發布時間：2023-09-19 18:27:43
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的電力傳動技術樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：LNG動力 規范
隨著全國性的節能減排運動的展開，近幾年LNG 動力船在全國各地得到了大規模的試點和推廣，但從目前來看效果不太理想。究其原因一是由于油價的回落使得天然氣的性價比下降，加上LNG加注碼頭或加注躉船嚴重缺乏，船東積極性下降。二是目前相關專業技術人員的缺乏和配套產品的落后等因素導致LNG動力船的各種技術指標很難完全達到規范要求，限制了LNG動力船的發展。要改變這一現象，需要各方積極配合，找出原因，研究對策。船長在20-50m間的小型船舶占我國船舶數量的絕大多數，產生的空氣污染量占船舶排放量的絕大部分，同時LNG動力在小型船舶上的應用難度比大、中型船舶更大，推廣的成果和意義也更大。本文就小型LNG動力船存在的主要技術難點問題在此作一分析。
一、發動機的選擇和氣體管路的問題。
LNG動力船分單一天然氣和雙燃料（天然氣和燃油）兩種，因條件限制，小型船舶一般采用雙燃料動力機。發動機分新造及改造兩種。改造機天然氣采用總管進氣單點噴射和支管進氣多點噴射兩種方式。其中總管進氣單點噴射方式僅需增加一套燃氣供應系統，可完全保留柴油機的燃油噴射系統，天然氣噴射壓力低，對燃氣泵的要求較低，成本較低，改造方便。但有很多缺陷，如會引發爆燃、總管存在爆炸危險、有燃氣掃出、排放性能差，空燃比不夠精確、燃氣模式下調速性能差等，安全性、經濟性和排放都存在明顯問題。所以這種改造方式應予以淘汰。另一種方式是目前絕大多數改造船舶使用的支管進氣多點噴射方式。該方式空燃比比較精確，沒有燃氣掃出，排放性能較好，部分解決了總管進氣方式的缺陷，但還有單缸爆燃問題，調速性能差，改造成本較高等缺陷。
二、機器處所類型的確認。
對小型船舶來說，采用本質安全型機器處所，能夠避免很多由于空間間距小而帶來的問題。但本質安全型機器處所要求供氣管路采用雙壁管，由于機器處所的供氣管路的雙壁管由船廠施工，發動機廠家一般不會考慮雙壁管的要求，所以無論采用機械通風導管的雙壁管還是采用填充惰性氣體的雙壁管對小型船舶來說不太現實。ESD防護式機器處所僅適用于多機艙船舶，且除免除雙壁管要求外，其他對機艙的要求也很高，小型船舶并不適用。所以目前情況下，小型船舶的機器處所僅可能采用增強安全型機器處所。
目前許多改建或新建LNG動力船供氣管路部分采用雙壁管，氣體閥件單元也做成氣密（氣密效果因工藝不同不盡相同），管路有獨立的機械通風，另外機艙其他要求基本參照增強安全型機艙要求。這種方法滿足規范要求，機艙安全性有保障，但成本增加很多。
三、小船氣罐的布置問題。
小型船舶特別是一部分改建船舶，由于船長的限制，機艙距船尾較近，氣罐的布置比較困難。為了留出船尾必要的防撞間距，氣罐部分空間要放置在機艙上方，此種情況按規范要求必須設置寬度至少達到900mm的隔離艙。為解決這一問題，設計時在其下方機艙部位增加一塊900mm高度的隔離區域。由于小船機艙高度有限，這一區域沒有了利用空間，對機艙區域的布置帶來了極大的困難。
四、氣體管路及氣罐透氣口與其他區域的間距問題。
一般情況下，小型LNG動力船舶的舵機艙位于氣罐后下方，其開口距氣罐透氣口、燃料閥、氣體管路法蘭等距離較近，但其內部設備不能完全達到防爆等級要求，采取過壓措施也不太現實。考慮到LNG氣體密度約為空氣的55%，一般情況下很少會有LNG氣體在舵機艙積聚，故對舵機艙的要求應予適當放寬，不把其劃入危險區域之內。氣罐的透氣口位置和高度要求對小型LNG動力船來說是很大的考驗。盡管規范對內河船舶考慮了其布置的困難，對內河船舶氣罐的透氣口的高度從6m降為3m，但對受航道橋梁限制的內河船舶，還是偏高。透氣口距機器廢氣出口及機艙空氣出口的距離規范要求為海船10m，內河船舶5m，對小型船舶來說，出口的布置是非常困難的。
五、可燃氣體泄露報警和供氣閥的切斷。
可燃氣體探測器探測精度缺乏檢測手段，規范要求氣體濃度在20%--40%LEL（爆炸下限）時發出報警或切斷供氣閥。但目前檢驗時沒有有效的檢測工具和手段來確定氣體濃度和報警或切斷的可靠性。常用的方法只是簡單地在探測器下方釋放可燃氣體來確認是否報警或切斷供氣閥，氣體濃度無法確定。
六、氣體充裝管路的保護。
部分船舶的氣罐位于主甲板下方的艙室中，充氣管路部分穿過主甲板，為防止船體發生冷脆現象及充裝人員的安全，管路的保溫是很重要的工作。但目前對管路的保溫材料的選擇、施工缺乏明確要求，配套的合格產品幾乎沒有。
七、船用產品證書的問題。
規范規定與氣體燃料系統相關的重要產品如氣罐、氣體燃料發動機、熱交換器、ECU、燃料管路上的閥件、軟管、波紋管、泵和壓縮機等需持有CCS證書，但現實條件下，產品檢驗沒有跟上實際需求，很多部件沒有證書。發動機廠家僅提供發動機及配套的電子控制系統（ECU）證書，但氣體燃料控制系統及雙壁管、閥件箱的通風系統和機器處所通風系統的控制箱作為LNG動力船舶的重要單元，因為船舶差異化，沒有統一的控制系統，往往沒有CCS證書。另外氣罐及燃料管路絕大多數是由原來生產船用鍋爐或壓力容器的廠家生產，生產條件及技術條件良莠不齊，外購的閥件五花八門，如核心的防爆電磁閥，有進口的、國產的，類型很多質量得不到有效保證。氣體燃料控制系統的生產廠家水平也是參差不齊。給船舶安全性和檢驗工作留下極大的隱患。
以上是小型LNG動力船實船建造、檢驗過程中存在的部分技術難點，產生的原因很多，有些是短時期還無法徹底解決的，如發動機綜合性能的提高和成本的控制，其他還有諸如設備制造廠家和船廠的技術、工藝缺陷，小型船舶對規范的適應性還缺乏全面的研究等。為把LNG動力真正成功應用于小型船舶，建議：
1、適當降低規范的某些條文要求。規范對LNG燃料的危險性估計偏高，天然氣的燃點為650℃，大于柴油的220℃及汽油的427℃，其爆炸濃度也大于柴油、汽油，密度也僅為空氣的55%，一般情況下很難有區域能積聚達到其爆炸濃度的氣體，所以其危險程度并不是很大。在采取一些必要的防護后，如保證必要的抽吸風系統，規定非防爆電氣設備與閥件、氣體管路等有氣體泄漏危險的單元的最小間距等，在氣體燃料控制系統和氣體安保系統能正常工作的情況下，安全性是完全可以保障的。危險區域的劃分及開口間距的適當降低可以使小型LNG動力船的設計、施工難度大大降低，相應的成本也會有所下降。對LNG動力船的推廣很有好處。
關鍵詞：長距離膠帶機 可控起動傳輸 龍灘水電站 砂石料 輸送系統 應用
1、工程概況
龍灘水電站是西部大開發戰略和西電東送具有重大意義的標志性工程，是繼三峽工程之后又一巨型水電站，是紅水河梯級開發中的最大水電工程。該工程以發電為主，兼有防洪、航運等綜合效益。地下廠房最終裝機容量5400MW。蓄水位400m方案時最大壩高216.5m，大壩為碾壓混凝土重力壩， 為目前世界上最高的碾壓混凝土壩。壩體混凝土總量約740萬m3。蓄水位375m方案時壩高192m，壩體及圍堰混凝土總量約640萬m3。混凝土所用砂石料為人工骨料，并由大法坪砂石加工系統供應。
大法坪砂石料加工系統到大壩混凝土生產系統（直線距離約4.5km）的成品砂石料主要由膠帶機輸送。運輸線中部采用布置在隧洞內（含跨越龍灘溝、那邊溝明段部分）的長距離膠帶機，單機長度約4km，機頭采用高壓電機及可控起動傳輸（CST）裝置驅動。
該長距離膠帶機由沈陽礦山機械（集團）有限公司制作并安裝，水電七局六分局負責運行，長峽龍灘工程建設監理部承擔運行監理。 2、長距離膠帶機應用簡述
龍灘水電站大法坪砂石加工系統距大壩混凝土生產系統（308m混凝土系統、360m混凝土系統）交通里程約7.5km，且路況較差，12# 公路路面寬度局部路段不足6m，彎多坡陡，且經過麻村采石料場山腳下。采用汽車運輸十分不便，且不能滿足車流量要求，還存在較大安全隱患 ，極易出現成品砂石料堆場排隊等料或堵車現象。在運輸道路和汽車轉運難以滿足砂石料運輸強度情況下，應用長距離膠帶機及可控起動傳輸（CST）裝置輸送砂石料，能有效地解決了汽車運輸存在的問題。為膠帶機輸送系統遠距離輸送砂石料的推廣應用進行了大膽的嘗試。
該長距離膠帶機穿越三條隧洞和龍灘溝、那邊溝兩明段，設計輸送能力3000t/h。從機尾部起下運，下運高差50m（水平距離1743m），中部為水平運行(距離724m)，然后為上運，上運高差為30m(水平距離1478m)，所用膠帶機是以鋼絲繩芯輸送帶作為牽引和承載構件的連續運輸機械。見圖1： 3、長距離膠帶機輸送設計 3、1設計要求
根據砂石料輸送特點，對膠帶機輸送系統進行設計。大法坪砂石加工系統成品砂石料堆場下設雙線廊道膠帶機輸送，用單線膠帶機（E1~E3膠帶機或E2~E4膠帶機）向長距離膠帶機供料，在單線膠帶機供料不足情況下，也可雙線同時向長距離膠帶機供料。然后經308m混凝土系統B1—B6膠帶機至砂石料倉儲備或經360m混凝土系統A0—A4膠帶機至砂石料倉儲備，經二次篩分后進入骨料調節料倉（一次風冷料倉），供攪拌樓進行混凝土生產。
長距離膠帶機的運轉方式以工藝輸送系統流程在中央控制室通過PLC和計算機控制系統實現自動運轉操作。控制系統具備主要故障的檢測和保護功能，可實現機旁無人操作。為此，長距離膠帶機系統中設計了跑偏、打滑、堵塞、防撕裂及急停（拉繩）開關、除水裝置等附屬裝置。在機頭部設有落料擋板，以防止物料墜落或卡入膠帶與滾筒中損壞膠帶。在機尾部設有兩個受料點，前面導料槽為提升導料槽，后面導料槽為固定導料槽，當后面導料槽受料時，前面導料槽升起。膠帶的運行是靠傳動滾筒與膠帶之間的摩擦力帶動的。膠帶繞過傳動滾筒和多個改向滾筒形成一個無級的環形帶，膠帶的上下分支分別由各種上、下托輥組支承，并由拉緊裝置給膠帶以需要的拉緊力，傳動滾筒的動力來自驅動裝置（電動機與可控起動傳輸CST裝置）。物料經過導料槽不斷地加于膠帶上并隨之一起運行從而完成運輸任務。 3、2設計情況
根據以上要求，在長距離膠帶機設計時，考慮該膠帶機所輸送的物料為成品砂石料，琢磨性高，而且輸送量大，輸送距離長，需選用深槽高速膠帶作為砂石料輸送皮帶，因此采用了耐磨、耐沖擊的優質橡膠鋼絲繩芯輸送帶。 技術參數：
計算參數： 輸送物料：成品砂石料（石灰石）
物料重量： q=208kg/m 粒
徑：0~5，5~20，20~40，40~80，80~150mm
膠帶重量： qo=40.8kg/m 散積容重：γ=1500kg/m3
上托輥間距： L1=1.2m
輸送能力：Q=3000t/h
下托輥間距： L2=3.0m 輸送帶寬：B=1200mm
驅動功率：3×（10KV+560KW）帶
速：V=4m/s
起動時間：40~300s可調 傾
角：-1.64o~oo~1.16o
停止時間： 5-60s 可調 高
差：-50+0+30m
距
離：L=1743+724+1478=3945m
主要結構：
長距離膠帶機是單向運行輸送機械。主要有驅動裝置、傳動滾筒組、改向滾筒組、（上、下）托輥組、拉緊裝置、輸送膠帶、提升導料槽、固定導料槽、清掃器、各種保護裝置及機頭架、機尾架、高架支腿和中間架等主要部件組成。
驅動裝置主要由高壓電動機、聯軸器、可控起動傳輸CST裝置、傳動滾筒組等組成。其連接方式為電動機與CST、CST與傳動滾筒聯接，聯軸器采用CL型齒式聯軸器。該型齒式聯軸器具有一定補償兩軸相對偏移的性能。見圖2：
可控起動傳輸（CST）是由濕式離合器裝置和液壓控制系統組成的一個多級齒輪減速器，它是專門為以逐漸加速的加速度平滑起動運送大慣性載荷長距離皮帶運輸機而設計的。CST裝置的輸出軸扭矩是由液壓控制系統控制的，它隨著離合器上所加的液壓壓力而變化。本長距離膠帶機驅動裝置是由3臺電動機及3臺CST裝置組成。驅動功率為（3×560kw）。
CST的工作特點：驅動電機在負載（皮帶機）起動之前啟動，此時CST輸出軸保持不動。當驅動電機達到滿轉速時，控制系統逐漸增加到每臺CST離合器上的液壓壓力，起動皮帶機并逐漸加速到滿速度。這使得皮帶機在達到滿速度之前有一個緩慢的預拉伸過程。加速階段的持續時間可以在規定的時間范圍內進行調整。由于系統啟動時驅動電機可以按順序空載啟動，所以電機的沖擊電流非常小。同時CST系統也可以象控制皮帶機的起動那樣控制皮帶機的停車，適當延長停車時間可以最大限度地降低對膠帶的動態沖擊力。皮帶機正常運行時，根據系統中負載的分配要求，每臺CST裝置的離合器或保持少量打滑狀態或保持為最大壓力（無打滑）以輸出所要求的扭矩，但系統中任何負載的增加都將引起離合器打滑，這種情況被稱為“軟鎖定”。當離合器被軟鎖定時，任何瞬間的過載或沖擊載荷都將引起離合器的打滑，這樣驅動系統的所有部件，包括聯軸器、軸承和齒輪都將在沖擊或過載時受到保護，從而延長其使用壽命。由于驅動電機可以根據運行負載進行選擇而不必根據起動負載選擇，所以CST驅動系統可以選用功率較小的電機。
CST所帶來的另外一個特點是主電機可以在空載狀態起動，從而減小了起動沖擊電流并縮短了起動時間。同時允許操作人員更靈活的對膠帶機起停操作，而無需反復起停主電機，也提高了CST的可操作性。
CST可控驅動裝置控制箱，配置有觸摸屏控制面板和PLC可編程控制器；速度和功率PID閉環調節模塊；DH485或DH+通訊接口等。可實現與中央集控計算機系統聯網進行遠程數據傳輸。
膠帶自動液壓拉緊裝置是由液壓泵站、拉緊油缸、蓄能器、慢速絞車、電氣控制箱及符件等六大部分組成。油缸通過動滑輪、鋼絲繩與膠帶輸送機上的拉緊小車相連。電氣控制箱為壁掛式結構。該裝置具有以下特點：（1）起動拉緊力和正常運行拉緊力可根據膠帶機張力的需要任意調節。系統一旦調定后，拉緊裝置即按預定程序自動工作，保證膠帶在理想狀態下運行，從而減小膠帶厚度。（2）響應快。膠帶機起動時，膠帶會突然松弛伸長，該裝置中的油缸活塞桿能立刻縮回，及時補償膠帶的伸長，使其緊邊的沖擊減小，從而使起動平穩可靠，避免斷帶事故的發生。（3）具有斷帶時自動停止膠帶機運轉和打滑時自動增加拉緊力等保護性功能。（4）結構緊湊，安裝空間小。（5）可參與集中控制裝置，在集中控制臺上，實現對該液壓拉緊裝置的遠距離監控。
長距離膠帶機機尾裝有盤式制動器，安裝在尾部改向滾筒處，通過PLC控制，并配備手動釋放裝置。在大法坪砂石加工系統成品砂石料堆場廊道下設雙線膠帶機（E3、E4膠帶機）機頭落料斗處裝有導料槽。E3膠帶機為提升導料槽，該導料槽有升降裝置，工作時降下，不工作時升起。E4膠帶機為固定導料槽。膠帶機中部裝有除水裝置，安裝在那邊溝明段部分。當成槽膠帶里有積水時，可先啟動該除水裝置，使該區域段的槽形膠帶面變成平面，然后啟動長膠帶機，由除水裝置將膠面上的積水排除。
為了使長距離膠帶機系統安全生產運行，預防機械部分的損壞，保護操作人員的安全，便于集中控制和提高自動化水平，設置了電氣控制及綜合安全保護裝置。電氣控制及綜合安全保護裝置能對該長距離膠帶機整個運行過程中進行控制、并能對出現的故障進行自動監測、報警。除具有一般的順序啟動、順序停車，斷路、矩路、過載、過流、欠電壓、缺相、接地和拉緊、制動信號等保護以外，還配備以下安全保護裝置：（1）防跑偏；跑偏開關安裝在膠帶機沿線兩側并成對安裝，使開關的觸輥與膠帶接觸部位位于觸輥高度的1/3處。每隔100m左右裝一組（沿線共39組），當膠帶機發生跑偏時發出跑偏報警信號，實現膠帶跑偏自動報警和停機功能，以防止膠帶機因過量跑偏而發生事故。該開關具有兩級動作功能，一級動作用于輕度跑偏量達5%帶寬時發出信號報警，二級動作用于重度跑偏量達10%帶寬時延時動作，報警并停機。（2）緊急事故開關（雙向拉繩開關）；緊急停機用拉繩開關，安裝在膠帶機沿線機架的兩側并成對安裝，每隔50m左右安裝一組（沿線共76組），當膠帶機出現故障時，操作人員可在膠帶機的任何部位拉動拉繩開關，動作后，自鎖并發出報警信號，使本膠帶機及其上游的設備停機。此外，當發出開車信號后，如現場不允許開車時，也可以拉動開關，禁止膠帶機啟動，以避免發生設備和人身事故。（3）溜槽堵塞裝置；用于檢測膠帶機頭部和尾部的漏斗和溜槽內是否發生堵塞。當漏斗和溜槽內發生堵塞時，立即發出報警和停機信號，立即停機，以防事故發生。溜槽堵塞裝置安裝在溜槽相對的兩個側壁不受物料沖擊的適當位置上，一般安裝在距溜槽底部以上1/3溜槽高度為宜。（4）縱向撕裂開關；安裝于膠帶機尾部受料點承載膠帶下面，能隨時檢測出膠帶縱向撕裂故障，并及時發出停機信號，防止故障擴大，減少損失。這些裝置都通過電氣控制系統聯接到控制室進行集中控制。
轉貼于 4、長距離膠帶機實際運行情況
長距離膠帶機于2003年10月20日—12月17日進行通電試運行和空載調試運行，并對膠帶跑偏進行調整。因電氣控制系統將跑偏及急停（拉繩）信號采集共用一組控制線，使PLC控制系統常出現錯誤報警且很難判斷故障點和膠帶跑偏造成停機。12月18日開始帶負載運行調試并將沿線拉繩開關及跑偏開關全部斷開，因上調心托輥組不能滿足設計承載和連續運輸要求，有些托輥從支架上掉下來，停機對該托輥支架進行加固。至2004年1月4日，為滿足308m混凝土攪拌系統1# 、2# 攪拌樓重載調試，共運送砂石料約20000t（在此期間斷斷續續運行，且經常停機處理，托輥支架加固效果不明顯，且未能從根本上解決問題）。2004年1月6日，由業主組織各參建單位就長距離膠帶機帶負載運行及存在問題進行討論并要求整改。要求電氣控制系統設計、安裝單位對膠帶機沿線的跑偏開關和緊急（拉繩）開關重新放線、進行改造；要求調心托輥組廠家更換新的托輥支架（加強型），由運行單位配合將沿線上調心托輥組全部更換。并對沿線嚴重跑偏位置和可能對膠帶跑偏造成磨損部位增加擋偏滾筒，以減少膠帶跑偏造成磨損和停機事故，于1月15日整改結束。1月16日進行重載運行試驗，從運行情況看，整改效果明顯，可滿足連續運輸要求。因長距離膠帶機系統與大法坪砂石加工系統、308m混凝土系統、360m混凝土系統未能實行電氣聯鎖控制，且長距離膠帶機為可控驅動裝置傳輸（設計值：起動時間為120S、緊急停機時間為40S），常因308m系統B1~B6膠帶機或360m系統A0~A4膠帶機其中某一條膠帶機故障或緊急停機和長距離膠帶機系統故障停機而造成長距離膠帶機機頭或機尾堵料。
自2004年1月16日~3月30日輸送量達50多萬 噸 。從輸送情況看，用高速深槽式長距離膠帶機輸送成品砂石料，具有其它輸送工具（汽車）不可比擬的特點： 4、1 輸送效率高；因深槽式高速膠帶機輸送速度達4m/s， 且輸送強度較大，一般可達2800~3000t/h。與汽車轉運輸送相比，其輸送效率明顯提高，且運行成本大大降低，可滿足大壩高強度混凝土澆筑用料要求。 4、2 結構簡單；用型鋼、板材在制造廠組焊成圖紙要求的組件和部件，如機頭架、尾架、高架支腿、中間架、落礦擋板、溜槽 、張緊臺架等。然后在使用現場用螺栓連接或焊接成所需要的整體。采用可控起動傳輸裝置，膠帶自動液壓拉緊裝置。簡化了輸送系統的結構，安拆迅速、方便。操作簡易且布置靈活。 4、3 運行安全可靠；采用CST的主要目的是為在起動過程加速階段降低張力作用對膠帶機帶來不利影響，通過控制起動上升曲線，可減小膠帶機空載或滿載起動時帶來的瞬時尖峰張力，從而得到一個滿意的動態結果。除了滿足張力與速率控制要求之外，還能防止瞬間負載沖擊帶來的不利影響。任何情況下，從驅將跟隨主驅自動調整狀態，在不同的負荷下均能保持一致的輸出功率。 由于可控驅動裝置CST在高壓腔管道上安裝閉鎖閥，在突然停電時，能保持高壓腔壓力，使離合片保持結合，以保證主電機的動力傳遞。提供可控停車，從而避免系統突然停電以滿負荷運行膠帶機的動力學破壞。 4、4 布置靈活：膠帶機系統可用于砂石料輸送，也可用于混凝土輸送。特別適用于因交通不暢且輸送強度較大的施工場面。其占用場地小，臨建工程量小，投資成本優于其它投資成本。 5、問題與意見
長距離膠帶機經過幾個月的運行，證明該膠帶機運行可靠，輸送量可達到設計要求，因整個輸送系統設計尚不盡人意，還有待進一步認識和改善。主要有以下幾個問題急需解決。 （1）砂石料輸送系統在設計階段未能充分考慮各系統膠帶機與長距離膠帶機在電氣控制部分的聯接，膠帶機啟、停控制方式，長距離膠帶機機頭轉載，系統通訊、監控等問題作較透徹了解。待各系統膠帶機進行聯動輸送時，出現長距離膠帶機遇故障或緊急停車時，大法坪砂石加工系統成品堆場下設廊道輸送膠帶機不能停機而導致長距離膠帶機機尾堵料。或308m系統、360m系統某一條膠帶機發生故障緊急停機時，導致長距離膠帶機機頭（308m系統B1膠帶機機尾或360m系統A0膠帶機機尾）堵料現象。因長距離膠帶機為可控驅動裝置，緊急停車時間一般為40s，而其它系統的膠帶機為一般電機驅動，停車時間只有幾秒鐘。只要308m系統或是360m系統某一條膠帶機發生故障緊急停機時，就會發生長距離膠帶機因慣性（延時）停車而導致機頭堵料（電氣聯鎖控制也無法解決此延時停車問題）。建議在長距離膠帶機機頭卸料處增設一受料坑，亦可增設短皮帶和調節料倉，料倉容量按正常停機時間80s計算，并結合考慮308m系統、360m系統的B1、A0膠帶機出料改造。以解決機頭堵料問題 。增設各系統膠帶機之間的電氣控制聯鎖并由計算機集中控制，以防止故障或緊急停機發生堵料造成對膠帶機的損傷。 （2）長距離膠帶機機頭清掃器廠家配置安裝的聚胺脂清掃器因刮板磨損較大，且對膠帶損傷較大，更無法刮清膠帶上沾附的泥砂漿。導致沾附在膠帶上的泥砂漿隨著皮帶運行與下托輥組進行磨擦，使隧洞內充滿灰塵。經業主和監理同意，要求廠家提供硬質合金清掃器，運行單位安裝并配合水沖洗。改造后，隧洞內灰塵大大降低。又因水沖洗后使機頭造成泥砂漿的污染，污水排放又成一難題。可增設沉砂池，以減少對環境造成污染，并考慮膠帶在除水時，引至沉砂池排出。 （3）隧洞內的照明與通風問題，隧洞照明線路采用三相四線制供電系統。在膠帶機沿線一側約20m布置一組照明燈具，機頭、機尾及明段處兩側設置固定檢修照明燈具，洞內共設置10臺小型軸流風機。電纜采用阻燃電纜。電源電壓為~220V、~380V，存在較大安全隱患且照明亮度不足。現有部分照明燈具被防水棚遮蓋（洞內滲漏水較為嚴重，已設置防水棚），使洞內照明亮度更加不足。由于設計原因，沿線未設檢修電源，使膠帶機沿線巡查和檢修工作十分困難。建議按規范要求（特殊場合照明器應使用安全電壓：隧道、人防工程，有高溫、導電灰塵和燈具離地面高度低于2.4m等場所的照明，電源電壓應不大于36V。在潮濕易觸及帶電體場所的照明電源電壓不得大于24V。）在沿線另一側增設一回36V或24V電壓照明器具并增設檢修電源。
關鍵詞：電力傳動；工業設備；實踐教學；人才培養
隨著我國制造業由勞動密集型向知識密集型的轉變，膠東半島制造業基地不斷升級與擴建，社會對電力傳動領域的應用型技術人才需求急劇增加。與此同時，對應聘者的綜合素質要求也不斷提高，不僅要求應聘者具備扎實的專業理論基礎，更重要的是具有一定的工程實踐操作能力和開拓創新意識。
山東工商學院作為一所省屬院校，秉著服務社會主義市場經濟、支持膠東半島企業發展，培養具有創新能力的應用型人才的辦學理念，大力支持電氣工程及其自動化專業的發展，在大力提高師資隊伍水平的同時，積極引進國內外先進的工業技術設備。為增強學生工程實踐能力、創新意識與創新能力，為了提高我校畢業生在電力傳動領域的競爭力，特創建了abb電力傳動實驗室。
一、實驗室和專業課程的地位
“電力拖動自動控制系統”是電氣工程及其自動化專業的一門核心專業課程，是“電機及拖動基礎”、“電力電子技術”、“自動控制理論”和“可編程控制器”等幾門專業基礎課程綜合運用的體現。[1，2]通過該課程的學習，學生對各類交、直流電機調速系統的調速原理有比較全面的了解。但是，現有的教材為了便于闡述清楚各種調速系統的構成及原理，通常采用傳統的模擬檢測裝置與控制器，與現在工業上普遍采用的全數字控制系統有很大的區別。[3]
abb電力傳動實驗室采用的是工業現場設備，是一種全數字控制電力傳動系統，通過對該傳動系統的學習，不但可以加深學生對交、直流調速系統的理解，還能將枯燥的理論學習與工業現場設備的實際操作相結合，極大地調動了學生學習的積極性，變被動學習為主動學習。更重要的是通過對現場設備的認識和了解，熟悉工業現場的傳動系統的構成與操作，能幫助即將步入工作崗位的畢業生盡快掌握工業現場電力傳動系統的操作與控制，并具有一定的系統設計能力，大大減少用人單位的崗前培訓時間。
因此，“電力拖動自動控制系統”的理論教學與實驗室的調速系統的實踐操作是促使學生全面掌握調速系統的不可或缺的兩個方面，理論學習指導實踐操作，實踐操作反過來加深對理論的認識。通過對工業設備的現場操作大大提高學生的實踐動手能力，對工業調速系統有一個系統的、具體的認識，為今后的工作打下了堅實的基礎。
二、實驗室建設
實驗室建設包括兩個部分，一部分是基于天煌教儀的電力電子與電機控制實驗室，另一部分是abb電力傳動實驗室。由于課堂教學主要偏重于調速系統結構和運行理論，為實驗和實踐提供理論指導。電力電子與電機控制實驗室主要是用于開設一些驗證性實驗，加深對交、直流調速系統運行原理的理解。abb電力傳動實驗室主要是讓學生熟悉各種工業現場設備及傳動系統的構成，培訓學生對工業現場常用的交、直流調速系統的操作，在此基礎上實現一些較簡單控制系統設計，培養學生的創新能力。
1.電力電子與電機控制實驗室建設
電力電子與電機控制實驗室擁有10臺天煌教儀的djdk-1型實驗裝置。該實驗裝置采用掛件結構，可根據不同實驗內容進行自由組合，故結構緊湊、使用方便；其次，實驗連接線采用強、弱電分開的手槍式插頭，兩者不能互插，避免強電接入弱電設備，造成該設備損壞；另外，該裝置的控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，設有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，切實有效保護操作者的人身安全，為開放性的實驗室創造了前提條件。通過該實驗室，可以比較輕松地實現交、直流電機的各種控制策略。當前該實驗室所開的實驗有：單閉環不可逆直流調速系統、邏輯無環流直流調速系統、雙閉環三相異步電機調壓調速系統和spwm變頻變頻調速實驗等。這些實驗對于加深學生對各類調速系統原理的理解具有十分重要的意義，但對于提高學生的實踐動手能力和培養創新意識沒有太大的幫助，因此有必要組建另外一個培養工程實踐能力的實驗室。
2.abb電力傳動實驗室的建設
abb電力傳動實驗室采用的是瑞典abb公司為工業傳動而生產的成熟產品。由于該實驗室采用與工業應用完全一致的產品線和設計結構，確保教學實驗與實際工業應用的無縫連接，有助于解決電氣傳動的課堂教學與實踐相脫節的問題。考慮到當前工業電力傳動控制，既有高性能的交流傳動控制，也有傳統的直流傳動控制，因此我們采購的控制系統有交流傳動的acs800標準低壓dtc變頻調速系統、acs800 iv象限dtc變頻調速系統、acs550風機/水泵專用變頻調速系統，直流傳動的dcs800 12脈直流調速系統。abb電力傳動實驗室所開出的實驗涵蓋了一些常見的工業應用領域，學生通過對該系統的實際操作，能夠了解和掌握目前工業領域，尤其礦山領域中絕大多數變頻調速系統的工藝和操作，很好地解決了當前畢業生普遍缺乏工程實踐動手能力的問題。
三、教學內容和體系的完善
由于專業課的授課課時和實驗課時均很有限，而各種新的控制思想和控制方法不斷出現，并且社會對人才培養提出了更高的要求，在這種情況下，如何提高課程的教學質量和有效利用實驗課時已成為“電力拖動控制系統課程”教學任務中不容回避的重要問題。[4]
1.修改教學大綱，增加現代調速內容
隨著電力電子技術的發展，全數字的pwm交流控制系統已成為當前工業控制主流，而教科書中的直流調速、基于晶閘管的交流控制仍然占據很大的篇幅，因此有必要修改教學大綱。修訂后的教學大綱減少直流調速的內容，保留原有的交流電機變頻調速的基本原理、感應電動機變頻調速的機械特性以及感應電動機變頻調速系統，重點分析基于轉子磁場定向的矢量控制（vc）和基于定子磁場定向的直接轉矩控制（dtc），最后介紹自控變頻同步電動機控制系統、無刷直流電動機和永磁同步電動機的自控變頻控制系統。
2.強化實驗環節，深化對調速系統的理解
實驗是學好電力傳動不可缺少的一個環節，根據實際情況將實驗課分為兩個部分，一部分實驗課是隨著課程教學進度而開設的驗證性實驗，該實驗在電力電子與電機拖動控制實驗室進行。此類實驗的目的是加深學生對各類調速系統的調速原理的理解。另外一部分實驗課時是安排在學期末為期一周的課程設計。課程設計的目的是在學生對電力拖動自動控制系統已經有了比較全面了解的基礎上，對矢量控制系統和直接轉矩控制系統進行仿真。由于電機拖動實驗室的實驗平臺不能滿足這類實驗的要求，因此將此課程設計安排在裝有matlab軟件的計算機房。matlab是工業控制領域常用的仿真軟件，其中simulink\simpowersystems工具箱為搭建電力拖動控制系統提供豐富的模型。[5]利用軟件提供的電機模型、逆變器模型等，按照矢量控制策略和直接轉矩控制策略分別搭建控制系統模型，并進行仿真。[5]利用軟件仿真還有一個優點就是可以很方便地修改參數和查看仿真結果。例如在矢量控制器設計過程中，需要反復修改pi控制器參數，直到系統滿足各項指標。
這個課程設計的目的有兩個：一是讓學生學會運用matlab搭建電力拖動控制系統模型；二是要了解交流調速系統的矢量控制和直接轉矩控制的結構和原理，為下一階段的交流調速系統的操作打下堅實的基礎。
3.加強實踐環節，培養實際操作能力和創新能力
具有創新能力的應用型人才培養，不僅要使學生具有較扎實的調速理論知識，同時還要有系統思維、工程實踐能力和創新意識。而電力電子與電機拖動實驗室的現有的教學儀器和matlab軟件顯然不能完全滿足我們的人才培養要求，因此abb電力傳動實驗室的建設就顯得很有必要。工程實踐能力和創新意識的培養主要安排在大四第二學期，此時學生的理論學習已基本完成。接下來將電氣工程及其自動化專業的學生分為兩個方向：一個是電力傳動及其自動化方向，一個是電力系統及其自動化方向。電力傳動及其自動化方向的學生必須要參加abb電力傳動實驗室的培訓。這一階段的培訓按調速系統的構成分為三個模塊：dcs800直流調速系統；acs550變頻調速系統；acs800變頻調速系統。在進行操作之前要對各調速系統的硬件、軟件作一個詳細的介紹。這里以dcs800直流調速系統為例，其硬件包括dcs800 12脈串聯直流傳動系統、12脈移相變壓器、abb ac800m plc系統和abb panel pp836四個部分。軟件包括dcs800直流傳動系統固件、ac800m plc編程軟件cbm和pp836編程軟件panel builder 800。在對系統的各部分有了充分了解的基礎上，就可以開始進行現場操作培訓。操作控制包括用操作面板操作變流器、用drivewindow操作變流器、用柜門按鈕操作變流器、用plc和pp836操作變流器，在掌握好這四種現場操作的基礎上接下來再進行通信方式切換操作、12脈傳動系統和6脈傳動系統的切換操作、再生制動現場操作等。通過這種循序漸進的培訓，學生基本上掌握了工業現場直流調速系統的構成和操作，其實踐動手能力有了顯著提高。由于有了這一階段的培訓，大大節省了用人單位的崗前培訓時間，提高了畢業生實踐動手能力。
創新能力的培養主要通過學生的畢業設計來實現。首先，為了讓學生更好地了解工業現場情況和一些常見的控制系統要求，abb電力傳動實驗室提供了一些視頻資料供學生們學習，并給出了部分控制工程的解決案例。這些資料對于今后從事電力傳動的學生具有十分重要的參考意義。電力傳動控制畢業設計的被控對象一般為實驗室的30kw的電機，根據控制要求設計一套合適的控制程序，在實驗室完成對這個被控對象的控制。例如：要求學生按照控制要求要求編寫一套plc控制程序，包括起、制動時間的限制，按要求加減速等。畢業答辯時需要把該程序下載到ac800m plc，檢驗該控制系統能否達到預先給定的要求。
通過對電力傳動系統為期一年的學習，學生們基本上掌握了交、直流傳動的運行原理及其特性、調速系統的構成以及工業調速系統的操作和開發，大大增強了學生的實踐動手能力和創新意識，為今后的工作打下了堅實的基礎。
四、結束語
以“abb電力傳動實驗室”為依托，以“電力拖動自動控制系統”為理論指導，以培養具有創新意識的應用型人才為目標。這種基于工業現場設備的人才培養模式，不但可以極大地提高學生的學習積極性，同時也能更有針對性地促進教學改革，將各專業基礎課有效地結合起來，形成一個有機的整體。這種新的人才培養模式對于緩解半島制造企業和礦山企業所需的大批電力傳動專業技術人才緊缺，提高當前畢業生解決實際工程問題的動手能力都具有十分重要的意義，同時也為學校贏得了較好的聲譽。
參考文獻：
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[2]王成元,夏加寬,楊俊友,等.電機現代控制技術[m].北京:機械工業出版社,2008.
[3]曾岳南,鄧則名,章云,等.電力電子與電力傳動實驗教學[j].實驗室研究與探索,2005,(24):141-142.
縱觀機械產品的發展史，可以區分為四個明顯的過程。最早的機械是以機器的機構、結構為主體，加上執行機構和能源組成。能源主要是人力、畜力、水力、風力等。這是原始的機械時代。后來發展到了用蒸汽作能源，以熱力機械作為執行機構，這是人類發展史上的一大進步，機械產品的生產效率也躍上一個新臺階。建筑在熱力學基礎上的這一代機械產品可以稱之為熱力機械。當發明了發電機和電動機之后，電取代了蒸汽成了主要的能源，而執行機構則是以電動機為主體的電氣傳動機構，電氣傳動這門技術開始與機械結上了不解之緣。這又是一個劃時代的技術革命。這個時代的機械主要以電工技術為支掙，包括復雜機械的控制、操作也大都是以基于黽磁學原理的各種電器來實現的，成為電氣機械的時代?這個時代的機械，已經實現了機、電的結合,不過這種結合,主要是從外部以獨立分體的方式進行，機與電之間的界限比較分明。第三次世界技術革命的浪潮把以電子技術為核心的電力電子器件、電子計算機、傳感器、控制器、微電子芯片等導入機械系統，構成了以電子計算機等微電子軟、硬件產品為神經中樞、傳感器為耳目、電動機為手足、機械本體為軀干、電力電子換能器等為生命源泉的新一代智能化的機械產品。這類機械在原來機、電結合的*礎上，融入了各類電子產品。電子技術、特別是電子計算機技術、以其強大的滲透力融入機械的各個要素中，形成緊密的、有機的結合，強弱電、硬軟件、機與電混然成一體，所以大家都習慣稱這類產品為機電一體化產品。
關于機電一體化這個詞，國內專家學者已經從不同的側面作過許多注釋，但至今尚沒有一個統一的定義。而且相當一部分人認為，機電一體化這個詞并未能很貼切地表達tb這一代機械的主要特征，有時還會使人產生某些誤解，因為電氣機械時代.也已經是機與電的結合了。這一代產品的主要特征是微電子技術的融入與滲透，應該突出的是其電子為主導的內涵。因此，把這最新一代的機械產品稱之為電子機械，可能更合適些。日本人分別用機械學（mechanics)和電子學（elec?tronics)兩個英文字的前半部與后半部結合創造了一個“mechatronics”的新詞來描述這一代機械的特征，是很有新意的。把這個詞翻譯成為“電子機械學”也比較符合造字者的原意，因為mechanics和electronics兩個字的最特征部分都在字首，而mechatronics保留了機械學一詞的字首而用了電子學一詞的字 尾，其含意也應是重點落在“機械”上。按中國語法，“電子機械學”恰好是把重點落在“機械”一詞上，比較貼切。如果把它翻譯成“機電一體化”，就把“電子”這一最根本的含意弄得反而含混不清了。
機械產品經歷了原始機械時代、熱力機械時代、電氣機械時代'發展到今天已經進入了電子機械的新時代了。
二、電子機械與電氣傳動
一個電子機械產品，可以用圖1中所示的五個要素及其相互作用來表達。
能源主要是電力及其變流、變壓、變頻等電力電子裝置，部分為液壓、氣壓源。執行機構主要是電氣傳動設備，少量是液動、氣動設備。傳感器主要是各種電、熱、壓、流、位、聲、光等參量的檢測裝置。機械本體則是實現某種功能的機_、結構。處理器居于核心地位,它是以微處理機或電子計算機為基礎的電子電控系統與設備，它與其它四個要素都有直接的信息溝通.起著判斷、塊調、指揮作用。五個要素不是獨立組件的簡單集結，而是你中有我、我中有你、相互滲透、融為一體,從而構造成一代嶄新的機械產品。
電氣傳動自動控制系統是現代化電子機械五要素的集成化體現，其復蓋面如圖2所示。電氣傳動自動控制系統的基礎部分是作為執行機構用的電動機3其電源，若是變壓、變頻、變流或是變頻變壓的，主要是由各種電力電子變換裝置控制r若是恒壓的，則由以電磁接觸器或電子接觸器為基礎的電機控制中控制中心等是電氣傳動自動控制系統的主體部分，它把能源要素的絕大部分及其與執行機構之間的傳遞環節都復蓋在內了。在新型的電子機械中，作為機械本體的機構、結構部分，因機電之間的有機融合，某些過去需由各種機械傳動鏈聯成一體的機構,有可能設計成若干個機電融合的獨立部件，通過電控系統而集成為一體。因此電氣傳動自動控制系統也就侵入到了機械本體的相當一部分。整個電氣傳動自動控制系統控制策略的體現，大多是以微處理器、單片微型計算機等為核心的控制單元，專用集成電路芯片:可編程序控制器和作為總體監控的電子計算機及各種控制專用軟件包等構成。它履行“處理器”這一核心要素的全部功能，是現代電子機械的靈魂。傳感器要素中，有些變送器是純屬儀表行業的范疇，但有些參數的測量，比如電機轉速、鋼卷直徑、各種電.量等，以及某些傳感元件檢出信號的加工4理，有時是要靠電氣傳動系統來進行的。所以電氣傳動與傳感器要素之間的界限也是模糊的。由此可見，電氣傳動自動控制系統是電子機械中的一個十分重要而且是不可分割的組成部分。就是靠了它，才把電子機械的五要素連結成為一個有機的整體。它在一個大型復雜的電子機械中所占的投資比重，已經比電氣機械時代大為提高了。因此在電子機械的總體設計中，必須對電氣傳動自動控制系統給予通盤的考慮，足夠的重視，才能真正創造出一代嶄新的、機械與電子高度融合的好產品來。
三、電子機械時代的電氣傳動發展方向
電氣傳動自動控制系統為了適應電子機械時代的新要求，并結合其自身發展的規律，目前正朝著以下幾個主要的方向發展。
1.加速傳動電機交流化的進程
在電子機械中，傳動電機?機械部件在空間上的結合將愈來愈緊密，對性能好、體積小、少維護的電機有強烈的要求，而交流電機正好符合這一要求，從電氣傳動自身發展進程看，調速電氣傳勁領域中長期由直流調速傳動占^主導地位的形勢在80年代后期出現了重要的_機》交流電機調速傳動的技術日趨完善，主要性能指標，如調速精度、響應截止頻率、調速范圍等均開始超過直流調速傳動,而轉矩/電流的脈動率和價格則降到與直流調速傳動的同等水平，這是交流調速傳動時代來臨的先兆。到了90年代初，交流調速電氣傳動系統在發達國家中的銷售量也開始超過直流調速傳動系統，標志著交流調速傳動時代的真正到來。在各種調速電氣傳動領域中加快采用交流調速傳動系統的進程.是國際發展的新潮流。在這個潮流中，感應式電機、同步電機當然占著主導地位，但一種比鼠籠式感應電機結構更簡單、可靠，控制更方便的開關磁阻式電機，有可能在中小功率范圍內與鼠籠電機爭雄，會占有一部分市場，這個動向在歐洲表鱔得更明顯些，值得引起注意。.
當前交流調速傳動的分野大體如下。
鼠籠式感應電機:500kW以下，用電壓型變流器+IGBT逆變器供電；2000kW以下，用電壓型變流番+GTO逆變器供電;4000kW以下，用電流型變流器+GTO逆變器供電;7500kW以卞，用循環變流器供電。
滑環式感應電機(雙饋）:3000kW以下.用循環變流器供電UOOOOkW以下，用電流型變流器+晶閘管逆變器供電。
永磁式同步電機ilOkW以下，用電壓型4-變流器+IGBT逆變器供電；lOOOkW以下，用電壓變流器+GTO逆變器供電。
勵磁^同步電機：10000kW以下，用循環變流器&電>20000kW，以下，用電流型變流器+晶閘管逆變器供電。
開關磁阻式電機:100kW以下，甩電壓型變流器+GTO逆變器供電。
2.研制無公畬的“綠色”電力電子傳動系統
電力電子傳動系統的廣泛應甩，對電網造成了無功沖擊、諧波污染、通訊受擾等公害。目前采用事后補救的辦法，如用無功功率補償裝置、濾波器等，能收到?定的效果，但這畢竟是一種被動的治標措施。我們應該更積極主動地利用電力電子器件研究的最新成果，以及各種新型的電路理論，采取治本的措施，大力研制對外界無公畬的“綠色”電力電子傳動系統，向著功率因數為一，電流波形為正弦，電壓電流過零時切換，無電磁輻射等方向努力。比如對大功率傳動系統，在常規開關頻率下，可以研制具有容性的晶閘管變流器與具有感性的晶_管變流器互補供電的方式來實現功率因數為一；或應用三電平的GTO-PWM技術，同時對整流和逆變進行控制，以取得大型感應電機無電流與轉矩脈動的控制效果等。對中小功率的傳動系統，則可考慮用提髙PWM開關頻率的方法，既在直流側、也在交流側進行PWM控制，使網側、負荷側均能得到較好的正弦波;或采用諧振原理，在電流或電壓過零時切換的軟開關技術與PWM技術復合，以求消除高頻通斷切換時的干擾與損耗等。
3.應用新型控制策略，提離系統智能化水平
電子機械的重要特點之一是其智能化程度高，對環境、負荷等變化的自適應能力強。最近一些嶄露頭角的新型控制策略,對提高系統的智能化水平有重要作用，受到電氣傳動界的普遍關注。比如：應用神經元網絡原理，在感'應電機非直接矢量控制系統中，對在各種轉速和負荷下電機參數的變化進行實時的自學習，并據此對電機的轉速進行精確的自適應控制，使電機的磁化電流和轉差頻率實現最優化;應甩狀態變量觀測器技術，在具有強機械扭振的傳動系統中進行扭振源的在線觀測，并據此來設計強魯棒性的速度調節器，以實現抗扭振的控制；應用模糊控制技術，繞過需要確定被控對象的精確數學模型這一難關，對非線性、強耦合、多變量的復雜系統進行智能化控制;應用故障自診斷技術，對大型、復雜的系統進行故障隱患預報、故障源快速定位、故障前數據的自動記錄，以提高系統的可靠性等。其它一些新型的控制策略，如滑模變結構控制、參數自整定控制、交流調速傳動中的轉矩直接控制、無速度傳感器的矢量控制等的實際應用都將會對電氣傳動自動控制系統和智能化起到重要的推動作用。
4.控制系統硬件的集成化
利用不斷發展、日趨成熟的大規模集成電路工藝，把電氣傳動自動控制系統中的某些控制電路,凡是相對固定的部分，集成化為若干個專用1C芯片(ASIC)使整個系統的構成快速、靈活、可靠、小型、輕量。目前國際市場上已有幾十種這類ASIC芯片面市，如VECOM,VectorDSP,TRANSputer等；包括矢量控制、功率因數的有源修正、零電流與零電壓諧振逆變開關、軟開關等控制均已有專用ASIC可供。一種標準電力電子控制單71：.尺寸為16.0X100mm2，裝有一塊88mm2的AS1C,含有12000個門和運放、比較器等線性電路，全部控制功能都集成在該電路中，該單元可直接驅動容量達400kVA的IGBT裝置，實現矢量控制等多種用途。
集成化的另一個含義是，把控制、保護電力電子器件的相關電路，以及電氣傳動自動控制的某些電路，同時集成在一個電力電子器件的芯片上，構成強弱電一體，主電流變換與控制合一的新型電力電子器件，比如已商品化的SmartPower器件，即是一知。另一種稱為智能化功率模塊(IPM)的產品，則是混合式功率集成電路的一個代表。它把功率器件和各種集成電路芯片，以及難以集成到硅片上去的變壓器、電感、大電容等，用厚膜技術、缽膜技術等封裝成緊湊的模塊，用以構成一個PWM三相全橋逆女轉，其被控電機的功率可達2kW。一種可同時驅動及保護由6個MOSFET或IGBT器件組成的PWM三相逆變全橋電路的多功能功率集成塊，也己有商品面市，為交流變頻調速裝置的小型化、可靠性提供了新的成果。控制系統硬件集成化的結果，最終將有可能把被控電機與其控制系統集成在一個電機機殼內，構成所謂的智能化電機。日本、歐洲在小功率范圍內已做出產品。
5.控制系統的軟件化
電子機械是一個高度智能化、柔性化的系統,它除了依靠先進的控制策略與現代化的電子技術產品來實現以外，還有一個突出的手段就是使控制系統軟件化。在以計算機為基礎的相同硬件配置下，通過軟件的不同配合，可以實現多種不同的控制功能。比如對直流電機、感應電機、同步電機等的控制，可以用同樣的一個硬件配置、不同的軟件配合來實現，簡化了硬件結構，提高了柔性。現在市面上已經可以買到具有不同功能的各種通用軟件包。控制系統的軟件化對CPU芯片提出了更高的要求，微電子技術的不斷進步，將為控制系統軟件化提供更有利的條件.通過控制系統的軟件化與通過專用ASIC進行固化的相互配合，可以使傳統的電氣傳動自動控制系統面貌為之一新。
6.向高頻化進軍
充分利用新一代高頻電力電子器件.如VDMOS管、MOSFET管、靜電感應晶體管(SIT)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、靜電感應晶閘管（SITH)，以及功率器件(MCT)等提供的可能性，研究探索發展一代高頻的（比如20kHz)電機、電器、電控裝置，以求大大地縮小電氣傳動自動化控制設備的體積、重量'。電氣設備的體積和重量是與其供電頻率的平方根成反比的，按20kIiZ設計的,龜氣設備.其體積重量只有50HZ的1/20。這就為機械與電子實現真正意義的融合提供新的物理基礎。一?個多電機傳動的復雜的電子機械系統可以設計為若干個機電完全融合、電機與電控系統集成化的自主單元系統的總成。這種自治式分布系統是機械電子融合的，種最新的發展趨向。
四、結論
(1)機械產品已經發展到了機械與電子高度融合的時代_把這個時代的產品稱之為機電一體化產品似乎不夠確切，稱之為電子機械更合適些。
變極減速電力傳動的具體實現過程如下：首先并車減速器將渦輪軸發動機20 000多轉/分的轉速降到2 000多轉/分，然后驅動僅有一對磁極轉子的電力轉換裝置產生三相交流電，由其定子直接引出的大直徑三相動力電纜交互排列于環形定子中，即轉變成了多對磁極線圈。與交流電動機的變極減速原理完全相同，增加定子線圈的磁極對數就可降低旋轉磁場的轉速，且磁極對數決定著減速比，一般為10對左右，所以，三相交流電在環形定子上又產生一個200多轉/分的圓形低速旋轉磁場。由依次嵌入環形鐵芯的大直徑金屬導，條首尾并聯所構成的格柵式轉子，在旋轉磁場中感應出電磁轉矩，并經由固定鐵芯的鈦制輪架拖動剛性旋翼低速旋轉，從而達到電力傳動減速的目的。這時旋翼的轉速很低，但力矩卻非常大。
驅動剛性共軸反轉雙旋翼，可將三相交流電的任意兩相調換，同步輸入到上面另一組多對磁極線圈定子，該定子即產生反向的低速旋轉磁場，感應驅動另一套轉子/輪架，拖動下剛性旋翼反向等速旋轉。
用于高速平飛的變距推進螺旋槳之傳動原理與旋翼完全相同，但不需要那么大減速比，因此其定子線圈的磁極對數就很少（2～3對），相應直徑尺寸也很小。
相比傳統的齒輪式機械減速器，變極減速電力傳動具有結構簡單、重量輕、無表面接觸摩擦、機械應力分散、傳動可靠、操縱靈活、響應快、功率調配方便、傳動效率高、無振動、無噪聲、維護簡便等等極其優異的特性。
一方面，在電傳動內燃機車設計中添加行車優化裝置。該裝置可以了解列車整體編組情況，通過對行車路線的分析，掌握氣候和環境的情況，以及電傳動內燃機車的性能，計算得出電傳動內燃機車高效運行的方式，通過不斷的優化，在實現電傳動內燃機車平穩運行的同時，降低電傳動內燃機車的能耗。另一方面，在電傳動內燃機車中添加動力分散控制系統。將電傳動內燃機車的動力輸出做到分散控制，提高電傳動內燃機車動力的牽引效果，在準確啟動和制動的基礎上，實現能源消耗的顯著下降，達到節能和環保的效果。此外，在電傳動內燃機車設計中添加重聯管理器。這一系統可以實現電傳動內燃機車之間功率的重新分配，達到各電傳動內燃機車在系統的監控下實現聯動的效果，節省電傳動內燃機車的油耗，減少電傳動內燃機車運行時有害物的排放。
2做好電傳動內燃機車輔助動力系統的設計
內燃機車輔助動力系統可以在內燃機不工作的狀態下維持各種系統的功能，為蓄電池供電，確保電傳動內燃溫度，提供照明和供暖服務，這會比電傳動內燃機車停車時內燃機空轉更能降低燃油的消耗，并且可以控制有害氣體的產生，同時又會給電傳動內燃機車重啟創造必要的環境，降低了電傳動內燃機車重啟時的機械損耗和能源消耗，有效緩解了電傳動內燃機車停車和重啟時對環境的破壞作用。
3選用雙動力的機車動力形式
當前雙動力的機車動力形式存在于電傳動內燃機車的設計工作中，特別是我國鐵路網絡復雜，各地情況不盡相同，靈活的動力形式將會提高電傳動內燃機車的運行效率，同時也能做到在低性能輸出情況下控制電傳動內燃機車的能耗，減少不完全燃耗產生的廢氣與污染物，從整體上提升電傳動內燃機車的節能環保水平。當前雙動力電傳動內燃機車主要以電力———內燃雙動力型電傳動內燃機車為主，這種機車既裝備有電力機車牽引用的集電器和電力牽引裝置，也裝備有內燃機車以柴油發電機組為動力源的牽引裝置。當為電力牽引工況時，通過受電弓接收電網電流，經牽引變壓器和整流器整流，傳遞給牽引電動機驅動車輪。當為內燃牽引工況時，柴油發電機組產生的電流同樣通過整流器等一套電力傳動系統驅動車輪。電力———內燃雙動力源機車在節能減排方面的優勢主要表現在:在非電氣化線路上以內燃牽引運行的長途旅客列車當行駛在人口密集的城鎮或大城市市郊和市內時，可以轉移到城軌電氣化線路上繼續運行，這樣既減少了柴油機的有害氣體排放，又方便了旅客旅行。雙動力型的電傳動內燃機車設計在我國處于初級階段，要抱有引導和支持的態度對這一設計理念和方法加以支持。
4加速永磁電機在電傳動內燃機車的應用
永磁電機具有功率大、效率高、體積小、重量輕等一系列優點，比傳統電機更具有應用性和節能環保的優點。永磁電機應用在電傳動內燃機車中可以提高機車運轉時的效能，進而大幅度地降低電傳動內燃機車的燃油消耗，做到對有害物質排放的嚴格控制。當前永磁電機在設計上主要與車輪和牽引向結合，目前有直接導向電傳動內燃機車車輪的設計形式，值得設計工作者對此給予高度關注。
5結語
【關鍵詞】高速動車組；牽引系統；設計研究
1、引言
機車牽引系統經歷了蒸汽牽引系統、內燃牽引系統、電力牽引系統三個發展階段，高速動車組使用電力牽引系統，目前主要采用交流傳動系統。相較于交直流牽引傳動和直流牽引傳動，交流牽引系統具有良好的牽引性能，牽引功率大、體積小、重量輕、抗干擾能力強，其較強的機械特性也能很好的防空轉，避免了換向器和火花問題，能實現大范圍平滑調速，具有極高的經濟效益和應用價值。高速動車組牽引系統的設計，涉及電力電子、脈寬調制、電機電器、控制技術、微電子技術等多個領域，具有跨學科的特點，在設計中還有很多問題需要深入研究改進和提高。下面，本文就高速動車組牽引系統設計進行淺要的探討，供設計實踐參考。
2、主要技術要求
高速動車組牽引系統的主要技術要求，包括以下幾個方面：
最高試驗速度：550km/h；最高運營速度：450km/h；持續運營速度：400Km/h；400km/h剩余加速度：0.05m/s2；0-300平均加速度：0.5m/s2；動車組質量：約900t
3、基本參數計算
3.1牽引功率計算
高速動車組牽引系統的速度指標，主要通過牽引系統的牽引力和功率來計算。牽引力的計算公式為：
其中，F為動車組車重，r為動車受到的阻力，為慣性質量系數，為剩余加速度。根據這一公式，確定相應的參數后進行計算，即可確定牽引系統所需的牽引力。如果車重越小，則所需的牽引力則越小。按照16輛編組的動車組，整車重量約為900t，根據動車組齒輪傳動設計經驗齒輪傳動效率為0.95，利用公式可計算出牽引總功率和牽引力參數如表1。
3.2動拖比確定
在確定動拖比時，考慮高速動車組牽引系統運行時的工況變化和編組運行時的阻力變化，為牽引系統牽引功率增加一定的余裕量，確定為25000kW的牽引功率，以滿足實時運行在安全性和穩定性上的需要。在不同牽引動力單元下，對牽引變壓器、牽引電機、主變流器輸入輸出功率需求不同。在本文設計中，根據牽引力和牽引功率計算所確定的25000kw牽引總功率，進行動力單元配置核算，核算結果見表2。
從計算結果可以看出，如果采用7個以下的動力牽引單元，各功能部件的功率要示將會極高，對牽引變壓器、牽引電機、主變流器輸入輸出功率都會帶來巨大的負荷，同時增加設備安裝空間和軸重。為此，宜采用8個動力單元，每臺牽引電機功率在390kw以上。將車組分為8個基本動力單元，每個基本動力單元由1臺牽引變壓器、2臺主變流器、8臺牽引電機構成。
3.3啟動牽引力及傳動比確定
根據本車組0-300平均加速度0.5m/s2的性能要求和單臺電機牽引功率390kw的條件，考慮到充分利用牽引系統的啟動能力，運用恒力矩啟動方式進行整車牽引特性計算，在啟動階段采用0～50Km/h恒力矩，50-200km/h力矩線性下降，200km/h后進入恒功區，通過牽引特引曲線計算，動車組可以滿足0-300km/h平均加速度為0.5m/S2的加速性能需要。
由于當速度提升后，牽引電機軸承面將會承受高轉速的影響，為了避免超過牽引電機軸承的最高允許轉速限制，需要通過齒輪傳動比的調節來降低牽引電機軸承承受的最大使用轉速，從而降低牽引電機的使用工作轉速。根據牽引電機的工作轉速，保證動車組試驗速度在550km/h的情況下，對齒輪傳動比進行核算，動車組齒輪傳動比應小于2.385，最終確定動車組齒輪傳動比為2.370。
3.4牽引部件主要參數確定
牽引電機轉速和車組速度存在對應關系，其公式為：
其中，V為車組速度，D為車輪直徑，n為電機轉速。通過本公式，可以計算出電機定子最高工作頻率為218Hz，即主變流器最大輸出頻率為218Hz。逆變器最大輸出電壓為U=Udc0.78。
其中，根據牽引電機功率390Kw，可以計算出在牽引工況下逆變器輸出：Pt=4x390/0.95≈1642kw，整流器輸出：PC=1642/0.985≈1667kw，脈沖整流器輸入：PTR=1667/0.975≈1710kW。變流器中間直流環電壓取值3100V。最終確定逆變器最大輸出電壓為2400V，計算出每臺牽引電機額定工作電流為：290KW1000/0.95/1.732/2400V/0.87≈84.4A。
4、試驗結論
依據16編組，整車質量900t，傳動比2.370，電機功率390kW，對牽引系統的牽引能力進行仿真計算，計算結果顯示當運營速度在400Km/h的剩余加速度為0.072m/s2，0-300km/h的平均加速度為0.514m/S2，仿真計算結果完全滿足本動車組的總體技術指標要求。在實際應用中，還需要根據實際線路對里程、限速、坡道、彎道、網壓等方面的實際情況，按照實時運行工況進行仿真計算，方能完全確定本系統是否符合運營要求。通過研究顯示，在高速動車組牽引系統設計時，充分考慮系統的參數匹配和相關部件性能，能有效提升系統安全性和可靠性，同時進行仿真計算，能有效的驗證設計的合理性，具有一定可行性價值。
參考文獻
[1]徐廣偉.高速試驗動車組牽引系統設計研究[J].機車電傳動，2012（05）.
關鍵詞：大型風電 液力機械傳動裝置 應用措施
中圖分類號：TH137.332 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（a）-0049-02
在大型L電系統實際運行期間，相關部門需要重視液力機械傳動裝置的建設與應用，提升自身工作質量，滿足現代化裝置設計要求，并創新相關工作方式，增強液力機械傳動裝置的應用效果。
1 我國能源出路分析
隨著國家的改革開放，我國經濟效益逐漸提升，對于各類能源的消耗越來越多，導致出現資源浪費與環境污染的現象，抑制了國家環境的發展與進步。我國的能源消耗量較大，甚至是全球的第二位，在能源危機的情況下，相關部門必須要轉變傳統煤炭與石油能源的應用方式，提升新型能源的使用效率，及時發現其中存在的問題，并采取有效措施解決能源短缺問題，提升自身工作質量。對于新能源而言，主要分為幾種形式：其一就是直接行使；其二為間接形式，例如：太陽能、風能、地熱能等，提升自身工作質量，滿足現代化工作要求。同時，相關部門需要科學開發核聚變能源等，保證可以提升現代化能源開發工作可靠性，優化其發展體系，達到預期的能源管理工作要求。另外，相關部門需要根據新能源的開發要求，解決污染問題與資源浪費問題，逐漸提升其工作質量，達到預期的管理目的[1]。
2 液力變矩器在新能源中的重要地位
在新能源體系中，液力變矩器占有較為重要的位置，其屬于液力傳動裝置，可以對能源進行轉換與傳遞，具備柔性優勢，可以發揮先進的工作功能，提升其工作質量。
液力變矩器的應用，是新能源開發中較為重要的液體介質傳遞設備，具備自動化生產優勢，適應能力較強，并且可以對其進行無級變速處理，提升其運行穩定性，增強低速性能，并減少震動現象，發揮自身隔振作用，同時，機械設備的耐磨性能較為良好，相關管理人員與技術人員必須要制定完善的技術應用方案，提升變矩器傳動裝置的應用效果，達到預期的管理目的[2]。
3 大型風電系統概述
在應用液力傳動裝置之前，相關部門需要全面了解大型風電系統的實際情況，并對其進行有效的開發處理，以便于應用先進的調整技術。
第一，風電定義。對于風電而言，主要就是將風中的動力能源轉換成為電能工程技術，或是將風力能源作為動力，對電機進行帶動處理，以便于將風能轉換成為電力能源，提升其工作質量[3]。
第二，風能特征分析。對于風能而言，主要就是在太陽輻射下流動形成，與其他能源相比較，存在較為良好的優勢，主要因為其含量較多，比水能多十倍左右，并且分布較為廣泛，屬于可再生能源。當前，我國相關部門會將風能應用在發電系統中，可以提升其工作質量。在實際發展中，風能屬于隨機變化的現代能源，與風速、風向等產生直接聯系，因此，電力企業可以將其應用在常規的發電中[4]。
第三，風力發電原理分析。對于風力發展而言，主要就是將風動能轉換成為機械設備動能，然后將其轉換成為電力能源，作為風力發電的主要渠道。對于風力發電工作而言，主要就是在實際發電的過程中，利用風力對風車的葉片進行帶動，使其可以更好地旋轉，以此提升增速機械設備的旋轉速度，發揮現代化發電機的應用作用。對于風力發電而言，主要及時風力發電機組，相關工作人員需要對風輪、發電機與鐵塔等進行處理，提升其運行質量，減少其中存在的運行問題。風輪部分，主要就是將風動能轉換為機械動能，屬于重要的部件，相關工作人員需要對螺旋槳等葉輪進行處理，提升發電機組的運行質量。由于風輪的轉速較低，在實際運行中，會出現頻繁的變化情況，導致出現轉動不穩定的現象，因此，相關部門需要對其進行全面的處理，提升其工作質量。
4 液力變矩器在大型風電中的應用措施
在大型風電系統中，相關部門需要科學應用液力變矩器，提升大型風電系統的運行質量，優化其發展體系，增強液力傳動裝置的應用效果，達到預期的建設目的。具體措施包括以下幾點。
第一，變速恒頻設備。在應用變速恒頻風力發電裝置的時候，相關技術人員與管理人員必須要根據基礎恒定數據信息等，獲取與捕捉風能，科學調節電網的功率，并對其進行全面處理，除了可以提升電力系統動靜性能之外，還能增強其運行穩定性，優化變速恒頻設備的應用體系，達到預期的管理目的。技術人員必須要對變槳距進行全面的調整，提升其工作可靠性，科學開展功率調整工作。
第二，新型傳動系統。相關工作人員在應用新型傳動系統的時候，必須要及時發現變速恒頻系統中存在的問題，并根據風輪轉速的變化等，對其進行全面的處理，保證可以快速獲取風能，保證可以提升葉尖速的調整效率，增強風機葉輪與發電機輸入軸之間的配合效果，除了要保證轉速恒定之外，還要對其輸出頻率進行全面的控制，保證與電網的頻率相互一致，以此優化其運行體系。在應用此類系統的時候，相關技術人員需要全面分析閉環控制系統，保證液力傳動的效率符合相關規定，提升大型風電系統的運行質量。在此期間值得注意的是：工作人員與技術人員需要對液力變矩器的轉速進行調節，保證輸出轉速符合相關要求，逐漸提升機械傳動的可靠性，通過完善的設計方式對其進行處理，增強大型風電系統的建設效果。
5 結語
在大型風電液力機械傳動裝置實際設計與應用的時候，相關工作人員需要制定完善的管理方案，科學分析其應用需求，創新工作方式，發揮現代化機械設備的應用作用，提升技術創新可靠性。
參考文獻
[1] 何芳.大型風電液力機械傳動裝置的分析與研究[J].液壓氣動與密封，2012，32（1）：66-71.
[2] 劉春寶，馬文星，杜魏魏，等.基于液力調速的風力發電傳動系統計算與分析[J].同濟大學學報：自然科學版，2013，41（10）：1584-1588.
