,在提供新业务时,大部分可通过网络的智能节点和控制平面自动完成,大大缩短提供新业务的时间,同时减少运行维护量,降低运行维护成本。ASON技术可实现动态按需分配带宽,提高网络资源利用率,全面降低组网成本。
4.自动交换光网络技术在电力通信传输网中的应用研究
当前,我国部分发达地区的电力通信传输网中的绝大部分已采用光纤加同步数字体系(synchronous digital hierarchy:SDH)设备组网。而落后地区则由于经费不足等原因采用了粗波分技术。电网一般按照自上而下结构分层建设,分为骨干层(STM-6 4/1 6)、汇聚层(STM-4)和接入层(STM-1)。
为了更好地利用现有SDH设备,可在当前SDH网络的基础上引入ASON技术,在现有的SDH传送网络上承载ASON业务,这是既能发挥现有设备的使用价值,又可以将ASON技术得以应用的可行性方案。
在建设A S O N网络时应遵循由内而外、循序渐进的原则,即以骨干层为基础来建设ASON网络,然后逐渐建设汇聚层和接入层。在骨干层建设ASON既要保证安全性、可靠性,又要保证业务不中断。将骨干层建设为ASON网络后,电力通信网的鲁棒性将大大增强,而汇聚层和接入层的ASON网络建设可以视情况而定。在建成骨干层的ASON网络后,要保证其与原有SDH网络的互联互通。ASON可以在基于G.803规范的SDH传送网基础上建设,这样可以形成ASON与现有SDH传送网络的混合组网。
ASON与现有SDH网络的融合是一个渐进的过程,先在现有SDH网络建设单独的ASON,然后逐步形成整个的ASON网络。实现ASON网络与SDH网络的互联,可以在传统的SDH网络引入控制平面,具体可以使用以下2种方式。①在SDH网络的全部网元上分别连接一套PC机,SDH网络和PC机间遵循光网络网元管理协议。通过数据网络将全部PC机上运行的控制协议连接成一个整体的信令网,并使得该信令网可以和ASON的信令网实现互通。②通过数据网络实现ASON信令网络和传统光网络的网络管理系统建立连接,在传统光网络的网络管理系统的计算机上运行控制平面协议,通过ASON控制平面和传统光网络网络管理系统的互通,实现ASON网络和传统光网络的互联。
总结
ASON的出现代表了光网络技术发展的趋势,其相比于传统SDH网络有着无法比拟的优越性,能够很好地解决电力通信传输网的智能化问题,其最显著的优点――更高的安全性正是电力通信传输网孜孜以求的目标,因此,在现有的SDH网络中引入ASON技术能提高电力通信传输网的安全运行水平和智能化水平。
参考文献
[1]魏明海.电力通信安全生产的系统分析[J].陕西电力,2008
关键词:信息化时代;电气传动;技术分析
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.112
0 引言
如今,信息技术高速发展,进一步推进了我国社会生产力的发展。但是从生产能力与生产水平来看,我国仍处于相对落后的状态,尤其是工业化的发展水平。电气传动技术是工业化最基础的技术,它在工业领域的应用情况对我国工业化的发展造成直接的影响。所以,电气传动领域要顺应社会发展的趋势,不断地更新电气传动技术,不断融入信息技术,最终促进我国工业化的发展。
1 信息化时代的电气传动技术的基本概念
利用电动机实现电能与机械能之间的转换,利用转换的机械能带动生产的所有机械运行,从而使得生活中的各种生产设备、交通运输工具以及生活中所需要能量产品正常运行。这样的形式被称为电力传动。如今,是一个信息化高速发展的社会,人们越来越重视信息技术的利用,并将其运用到各个领域中。相反,人们对电动传动技术的重视降低,长此以往,会对机械的正常运行与持续发展产生一定程度的影响。就信息技术来说,它不属于原动力,不能直接使得机械正常运行,信息技术想要带动工业化的发展,必须要通过电力传动这个媒介进行。同时,电力传动技术要依赖于信息技术才能稳步发展,实现机械生产与社会发展的实际需要相符合。所以,想要促进工业化的发展,必须要将信息技术与电气化技术相结合。从电力传动技术方面来看,包括的主要内容是数字控制与数据通信、电子变换器等。要实现信息技术与电气传动的有机结合,就要从这几个方面入手,最终促进工业化的可持续发展。
2 信息化时代的电气传动技术分析
2.1 电力电子变换器是信息流与物质间传输的媒介
信息流与能量之间的重要媒介是电力电子技术,如果没有电力电子技术实现转换,没有利用弱电对强电的接口进行控制,那么,信息只是停留在信息的状态,不能实现对物质生产的真正控制。当前,电力电子技术发展处于上升阶段,不断涌现出新的电力电子器件以及变换技术。同时,电力电子技术的普及,社会越来越重视谐波与无功电流对供电电网产生的影响。为进一步解决这个问题,相关的研究单位需要大力地开发“绿色”电力电子变换器。要求功率因素处于可控制的范围内,各次谐波的分量比国际与国家要求的标准限度小。这是一种可行的方法。
2.2 数字控制与数据通信手段在电气传动技术中的运用
2.2.1 数字控制与数据通信手段的使用优势
就目前而言,电气传动控制主要是根据电子技术实现对机械的控制。控制模块主要包括数字控制与模拟控制。社会市场经济的不断发展,大规模的集成电路微处理器已经实现商品化,实现商品化之后又会进一步促进电子控制的发展。就数字控制来说,以微处理作为技术的核心内容,以控制器为主要的形式,这种形式在实际的使用过程中已经发挥了很大的作用。
PI调节器是数字控制器中使用最为广泛的形式,它所具有的优势,数字控制器也有。所以,可以从PI调节器的角度来讨论数字控制器的使用优点。PI调节器能快速地对控制作用的物体做出反应,在积分部分,能有效地累积积分偏差,并有效地消除稳态误差。在实际运用数字控制的过程中,不会对模拟控制器产生控制,另外还能最大限度地使用计算机有关的智能功能改进数字控制器,进一步促进数字控制器的智能化发展。
2.2.2 数字控制系统的故障检修与自我诊断功能
计算机控制具有很多优势,其中最主要的优势是自我诊断故障。逻辑判断以及数值计算能力是计算机必备的能力,所以,利用计算机能有效地处理事先所搜集的数据,并对这些数据进行精准的分析。在分析故障的过程中掌握数字控制系统出现故障的原因,并通过故障的原因对故障形成正确的判断,从而采取正确的措施有效地对故障进行处理,这样的一个过程被称为故障自诊断。计算机能可靠地完成工作是计算机完成故障自诊断的保障因素。确保检测元件准确无误。对元件的检查通常需要人工来检查。
3 结语
总而言之,信息技术的发展需要电气传动技术方面做出相应的改变,在电气传动中更多地利用先进的信息技术,将电气传动技术与信息技术充分地融合,使其更加满足现代社会生产的要求,将电气传动技术更加广泛地运用到工业生产过程中,进一步推进我国工业化发展的速度,实现社会经济效益的最大化。
参考文献:
[1]陈伯时.信息化时代的电气传动技术[J].自动化博览,2002(04):4-7.
就当前我国在电力电子技术方面的发展而言,其研究的主要内容包括以下四个方面:(1)电力电子元器件以及功率集成电路。(2)电力电子变换器技术。该技术研究的内容主要包括新能源的节约、电力能源的节约、新能源电力电子、空间以及军事应用中的特殊电力电子变换器技术等。(3)电力电子技术的应用。在其应用方面研究的主要内容是将超高功率转换器应用于钢铁、电力牵引、可再生能源发我国电力电子与电力传动系统发展问题和方向的分析代维菊黑龙江省绥化学院电气工程学院152061电、电力、船舶推进、冶金等工业方面以及电力电子系统的网络化、信息化发展。(4)电力电子系统的集成。在系统集成方面,其研究内容主要包含标准化电力电子模块、多芯片系统的集成、单芯片系统的集成、集成电力电子系统的可靠性以及稳定性研究等。
2我国电力电子在发展过程中遇到的问题
目前,我国在研究电力电子技术方面还存在着诸多的问题,这些问题都严重的制约了我国经济的发展。主要问题有:现今我国电力电子产品大多是采用的晶闸管,虽然利用晶闸管可以创造出一部分科技含量较高的产品和设备,但是这些产品和设备多使用的是国外的生产设备以及多组分组集成制造法,特别是很多先进的全控型电力电子器件,几乎全都需要从国外进口,才能满足国内的技术要求,尤其是很多关系着我国的经济发展以及社会安全的关键领域中的核心技术、设备、软件等。另外,我国电力电子技术与国外发达国家的差距甚大,这在一定程度上影响着我国与国外经济的合作。在过去的几十年中,我国经济发展的各部门都先后从欧美发达国家中引进了先进的电力电子技术,并且开始重视国内技术的发展。就目前的发展情况而言,虽然表面上显示出我国在很多技术方面可以满足国内的要求,但实际上在很多关键技术领域,我国的电力电子技术依然需要进口,国内的技术水平依然相对较低。国内与国外发达国家在电力电子技术方面的主要区别在于电力电子技术的发展依然存在着技术含量低、产品可靠性差、数字控制水平满足不了社会的要求、系统控制软件的水平低、应用程序的控制技术差、重大项目领域缺乏经验等问题。这就使得我国必须要依赖从国外进口高性能、高功率的电力电子转换器设备才能满足国内的使用。
3提高我国电力传动系统性能的主要方法
现今,我国电力传动系统研究工作主要围绕着交流传动系统进行。伴随着交流电动机调速装置的性能越来越完善以及调速理论的重大突破,电动机的调速技术渐渐从直流发电机—电动机组调速、晶闸管可控整流器、直流调压调速向交流电动机变频调速转变。之所以交流传动系统发展的这么迅速,其原因与我国在功率半导体器件的制造技术、交流电动机控制技术、以大规模集成电路和微型计算机为基础的数字化控制技术、电力变换技术等关键性技术方面的突破有关。要提高交流传动系统的整体性能,可从以下三个方面开展研究工作:(1)PWM技术的应用随着电压型PWM逆变器在高性能交流驱动系统中的广泛应用,我国对PWM技术的研究更为深入。PWM功率半导体器件的开关控制主要采用是高频技术,一般来说,PWM技术可分为三类进行研究,即随机PWM、正弦PWM以及优化PWM。正弦PWM的开关频率对于提升电力电子器件的功率有着非常突出的作用,这使得该技术在中小功率交流驱动系统中的应用极为广泛。不过,这种技术不适用于容量过大的电源转换设备,因为高开关频率将会引起极大的开关损失。(2)直接转矩、矢量控制技术的应用对于交流电机的交流驱动系统而言,其具有强耦合、多变量、非线性等特点,这就使得其控制工作变得十分的动态化,不过我国目前在这方面的研究还是较为成功的。在上世纪七八十年代,我国就提出了交流电机的动态控制理论,该理论要求不仅要对各个变量的振幅进行全面的控制,同时还要对各个阶段进行控制。直接转矩控制技术以及矢量控制技术是我国在交流驱动系统控制中的主要技术,此外,随着科学技术的发展,神经网络控制、模糊控制等智能控制技术也在我国逐渐发展起来,对提高交流传动系统的控制精确度有着极其重要的作用。(3)微电子技术的应用微电子技术对于提高我国数字控制处理芯片的运算能力以及可靠性有着极大的作用。当前,适合用在交流传动系统中的微处理器有ApplicationSpecificIntegratedCircuit—ASIC、DigitalSignalProcessor—DSP、单片机等。其中,高性能计算机的结构形式主要采用的是多总线结构、多处理器结构以及流水线结构等。
4结束语
关键词:教学改革;电气工程概论;互动式教学法;教学效果
作者简介:韩杨(1982-),男,四川成都人,电子科技大学机电学院,讲师。(四川 成都 611731)
基金项目:本文系电子科技大学中央高校基本科研项目(项目编号:2672011ZYGX2011J093)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0057-02
“电气工程概论”课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课。课程围绕电气工程领域的几个主要分支——电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工新技术等方面进行全面系统的介绍。通过该课程的学习,学生对电气学科的发展历史和应用现状有全景式的了解,对进一步深入电气工程学科类专业学习起到导航作用,并逐步培养对电气科学与工程的崇尚与追求的专业精神以及创新意识。[1,2]
实践表明,学生总是习惯于知识的“定量”化灌输模式,而对于这样一门以“定性”介绍为主、没有公式讲解和详细专业理论分析的课程,最初还有些不适应。如何激发学生对电气专业的兴趣,引导学生通过网络搜索和图书馆资料查询等手段,去主动了解和掌握一些专业知识背景,是课堂教学中需要着重思考和实践的课题。[3-5]笔者经过两三年的电气工程概论教学后,在重点讲述电力系统自动化、电力电子与电力传动等的基础上,把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课堂教学表明,这对于提升学生学习兴趣和培养学生自主学习能力方面是非常有效的。
一、 采用互动式教学方法,探索改革教学模式
“电气工程概论”课程涵盖内容多,采用传统满堂灌式教学方法,效果不佳。笔者通过教学实践,摸索出一套有效的方法,教学安排按照如下顺序:教师理论讲解—多媒体PPT展示—视频演示—给学生布置课后调研题目—学生自主学习、分组研讨、制作PPT—学生课堂专题演讲—同学问答互动、教师总结—教师提出整改意见—学生课后再次收集资料、完成研究报告。这种互动式方法培养了学生对课程的兴趣,使他们在PPT演讲、书面表达、创新能力培养方面都起到积极作用。
二、调整更新教学内容,提升课堂教学质量
1.课程绪论
(1)主要内容:电气工程在国民经济中的地位;电气科学与工程的发展简史、前景、理论基础和常用计算机程序,譬如EMTP、MATLAB、BPA、EMTDC、PSPICE等。应达要求:了解电气科学与工程的产生过程;了解电气工程及其自动化专业的二级学科分布;了解电气工程学科的发展前景和在国民经济中的主要应用和作用。
(2)教学设计:围绕使学生对本课程的专业背景、主要应用前景有一个清晰的认识和激发其对本专业的热爱这一目标来展开。在讲授过程中,补充智能电网、新能源的开发利用技术等当前国内外的研究热点,扩展学生的专业视野。
2.电机电器及其控制技术
(1)主要内容:电机的作用及其发展简史;电机的分类与结构、应用领域、选用与运行控制;电机学的研究内容概要;电器的发展历史和分类。应达要求:了解电机的基本作用、发展简史、电器的发展历史;理解电机在国民经济中的应用领域;掌握电机的可逆原理;理解电机学的主要研究内容、高压电器与低压电器的基本结构与作用;掌握电机分类方法和不同类别的电机特点。
(2)教学设计:介绍电机与电器学科的概况、发展简史,使学生对电机学等后续专业基础课程以及电机的微机控制技术等专业课程的学习建立初步的感性认识。通过FLASH制作的同步电机励磁过程和旋转磁场模拟动画来加强学生对电机学理论知识的理解。对于电器部分,通过图片的形式向学生展示各种电器,增强学生的感性认识;对于高压电器部分,由于装置体积庞大,采用视频录相讲解的方法,拉近学生对高压电器的感性距离。
3.电力系统及其自动化技术
(1)主要内容:电力系统发展简史;电力系统简介;发电厂、电网概述;电力市场简介;电力新技术与发展趋势。应达要求:了解电力系统的发展简史和我国电力工业的发展概况、交直流输电技术的发展过程、各种类型的能源发电原理及其特点;了解电力市场的概念、电力新技术的发展趋势;理解电力系统的功能与作用、现代电力系统的主要特点和运行过程。
(2)教学设计:主要讲授电力系统的概况、基本概念,内容涉及发、输、供、配、用几大部分,按发电部分、电网运行与调度、电力应用三个环节顺序介绍。教学过程中首先从系统的角度对电力系统进行介绍,使学生建立对电力系统整体功能及结构的认识,在此基础上,进一步对各个组成部分分别阐述。在讲述电力系统发展前沿技术的时候,本着自动化、数字化、智能化的发展主线,将智能电网的概念引入课堂。
4.电力电子技术与电力传动
(1)主要内容:电力电子技术的作用与发展简史;电力电子技术的特点和研究内容、应用领域;电力电子技术的地位、发展方向和电力传动概况。应达要求:了解电力电子技术的作用、发展历史;了解电力电子技术的主要应用领域和新技术的发展趋势;了解电力传动的主要应用领域;理解电力电子技术的概念与特点和直流电机、交流电机传动的基本原理。
(2)教学设计:介绍电力电子技术的作用、历史、主要特点及其发展趋势。电力电子技术是我院电气专业一门重要的专业课程。对半导体变流技术的发展历程进行讲授,让学生明确电力电子技术的本质和重要意义;将实验室电力电子器件作为道具,在课堂上实物演示,让学生建立感性认识。在讲述电力传动部分时,结合工程实践进行案例教学,使学生明确电力传动在工业中的应用概况;结合科研课题,将典型案例通过PPT向学生展示。
5.高电压与绝缘技术
(1)主要内容:高电压与绝缘技术发展简史及主要内容;高电压新技术及其在各领域的应用。应达要求:了解高电压与绝缘技术的作用;了解高电压的产生原理和试验设备;了解高电压新技术及其在各领域的应用;理解基本的高电压及绝缘试验操作。
(2)教学设计:介绍高电压与绝缘技术的发展历程、应用领域及其试验技术。本章具有很强的专业背景,因此在教学时,采用了PPT讲授和视频演示相结合的教学手段,突出高电压技术的产生背景、发展历程、试验条件和环境等,达到让学生建立一个感性认识的目的。
6.电工新技术
(1)主要内容:电工新技术发展趋势、超导电工技术、聚变电工技术、磁流体技术、可再生能源技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术、飞轮储能技术和微机电系统。应达要求:了解电工新技术的发展趋势、超导电工技术、磁聚变电工技术的基本原理及应用,磁流体发电和推进技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术及应用,飞轮储能技术及应用和微机电系统的基本概念。
(2)教学设计:主要以PPT讲授为主。对超导电工、聚变电工、可再生能源发电、燃料电池技术和微机电系统等前沿技术进行专题概述。
三、改革教学方法,创新互动式教学模式
1.注重课堂引导,激发学生学习兴趣
在教学过程中,借助网络资源,向学生介绍电气行业的应用情况和相关企业的产品和市场情况,譬如给学生介绍联合证卷行业深度分析“电力电子,我们可以看得更远”,重点介绍电力电子变频器、整流设备、无功补偿设备SVG、开关电源、直流输电装备等技术的实际工程应用,介绍相关企业和上市公司产品和市场概况,激发了学生的学习兴趣。
2.加强课堂互动,调动学生积极性
为了加强课堂互动,采用了PPT讲解和视频教学相结合的方法,进行多个专题介绍。譬如:核裂变之历史回顾、中广核集团介绍、日本核事故回顾、欧洲核聚变装置、中国托克马克聚变装置、日本新干线与中国高速铁路、国家电网、南方电网公司宣传片;汽轮发电机、水轮发电机安装视频和三峡发电厂简介。学生观看完视频后,进行提问:裂变和聚变的区别是什么?日本核泄漏事故的原因是什么?避免核事故的方法有哪些?日本新干线和中国高铁的技术要点有哪些?汽轮机和水轮机的原理是什么等等。鼓励学生回答问题,凡是举手回答问题的学生,在平时成绩上加2分,调动了学生的积极性。随后,教师进行总结评论。
3.推行专题报告,活跃课堂气氛
采用学生专题演讲方法,激发自主学习兴趣和收集整理资料的能力。学生3人一组,分工协作完成资料收集、PPT制作和课后研究报告撰写。学生报告题目有:智能电网概述、电气化铁路接触网介绍、电能存储技术的发展概况、地热发电的现状与技术要点、PLC的原理与应用、国内外智能电网发展趋势、柔性太阳能电池、国内外高压直流输电工程简介、电力系统柔性输配电技术、城市轨道交通供电系统和电动汽车电源系统等等。学生报告后,其他学生提3~5个问题,报告者首先作答,教师随后总结,并对相关技术问题进行详细讲解。对提问的同学,在平时成绩上加2分。这样课堂气氛非常活跃,学生争先恐后举手发言。
四、结束语
通过和学生的沟通发现,学生非常喜爱这种互动式教学方法,感觉课堂不再枯燥,而是充满活力,在知识获取和创新、演讲能力和书面表达方面都得到全面的锻炼,收获颇丰。学生的积极性被充分调动起来了,课堂气氛活跃,学生学习中找到了快乐,对电气工程专业提升了兴趣。教学实践表明,互动式教学方法在电气工程概论课程的应用是成功的。
参考文献:
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关键词:变压变频技术;拖动风机;电力传动系统;节能水平;变频调速改造 文献标识码:A
中图分类号:TM921 文章编号:1009-2374(2016)28-0053-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.027
1 概述
1.1 项目背景
据调查研究显示,风机配套电机就目前而言占据全国电机装机量高达60%,其耗电量相当于我国发电总量的1/3。尤其需要注意的是,很多水泵以及风机等机械设备在使用中往往出现大材小用的现象,另因生产制造工艺发生变化,需时常对机械的温度、流量和压力等参数进行调节,以保证正常运转,但当前一些企业仍使用阀门、调节挡风板等落后的方式对机械参数进行调节。简单说就是通过人力加大阻力,同时耗费更多的电能或金钱达到生产要求。这种方式增加了资源的浪费,同时调节准确度低,生产需求不能得到很好地满足,严重阻碍生产的稳定开展。
代池坝煤矿大功率设备:264kW主扇风机、地面130kW压风机等设备,启动电流大,电机和传动机械的冲击应力大,消耗了电能,对电网冲击大;从理论和实践上论述了煤矿大型设备节能利用的方法,成功应用“SP500系列烁普变频器”的经验做一介绍,为今后提供了实践经验和理论借鉴,本报告主要针对代池坝煤矿张家湾抽风机成功应用“SP500系列烁普变频器”为例。
1.2 项目研究的主要内容
主扇风机使用变频节能技术,选择安全、经济、实用的设备。
1.3 项目研究的技术路线
本成果首先通过调查,确定各种设备节电能力,查阅大量相关节能技术资料,分析研究设备相关运行参数,提出主扇风机采用变频节能技术。总结在使用中遇到的技术难题,并提出解决方法,最后对本项目进行技术总结。
1.4 项目研究的主要技术难点
主扇风机使用SP500-P型矿用变频调速节能设备的可靠性。
1.5 项目研究的创新点
大型设备启动平稳,减小设备高电压、大电流、传动机械冲击,延长设备使用寿命,达到节能效果。
1.6 项目完成情况
本成果以代池坝煤矿张家湾抽风机房2台主扇风机、热水池2台加压水泵、地面压风机房2台压风机、矿井主提升绞车为研究对象,现已成功投入7台变频控制器使用,达到了节能和保护设备的目的,为今后广泛使用节能设备提供了理论依据和技术支撑,并以代池坝煤矿张家湾抽风机成功应用“SP500系列烁普变频器”为例。
2 代池坝煤矿实例
2.1 代池坝煤矿主扇风机原启动方式
代池坝煤矿主扇风机原启动方式采用直接启动,直接采用工频供电,定速驱动,通过调节风门开关大小来控制风量。矿井主扇风机的额定通风能力(风量、风压)是根据设计计算的矿井末期的通风阻力和达产时的风量确定。矿井刚开始投入生产时,风机通常都有较大的富余力;为使矿井能够正常生产,过去一般采用人为关闭小风门挡板的做法来增加通风阻力,从而改变主扇风机的运行工况达到调节风量的目的。在生产过程中,风机的风量与风压裕度以及在生产过程中绝大部分时间都不是满负荷,同时由于生产系统所需求的风量随之变化,导致风机的运行工况点与设计高效点相偏离,从而使风机的运行效率大幅度下降。
目前,风机的变频调速节能在高、低压领域均有涉及,380V、3kV、6kV、10kV都有应用,行业涵盖水泥、石化、工矿、电力、化工、造纸、石油、食品、医药、市政、建筑、水利等诸多关系国计民生的领域。
变频节能设备是利用变频器所具有的软启动功能通过把启动电流归置成零。通过了解变频器在启动时所承载的负荷曲线可知,机械启动时几乎不发生任何冲击,电流变动都是从零开始,电流的增加同转速相关,随转速的增加而增加,因此不会超越额定电流的最大值。所以说,使用变频风机能够增加电动机以及开关的使用年限,减少了启动电流等对电机造成的过大压力,减少了很多维修保养费用。
2.2 功率因数补偿节能
我们知道无功功率能导致线材以及设备等的发热,增加损耗,甚至因功率因数的下降造成电网中无功功率下降,加大了线路中无功功率的损耗,致使设备使用率大幅下降,资源浪费严重,由公式P=S×COSФ,Q=S×SINФ,式中:S为视在功率;P为有功功率;Q为无功功率;COSФ为功率因数,可知COSФ越大,有功功率P越大,普通风机的功率因数在0.7~0.85之间,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,COSФ≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。
代池坝煤矿主扇风机总功率为2*132kW,全年12个月连续运行,每天工作24小时,我们保守估计按转速降低10%计算,由前面计算可知节电率为27.1%,对电费按每度0.736元计算,负载系数为0.75,那么每年的可节约电费支出:
每年节约电费计算:264kW×24h×360天×0.736×0.75×27.1%=341213.3元
代池坝煤矿张家湾抽风机房2台主扇风机、热水池2台加压水泵、地面压风机房2台压风机,现已成功投入7台变频控制器使用 ,每年可为矿节约电费约50万元。
3 效益分析
3.1 经济效益
代池坝煤矿大型设备节能技术的成功应用,不仅给煤矿本身带来了巨大的经济效益,同时对社会也提供了技术范例:(1) 设备低电压启动,速度缓慢、平稳上升、冲击力小,保护了设备;(2)降速以及软启动运行大大降低了设备的振动和磨损,使设备使用寿命延长,提高了设备的MTBF(平均故障维修时间)值,并减少了对电网冲击,提高了系统的可靠性;(3)节能系统的使用能够提供多种保护措施,不但增加了系统的运转率,而且提高了系统的安全性能;(4)采用变频技术设备同期节电25%;(5)使用软启动设备同期节电10%~20%;(6)限制防爆高压电动机的启动电流、电压,有力地降低了电网的波动,减少变压器负荷输出,保护高压电机的使用寿命,对用电设备的机械部件减少磨损,减少故障的发生,降低维修量,节约费用成本。据调查在煤矿矿山企业中使用老式启动器每年都产生巨大的维修费用,其中防爆电动机每年的维护费用为2~3万元。提高功率因数、降低供电线路损耗和变压器损耗,每年可以节省很多的用电费用支出,给企业带来经济效益, 达到安全生产;(7)风机采用变频技术后可以根据井下用风量变化随时改变电机转速,达到调节风量的目的,不再需要调节风门开启大小来调节风量,操作简单,降低了操作人员的劳动强度。
3.2 社会效益
使用变频技术设备,延长控制设备使用周期。降低能源消耗,控制温室效应,可持续发展。
4 结语
通过此例应用及其他的风机变频改造应用实例,可以认为:如果可以对煤矿通风机进行变频调速改造,能创造更大的经济效益。对风机实施变频技术改造,实际上是在拖动风机的电传动系统中应用了变频调速技术。使用变频调速技术不但可以有效提高电力传动系统的节能水平,还能加强电力传动系统的控制性。
关键词:副立井 电气传动 直流 交直交 变频 技术经济
中图分类号:TD663 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)05(a)-0112-02
1 项目概况
大柳煤矿设计生产能力2.4 Mt/a,服务年限54.4 a。井田采用立井开拓方式,井下布置2个综采工作面、2个综掘工作面和2个普掘工作面。
副立井装备1台JKMD-4.5×4(Ⅲ)型落地式多绳摩擦提升机,提升容器为1个四绳宽罐笼+1个四绳窄罐笼,担负矿井人员、水泥、砂石、材料及设备提升任务。副立井井筒直径φ7.0 m,井口轨面标高+1276.8 m,井底车场轨面标高+730.0 m,提升高度546.8 m,单水平提升。提升机按五阶段速度图进行作业,加减速度0.6 m/s2,最大提升速度8.01 m/s,最大提升载荷29 t(含平板车),计算最大静张力差145.199 kN,单机直联拖动,计算电动机功率1600 kW。
2 电气传动方案
根据副立井提升工艺要求及电动机功率,可供选择的电气传动方式主要有直流、交-交变频和交-直-交变频三种。
直流调速具有调速控制简单、调速性能好、负载能力强、价格低、使用成本低、售后服务方便等优点。目前,国内设备制造厂家及产品使用单位已掌握直流传动技术,生产制造和现场维护经验较为丰富,因此在中小功率(
交流同步变频电动机不存在上述缺点,其结构简单、转动惯量小、可靠性高、维护量小、过载能力大,气隙大便于安装调试,效率比直流电机高6%~10%,调速性能优良。随着大功率电力电子技术的发展,交流调速系统已能达到直流传动的水平。
交-交变频矢量控制传动在矿井提升机低速、大扭矩工况下,低频段无脉动,受控运行性能好,在提升过程中,可实现无制动运行,大大降低对液压制动系统的要求,系统运行的可靠性高。但交-交变频传动系统功率因数较低,在起动、运行中将会产生较大的高次谐波,对矿井电网造成污染,电动机的频繁起动也将对电网会造成较大的无功冲击,必须对此进行谐波治理和无功补偿。目前,交-交变频传动系统的功率柜已实现国产化,仅控制器需引进。
交-直-交变频矢量控制传动系统,采用新型电力电子器件(IGCT)和PWM技术,动态响应快,功率因数接近于1,高次谐波分量很小,无需专门设置谐波吸收和无功补偿装置,但交-直-交变频传动控制系统国内生产厂家较少,主要核心设备(变频器)及备件需进口,设备初期投资高。此外,变频设备需要水冷,日常维护费用高。目前,国内煤矿已引进了ABB、Siemens公司交-直-交变频传动系统上百套,运行良好。国内徐州中矿大传动与自动化有限公司、北京利德华福电气技术有限公司、北京合康亿盛科技有限公司相继推出相关成套产品,价格低于同类进口设备。
3 技术经济比较
直流、交-交变频和交-直-交变频三种电气传动方式均可满足副立井提升工艺要求,但在技术性能、调试维护、初期投资和运行费用等方面各具优势,表1为副立井提升设备电气传动方案技术经济比较表。
通过综合技术经济比较,直流传动方案具有调速性能好,过载能力强等优点,针对传动系统功率因数低,谐波污染大,通过配置谐波吸收和无功补偿装置,提高电网功率因数,降低变流设备谐波影响,系统整体造价低,年运行费用少,性价比高,因此设计采用直流传动方案。
4 结语
大柳煤矿副立井提升设备2010年安装调试完毕,至今运行状况良好,各项指标均已达到设计预期目标。就本项目而言,直流传动方案的合理确定,直接节省初期投资约630~790万元,年运行费用降低约11~36万元,对降低矿井建设投资起到了积极作用,同时也为类似工程设计提供了借鉴,具有一定的参考价值。
参考文献
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关键词 电源逆变器;异步电机;城轨列车;系统性能
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)031-0182-01
本文通过研究采用单电压源逆变器双异步电动机结构提高城轨列车传动系统的性能的影响,阐述单电压源逆变器双异步电动机的工作原理,并深入解读这种电机结构,最终通过比对凸显出这种构造对城轨列车传动系统性能的提高有哪些具体的影响。文中也以阿尔斯通轨道列车为例,展开了研究说明,最终得出结论。
1 传统异步电机系统性能分析
1.1 异步电机工作原理
异步电动机也称作感应电动机,是由磁场与转子绕组感电流相互作用产生电磁,是一种将电能转化为机械能量的交流电机。按照转子结构可以将异步电动机分为两种形式:鼠笼式和绕线式异步电动机。转子绕组电流是由于感应产生的,所以也交感应电动机。异步电动机也是各种电动机中应用最广的一种。
转子绕组不需与其他电源相连,其定子电流直接取自交流电力系统;与其他电机相比,异步电动机的结构简单,制造、使用、维护方便,运行可靠性高,重量轻,成本低。以三相异步电动机为例,与同功率、同转速的直流电动机相比,前者重量只及后者的二分之一,成本仅为三分之一。异步电动机还容易按不同环境条件的要求,派生出各种系列产品。它还具有接近恒速的负载特性,能满足大多数工农业生产机械拖动的要求。其局限性是,它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率,因而调速性能较差,在要求有较宽广的平滑调速范围的使用场合,不如直流电动机经济、方便。此外,异步电动机运行时,从电力系统吸取无功功率以励磁,这会导致电力系统的功率因数变坏。
而在电动列车应用中,由于异步电动机的质量轻,陈本低,性能稳定性高等特点,所以被广泛采用,如法国的阿尔斯通城市轨道列车。
1.2 传统电动机传动系统
普通交直流传动一般没有转速闭环和电流闭环控制,因此不对输出进行控制。步进电机本身需要比较精确的控制,因此可以比较准确的控制传动系统输出的转速,位置等。伺服系统是指电机加控制器组成的传动控制系统,也可以对输出的转速和位置进行控制。但是步进与伺服的特点是:步进是半闭环控制,就是说我让他走多少距离,他就走多少,但是实际上他真的走了那么多吗?这个控制系统就不知道了所以是半闭环,而伺服的话是闭环控制,实时监控走到位,即使你把他拉住不让他走,当你一松手他还会跑到那个位置。所以伺服与步进控制精度都很高可以精确到让他转零点几度甚至更多,区别是伺服精度更高些而且有反馈给控制器。
传统的电动机传动系统包括一个脉冲调制电压源逆变器,这个逆变器由一个采用传统磁场定向控制的数字信号处理器来控制。
在大功率轨道传动系统中,例如阿尔斯通轨道列车,传动系统由2台并联的鼠笼式异步电动机,每台电动机各自有一个电压逆变器供电,直流电源输入到滤波器,与两台逆变器相连,建立起了电气连接。传统的轨道传动系统中,至少采用了2套数字控制装置,为了控制几个转向架,就必须要采用1套辅助数字控制装置。这样导致的结果就是使用的元器件的数量大大增加,系统的质量和体积都相应的增大,费用增加,列车的速度降低等等问题。
2 单电压源逆变器双异步电动机传动系统分析
2.1 阿尔斯通车辆牵引逆变器系统简介
上海地铁十号线阿尔斯通轨道交通车辆车体类型有三种:TC车、M车、MP车。TC车也称为拖车,带有一个司机室,装有主控制器和脉宽调制编码器(PWM)。PWM编码器将司机室主控制器的位置信号转化成脉宽调制波,再由列车线将其传送给牵引和制动设备。MP也称为动车,包含有有受电弓,避雷器,主熔断器,牵引逆变箱(ONIX),线路平坡电抗器,制动电阻和四个牵引电机等主要部件。牵引电机由牵引逆变箱进行驱动。MP车动力电路部件将触网提供的1500V DC通过牵引逆变器转化为3相交流电来驱动牵引电机。车辆配置结构如图1。
2.2 单电压源逆变器传动系统结构
阿尔斯通轨道交通车辆采用成熟的单电压源逆变器传动控制结构与传统传动控制结构的主要区别在于,它采用了一台电压源逆变器给两台并联的鼠笼式异步电机供电,形成一个单一均衡传动控制电动机。
2.3 系统仿真
在仿真环境下,从元件库中选择电气和机械系统原件,数字系统才用了FOC和转子磁通观测器算法,用高级语言编码程序描述。在利用接近真是系统的系统模型惊醒了混合信号和多种技术的仿真,对两个转向架的控制结构进行了测试,并在仿真过程中加入了车轮粘着损耗和粘滞滑动干扰。
在粘着损耗过程中,传统传动控制结构维持了恒电磁转矩的基准值,但是随着仿真时间的延长,产生了平均转矩误差,转矩被破坏的不良状态。而同样的情况下,单电源逆变器传动系统可以使2台电动机进行充分的控制,另外还得到了令人满意的平均转矩信号。
在粘滞滑动干扰下(一般出现在列车启动或制动时),传统传动控制产生的偏差比单电源逆变传动产生的控制产生的偏差要大。综合来比,把相关的干扰因素也加进去,单电压源逆变控制在性能上要优于传统控制。
3 结论
本文通过以阿尔斯通轨道列车为载体对异步电动机工作原理的分析,通过对传统传动系统与单电压源逆变控制系统的综合对比得出单电压源逆变控制系统的性能要优于传统的传统控制系统。这种传动系统增强了系统的性能,减少了偏差误差。随着技术的发展,城市轨道列车会更加优化其传动控制系统。
参考文献
[1]张鹏超.三相电压型PWM逆变器研究[J].电力电子技术,2010,12.
(1)防抖动微型相机模块(CCM)
本项目于2009年成功开发了全球最小的光学防抖传动器,传动器可支持5百万像素的微型相机模块(CCM)。这一微型相机模块的体积只有8.5×8.5×6.8mm3,并拥有自动对焦功能。直至2010年,此技术已经申请了8项美国专利,其中2项已获授证。
(2)自动对焦微型相机模块
本项目为各种先进自动对焦微型相机模经研发的创新晶圆级传动器,截止2010年申请了4项美国专利,具备以下特点:
* 相机体积(1.3百万像素):5.5×6.0×4.9 mm3
* 相机体积(3百万像素):6.8×6.8×5.6 mm3
* 支持高达5百万像素,低成本(对比传统材料成本可节省50%)
(3)微型光学变焦相机
本项目主要目标是将镜头模块和传动器高度整合,制作一个用于手机具有3倍光学变焦的微型相机模块。相机体积能大大减少,而且独有的磁轭设计能消除传动器间的电磁干扰。相机模块的目标体积较现有的模块减少50 %。直至2010年,已申请了1项美国专利。
低成本纳米微晶陶瓷制备技术
成果简介:本项目开发了一种全新概念的纳米陶瓷制备新工艺新技术。它采用天然矿物和工业废渣来取代高温烧结法中昂贵的纳米陶瓷粉末,使制备成本大幅降低。用高温溶胶-凝胶工艺从根本上解决了材料组成的不均匀性和残留气孔等问题,同时具有生产周期短、效率高、能耗低、制品的均匀性和可靠性好等优点。开发的原位受控晶化技术不仅使材料的晶粒尺寸控制在纳米级,而且还可对晶相数量和结晶形状进行有效控制,可获得具有球状或针状晶体的纳米微晶陶瓷。