傳統污水系統采用繼電器調節控制,容易漂移,且不能智能化,無法保證泵站及時可靠運行。而以單片機為基礎的微型控制機抗干擾能力差,工作期間調整點不穩定,系統容易死機,需要經常到現場服務調節,無法及時準確掌握污水泵站的運行狀態。采用可編程控制器控制,系統運行可靠,基本可以做到免維護調整。 本文針對污水泵站的性能要求和PLC的技術特點,研究了基于DCS測控系統的控制與管理。該系統是以SIEMENS公司的S7-200系列小型PLC作遠程終端,以工業PC機作上位機的主從式一點對多點監控網絡。工業PC機安裝在污水處理廠的中央控制室,既是泵站PLC的上位機,又是處理廠微機局域網的一個工作站,通過自定義無線通訊模塊與各泵站實現數據通信,并通過時間和事件觸發,計算出最佳的平衡水量和各泵站調度水量。下位機PLC安裝在泵站,根據上位機的指令控制泵站的水泵和閥門,組成本地數據采集系統。根據給定的調度水量,調整開啟的水泵臺數和工作時間,達到調度水量的目的。 污水泵站管理系統中泵站地理位置分散,處理廠集中進行數據處理、監視。這一特點與DCS系統功能相吻合。從這一意義上來講,集散控制系統能較好地適應本系統,同時還可以滿足在中心控制室集中顯示、打印、控制各系統的運行狀態和參數的要求。系統統一設計,使其功能合理分配到各子系統中。避免了功能重復及各系統間的不兼容,這樣使得系統維護方便,減少了備品備件。給整個泵站運行管理帶來了方便,提高了運行效率,同時也提高了管理效率,減少了泵站現場管理人員,降低了人力資源成本,也大大降低了因為人工管理造成的疏漏,提高了系統的可靠性。
上傳時間: 2013-08-05
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本文針對電力變壓器的電磁設計過程、優化方法、優化系統的體系結構,以及優化設計系統開發中采用的技術和處理方法展開了深入的討論和研究,開發了一套干式變壓器電磁計算優化設計系統。論文工作主要包括以下幾方面的內容: (1)綜述了電力變壓器的結構特征和傳統電磁設計的流程,分析了變壓器電磁設計中的設計流程、設計目標、方案組合等重點問題,研究了變壓器的評價準則的選擇和計算。同時對變壓器電磁設計計算的細節做了深入分析,理清了變壓器設計中各個步驟、各個部件之間的相互關系,成功地將變壓器計算中的一些核心的計算過程程序化。 (2)深入研究和分析了目前變壓器優化設計的研究和實踐中所采用的優化方法,包括比較成熟的循環遍歷法和其他還處于研究階段或還有缺陷的方法,對這些算法的原理、應用情況、優缺點進行了比較和總結。 (3)將ODBC(開放數據庫互連)和OLE(對象鏈接和嵌入)自動化技術引入電力變壓器的電磁優化設計系統中,一改以往的設計軟件封閉的弊病,具有出色的可擴展性,充分利用了現代操作系統環境的先進功能。以oLE自動化技術為基礎的計算單自動生成技術,使變壓器設計軟件能夠在更大程度上協助設計人員的工作,將設計人員從簡單勞動中解脫出來,使設計軟件能夠真正成為全面的變壓器優化設計軟件。 (4)將各種型式的敞開式和環氧澆注干式變壓器電磁計算優化設計整合到同一系統中,方便了用戶不同的設計要求,同時根據專家理論設計了眾多人工干預設計的環節,令本軟件更具有系統性、實用性、開放性和個性。 (5)對當前熱門的非晶合金變壓器進行了簡要介紹,并指出非晶合金變壓器的優缺點,分析了其即將全面使用的趨勢。同時對非晶合金干式變壓器的優化設計進行了研究和探討,給下一步的工作指明了方向。
上傳時間: 2013-05-28
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永磁電動機相比其他類型的電動機其性能指標突出,將廣泛應用于各個行業。但是隨著電機工業朝著大容量、高功率密度、小體積的趨勢發展,永磁電動機溫升與其它各項指標在配合上發生了分歧。為了解決這些問題,就要對永磁電機進行合理的冷卻設計及溫度計算。永磁電機的溫升計算除了要考察定子繞組處的受熱,同時也要兼顧永磁體的溫度情況‰本文對永磁電機的溫度計算及冷卻系統進行了如下分析設計: 首先,通過電磁學與傳熱學、流體力學等邊緣學科,對永磁電機進行溫度場分析。其中對自冷徑向永磁電機溫度場進行詳細地分析與計算。利用等效熱網絡法,即離散網格,使參數集中化,列出方程組,解出各剖分點的溫度值。采用與其相對應的經驗公式及實驗結果確定永磁電機的散熱系數。 其次對徑向永磁電機的損耗分布進行說明,不僅從數量上對槽內繞組損耗和端部繞組損耗做出了區分,而且從理論上對定子軛部和定子齒部的損耗進行分析,以確保在損耗分布上盡量使誤差減少。其次利用ANSYS、ANSOFT軟件,采用有限元方法對永磁電機穩態、瞬態時的溫度分布情況進行分析。利用上述方法對TYJS機床電機4.4kW-3000進行分析,比較其理論值與實驗值之問的誤差,結果比較滿意。 最后,本文對5kW-450雙定子-單轉子盤式電機的溫度場進行分析。由于徑向電機與盤式電機在結構上的區別,分別對盤式電機的損耗分布、散熱系數的求取等不同之處與徑向電機進行比較。對盤式電動機外部冷卻系統的設計上,采用假定系數法,反推風扇結構,合理地設計了該樣機的冷卻系統。通過以上的分析,能夠較準確計算電機的溫度值,從中得出其局部過熱點。這樣給電機的改進和研制都帶來了方便。
上傳時間: 2013-06-14
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盤式永磁電機因其較高的轉矩密度和良好的動態響應特性,在各種驅動、伺服和控制領域得到了迅速的推廣和應用。本文針對盤式永磁同步電動機的設計展開研究,所做工作主要包括以下幾個部分: 首先,從電機的主要尺寸方程入手將盤式永磁電機和徑向永磁電機的轉矩密度進行了比較,得到了兩種電機轉矩密度的變化關系。推導了六相盤式永磁同步電動機的電樞反應電抗、槽漏抗等的計算公式,同時也給出了這些參數相應的有限元計算方法,兩種計算結果基本一致。并且在對多極少齒結構電機的漏磁系數進行研究的基礎上,總結了該類電機的漏磁系數的計算方法。 其次,采用了針對六相電機的22極24槽結構,使得電機的主要尺寸減小,電機定子沖槽、電樞下線等工藝要求降低。利用有限元法和傅立葉分析求解對永磁體的形狀進行優化,可使得永磁電機氣隙磁密波形畸變率減小,進而降低的轉矩波動。定量分析了不同定子槽口寬度對空載反電動勢波形和齒槽轉矩的影響規律。 通過對盤式永磁電機的磁場分布特點的研究,編寫了分環法盤式永磁電機電磁設計程序。通過對樣機設計值與實驗值比較,不斷對盤式永磁電動機的電磁程序進行完善和修正,目前已經形成了一個比較實用可靠的CAD軟件。 對盤式永磁電機轉子盤體進行剛度計算,并且也對電機的定子進行了固有頻率的計算,保證了電機的可靠運行。 最后,在上述研究的基礎上,本文設計制造了一臺5kW的雙定子單轉子結構的盤式永磁同步電動機樣機并做了詳細的實驗,實驗結果與理論分析基本一致。
上傳時間: 2013-07-29
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由于干式變壓器的優良性能以及在特種場合下對干式變壓器的應用需求,當前我國干式變壓器市場空間廣闊,競爭激烈。但是目前國內許多干式變壓器生產廠家仍然停留在手工設計計算階段,設計的效率低、周期長、人工成本高。干式變壓器原材料的上漲,也加大了廠家的制作成本。以研究、開發實用性干式變壓器CAD系統為目的,本文對該集成軟件的系統分析及相應的實現技術進行了詳細的研究。 首先,在總結干式變壓器手工設計方法的基礎上,借鑒變壓器的通用優化設計模型,結合干式變壓器的特點,建立了干式變壓器的優化設計模型。以鐵芯直徑、窗高、內線圈匝數、外線圈電流密度、內線圈電流密度為變量,采用改進遺傳算法對其進行干式變壓器單機優化設計。該算法將模擬退火思想引入到遺傳算法的選擇機制中,解決了傳統遺傳算法過早收斂的問題。其與傳統遺傳算法優化結果對比表明:新的算法收斂性較好,優化效果較明顯,算法是成功的。并根據Appelbaum序貫分解法的基本思想,通過“共同變量”和“非共同變量”將系列中兼容的各規格變壓器聯系起來,得到系列變壓器優化設計的統一數學模型,然后使用改進后的遺傳算法對中小型干式變壓器中套用同一個機座的系列優化問題進行了探討,并在此基礎上建立了干式變壓器系列優化的軟件優化設計流程。 其次,在軟件設計方面選用C++程序設計語言,采用Visual Basic進行界面編寫,且運用ActiveX技術實現了VB與AutoCAD軟件的連接。該設計不但能夠對干式變壓器進行優化設計,并且添加了CAD制圖功能。本文對數據庫支撐的干式變壓器CAD系統進行了系統設計和研究,詳細探討了該集成軟件的實現技術。 最后,在各項性能指標都滿足國家標準要求的情況下,以SC9-50/10型號和SCB9-1250/10型號的干式變壓器為例進行單機優化,變壓器有效成本分別降低了2.83﹪和1.79﹪;以系列號SC9-50/10四個規格變壓器為例進行系列優化,分別按照不同的權重來進行系列優化設計,優化方案1時,總成本下降了3.26﹪;優化方案2時,總成本下降了3.1﹪。可見,達到了預期效果,干式變壓器成本有效降低。
上傳時間: 2013-07-23
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隨著無刷直流電機在工業控制和家用電器等領域中的應用越來越廣泛,其傳統的帶位置傳感器無刷直流電機控制呈現出越來越多的局限性,由此,無位置傳感器控制便應運而生,特別是“反電勢”法無位置傳感器控制逐漸受到了人們的青睞,并成為無刷直流電機控制系統的研究熱點及發展主流。 論文在詳細介紹了無刷直流電機的運行原理及數學模型的基礎上,對反電勢過零檢測法無位置傳感器控制的原理以及過零檢測電路的設計進行了詳細的分析和研究。由于在零速或低速時電機反電勢為零或很小,基于反電勢的控制方法都需要特殊的起動技術,本文在分析常有起動方法的優缺點的基礎上,提出了一種新的起動方法一轉子位置閉環起動法,該起動方法包括轉子零初始位置檢測、轉子位置閉環加速以及切換至反電勢法運行三個步驟,并通過仿真和實驗證明,與傳統的三段式起動方法相比,該起動方法具有更優良的起動性能。同時,本文還對反電勢法無位置傳感器控制的檢測誤差及干擾影響進行了系統的理論分析,并提出了相應的誤差補償及干擾抑制措施。 最后,確立了以MC56F805為核心的無刷直流電機無位置傳感器控制系統的硬件系統,搭建了相應的硬件實驗平臺。在Codewarrior集成開發環境下完成了整個無刷直流電機無位置傳感器控制系統的軟件設計。實驗證明,所研制的試驗軟硬件平臺能很好地完成無刷直流電機無位置傳感器控制功能,控制系統結構簡單、響應快速、可靠性高。
上傳時間: 2013-07-21
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帶整流負載的同步發電機在一些需要高品質直流電源的場所,如艦船電力推進、郵電通訊、飛機等電源系統得到了廣泛應用,并且受到了許多學者的關注,其研究領域主要涉及數字仿真、數學模型、穩態分析以及運行穩定性等方面。 本文對MATLAB/Simulink中的電機模型進行了深入的研究。針對MATTAB中電機仿真模型的不足和本文研究的需要,提出了同步發電機定、轉子分解的狀態方程,利用MATLAB工具箱建立了新的同步電機仿真模型并進行了封裝,為進行帶整流橋負載同步電機系統的分析與研究打下了很好的基礎。 對帶整流橋負載同步發電機整流系統穩態運行特性進行了分析,采用定、轉子分解模型建立了整流系統仿真模型。證明了在假定轉子磁鏈守恒,即忽略轉子電阻影響的條件下,定、轉子分解模型很容易轉變為帶三相對稱非線性負載的同步電機穩態分析模型。介紹了根據這一模型推導出的解析計算公式,給出了計算方法和步驟,并編寫了計算程序,便于工程上直接使用。與仿真結果的對比驗證了該解析計算的正確性。同時,仿真證實了忽略轉子電阻影響會給計算結果帶來一定的誤差,但是,在轉子電阻正常值范圍內,忽略其影響是允許的。 對帶有反電動勢負載的同步發電機整流系統的穩定性進行了仿真研究,將系統中的各個參數對系統穩定性的影響進行了仿真。為了解決穩定性仿真計算量大、計算時間長的問題,利用同步電機換相計算的穩態公式,對同步電機分解模型的定子部分和整流橋部分進行了簡化處理,得到了同步發電機整流系統穩定性分析簡化模型。通過兩種模型的仿真計算,證實了該簡化模型與非簡化模型的仿真結果相當一致。這樣既解決了帶有反電動勢負載的同步發電機整流系統的穩定性仿真計算的計算速度問題,也證明了換相過程及其產生的諧波對系統的穩定性沒有影響。
上傳時間: 2013-06-19
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隨著變電站自動化、通信和微電子等技術的快速發展,在變電站自動化系統領域出現了大量基于微處理器/控制器的智能電子設備,變電站自動化的水平在不斷提高,系統集成成為趨勢。在這一發展過程中,互操作性差已經開始成為“瓶頸”問題,即不同廠商或同一廠商在不同時期的智能電子設備采用的網絡和通信協議可能不相同,使得智能電子設備之間需要協議轉換才能集成到一個變電站系統,從而增加了系統的成本和復雜性,影響了系統的實時性和可靠性。為了解決這個問題并適應將來快速更新的計算機和通信技術,國際電工委員會于2005年正式頒布了關于變電站自動化網絡通信的國際標準IEC61850。本文圍繞基于IEC61850的變電站網絡通信和符合該標準的智能電子設備網絡通信裝置的實現展開研究,分為IEC61850標準的體系分析和具體模型的構建、基于IEC61850的通信網絡的特征及規劃、變電站通信網絡數據流建模及網絡通信性能仿真、符合該標準的智能電子設備網絡通信裝置的設計幾部分。 IEC61850是一套完備的、面向未來的變電站通信網絡與系統標準,本文首先介紹了其制定背景、結構體系和主要內容,分析了信息模型的內涵、技術特征和建模方法,并針對變電站中最為重要的兩類模型--采樣值報文傳輸模型和通用變電站事件傳輸模型進行了具體的模型構建和通信映射。 實現IEC61850通信的物理承載是以太網,本文首先通過對以太網的技術特征進行分析,得出其通信特性,然后研究和分析了變電站通信網絡對環境、規模、安全性、可靠性和實時性等要求,其中對網絡傳輸延時的特性進行了深入研究。在上述分析的基礎上,對變電站通信網絡進行了規劃和構建,提出了使用適用的網絡拓撲、報文加入優先級標簽、采用基于多VLAN的節點分布規劃和網絡冗余等提高實時性和可靠性的改進措施。 區別于傳統的以太網通信,變電站通信網絡中存在多種數據流,是要進行特殊處理的。本文首先對基于IEC61850的變電站通信網絡的數據流進行分析并劃分類別,根據其特性建立了數學模型。然后歸納了網絡模擬的一些技術和方法,并通過基于NS-2的網絡模擬技術對變電站通信網絡的性能進行了動態模擬,得出了相關的網絡性能指標。模擬結果證明了使用交換式以太網、報文引入優先級標簽和采用基于多VLAN的節點分布規劃等提高實時性措施的正確性,有利于變電站的網絡規劃和建設以及智能電子設備通信裝置的設計。 從現代電力系統的信號源開始,首先分析了電子式互感器數字接口的要求并建立數學模型,然后采用模塊化的思想設計出相應的具體軟/硬件,實現了基于IEC61850的電子式互感器數字接口的通信裝置樣機。在此基礎上將此裝置經過擴展和修改用于其他的智能電子設備的網絡通信,使其具有廣泛使用性和兼容性。最后設計了試驗環境,通過測試驗證了該樣機的通信性能滿足要求并具有較高的可靠性。
上傳時間: 2013-07-08
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本論文主要針對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electrical Vehicle)用DC/DC變換器主電路拓撲結構及電磁干擾產生與抑制問題進行研究.針對燃料電池偏軟的輸出特性和電動汽車對DC/DC變換器的體積小、重量輕和效率高的要求,本論文分析比較了帶變壓器的隔離式直流變換器和非隔離式直流變換器的主要優點和缺點,指出隔離式變換電路不適合于FCEV用DC/DC變換器主電路,非隔離式降壓(Buck)電路是最佳的主電路方案.在此基礎上,分析了非隔離式降壓(Buck)電路的工作原理和特點,運用模擬仿真軟件PSPICE仿真分析了Buck主電路參數,并在分析比較了各種磁性材料特性的基礎上對電感器進行了優化設計.本論文深入討論了DC/DC變換器中構成電磁干擾的三個主要因素:電磁干擾源、傳播途徑和敏感設備.分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源及干擾產生的機理以及干擾傳播途徑,在此基礎上,重點討論了抑制各種干擾的方法及措施(包括傳導干擾抑制與輻射干擾抑制等),并給出了具體方案.本論文還從電磁兼容(EMC)測試的目的、組成等方面出發,對整個EMC測試進行了詳細的分析,提出了基于汽車電子EMC測試標準的DC/DC變換器EMC測試大綱,并對其中的試驗項目、試驗儀器、試驗場地、試驗設置、所應達到的等級進行了詳細的分析和介紹.
上傳時間: 2013-08-03
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盤式永磁無刷直流電動機的設計可以借鑒圓柱式無刷直流機和一般盤式電機設計的方法,但又有其獨特的特點.本文主要研究的盤式永磁無刷直流電機的電磁分析與設計.考慮到盤式電機特殊的磁場形式,本文從磁場分析方法入手,研究了盤式永磁無刷直流電機的電磁設計特點,比較了與普通圓柱式電機之間的異同,并給出了一個電磁設計程序.
上傳時間: 2013-07-15
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