光电开关（共12篇）
光电开关 篇1
在日常生活中, 许多人爱好养鱼。由于生活节奏的加快, 大多数人会忘记定期给鱼缸换水致使鱼类没有一个适宜的生存环境而死亡。水质的好坏直接关系着鱼的健康生长, 浊度作为检测水质好坏的主要技术参数, 是水质检测的必检项目。基于此, 我们设计了基于透射式光电开关的鱼缸自动换水系统。
1系统组成
系统以AT89S52单片机为核心控制模块, 分别与透射式红外光电开关, 直流水泵装置实现检测水体混浊度, 进行自动换水的功能, 省时省力; 利用太阳能电池板, 光伏充电控制器和蓄电池装置对其进行供电, 环保无污染, 利用电机驱动翼片拍打水面产生氧气增加水体含氧量, 从而实现无需人工干预进行鱼缸自动换水, 保持水体清洁, 使水中氧气含量充足的功能。
2功能及原理介绍
2. 1检测水体混浊度, 自动换水
AT89S52单片机利用安装在鱼缸两侧的透射式光电开关检测水体混浊度来进行自动换水, 红外线光电开关利用物体对近红外线光束的反射原理, 光电传感器首先发出红外线光束到达或透过物体或镜面对红外线光束进行反射, 光电传感器接收反射回来的光束, 由同步回路感应反射回来的光的强弱而检测水体的混浊程度, 根据光束的强弱判断水体混浊程度。透过程度越低水体越浑浊, 通过改变AD的临界值来设定换水时水体的浑浊程度。选用INA128模块作为前置放大器件, AT89S52单片机作为主控制芯片, MAX186作为A / D转换模块, 由单片微处理器记录和换算, 最后统计和输出。单片机通过处理信号后, 通过电机驱动模块, 驱动换水水泵进行抽水, 设置时间间隔, 另一水泵进行泵水, 实现水体的自动清换。
2. 2太阳能电池板连接蓄电池对系统进行供电
采用12 V太阳能电池和12 V蓄电池连接, 用一个光伏充电控制器, 控制太阳能电池的输出电压, 可以保护电池不被过充, 同时, 晚上太阳能电池不发电, 防止蓄电池的电倒流。连接方式为下: 太阳能电池———光伏控制器———蓄电池———直流负载。在太阳能给蓄电池充电的同时, 蓄电池向外供电完全可行, 在这样的情况下, 负载使用的电力会优先直接使用太阳能电池的电, 剩余的充到电池里; 相反, 若此太阳能电池的电量不够, 会同时从蓄电池内取电。翼片拍打水面, 产生氧气[1]。
2. 3电机驱动翼片振动增加水中含氧量
蓄电池直接供电由电机驱动翼片振动水面的空气, 增加水中的含氧量, 尤其在夏季温度高气压低, 氧气的溶解度变小, 拍打水面, 进行适度的振荡, 使水中常有波动, 以增加水与空气的接触面, 增加溶解氧[2]。
3结束语
目前, 随着人们生活节奏加快, 家用设备进行定期的维护和更换成为一大问题, 鱼缸等家居装饰品更是如此, 而市场上鱼缸种类品种单一, 创新性不强。定期换水费时费力, 而且经常疏忽忘记更是使鱼类没有一个适宜的生存环境而导致死亡。基于透射式光电开关的自动换水鱼缸的设计就解决了这一问题, 辅以拍打式翼片, 增加鱼类生存所必须的水体含氧量, 使人们不再担心因无法即时换水, 水中氧气含量不足致使鱼类死亡的问题。此套设计系统以太阳能电池板和蓄电池装置供电, 替代常规能源, 绿色环保无污染, 符合可持续发展要求。其经济实用, 简易创新, 绿色环保的设计定会被人们接受, 可以广泛推广, 从而创造良好的市场前景。
摘要：主要介绍了基于分体透射式红外光电开关对鱼缸自动换水系统的设计, 采用光电转换原理制成, 利用AT89S52单片机作为主控制芯片与L298N步进电机模块, INA128M模块, A/D转换模块, DC-DC可调升压模块, 继电器模块, 太阳能电池板与蓄电池等相结合, 实现鱼缸自动检测水质, 利用太阳能电池设备进行水质的自动清换, 其方便安全人性化的系统设计, 生态环保无污染的工作过程, 必将被广阔的市场所接受。
关键词：AT89S52单片机,透射式红外光电开关,太阳能,自动检测换水
参考文献
[1]蒋慧海.光电开关的原理及应用[J].铜业工程, 2009 (2) :41-43, +46.
[2]张志伟.激光浊度仪的研究与设计[D].大庆:东北石油大学, 2010.
[3]洪刚.蓄电池太阳能充电系统研究[D].重庆:重庆大学, 2008.
光电开关 篇2
按钮开关(英文名称：push-buttonswitch)是指利用按钮推动传动机构，使动触点与静触点按通或断开并实现电路换接的开关。按钮开关是一种结构简单，应用十分广泛的主令电器。在电气自动控制电路中，用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器、电磁起动器等。
按钮开关的结构种类很多，可分为普通揿钮式、蘑菇头式、自锁式、自复位式、旋柄式、带指示灯式、带灯符号式及钥匙式等，有单钮、双钮、三钮及不同组合形式，一般是采用积木式结构，由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成，通常做成复合式，有一对常闭触头和常开触头，有的产品可通过多个元件的串联增加触头对数。还有一种自持式按钮，按下后即可自动保持闭合位置，断电后才能打开。
光电开关 篇3
关键词：带式输送机 拉绳开关 跑偏开关 选型与安装
0 引言
钢铁厂上料系统的核心设备是带式输送机（又简称皮带机），在实际上料过程中，带式输送机运行状况的好坏直接关系着上料系统的效率，也关系着设备操作人员的人身安全。因此，必须切实保障带式输送机的安全平稳运行，在保证设备操作人员安全的基础上提高工作效率。这就需要更科学合理的选择和安装带式输送机的开关，确保用户选择合适的开关，通过技术人员的精心设计安装开关，实现带式输送机开关的最优配置。
1 拉绳开关的选型与安装
拉绳开关主要是带式输送机在紧急情况下停机的一种保护装置，在发生紧急情况时可以通过拉绳开关实现对带式输送机的快速停机。现阶段的带式输送机使用最多的拉绳开关是无源机械式双向拉绳开关。在开关设置安装时拉绳开关固定安装在带式输送机两侧支架上，其中要注意保持间隔（约40m），彼此两侧之间系上拉绳。在带式输送机发生意外情况或紧急事故时，设备操作人员可以在带式输送机沿线拉动拉绳，使拉绳开关控制带式输送机，实现紧急停机。
1.1 拉绳开关选型原则
①要根据拉绳开关不同的应用设备，尽量选择动作灵敏度（操动力）符合设备操作标准的拉绳开关。一般来说，动作拉力一般在100～400N的拉绳开关产品比较符合常规带式输送机的使用要求。
②要选择带就地动作状态指示的拉绳开关产品。在实际的设备使用过程中，需要拉绳开关显示出动作状态，比较先进的开关还带有声光显示。显示明显的开关在设备维修、检查时比较方便，节约时间，减少维护成本。
③要根据现场设备实际运行情况和运行条件，选择那些可以实现自动复位或手动复位的开关产品。如果设备在工作运行时现场的操作人员较少，而且皮带传输距离较长，应该选择那些能够自动复位的开关。在选择自动复位的开关设备时，尽可能选择那些具有动作捕捉记录的开关设备，这样在设备运行发生故障或突发情况时，可以为维修技术人员分析故障原因提供详细的现场资料。
1.2 安装方法及注意事项
①根据产品特性选择合理的安装间距、配置粗细合理的钢丝绳，钢丝绳的托架要求尽量光滑、托架间距不宜太长（托架间距一般应选择在2～3m）。部分厂家声称其产品安装间距可达100m甚至更长，但实际工程中应尽量控制在50m之内，避免过长的拉绳由于自重过重、阻力过大，影响操作、影响开关的复位。拉绳并非越粗越好（一般钢丝拉绳的直径不必也不宜超过5mm），应该与开关动作操动力大小匹配，事实上过粗过重的钢丝拉绳会造成开关处于半动作状态，不但容易误动、而且容易造成开关机构元件劳损。
②要根据设备开关产品的相关技术要求，合理调整动作灵敏度。在调节操动力的大小时，需要对现场环境条件加以综合考虑，尤其是设备震动、户外风吹等外界因素，此外还要注意皮带倾斜坡度、开关的安装间距、拉绳重量等因素对操动力的影响。
③开关的钢丝拉绳不要过紧，如果拉绳过紧就会造成轻微触碰引起的开关误动。同时安装时还要考虑工作环境温度对拉绳的影响。一般在实际使用时应当保持拉绳松紧度适宜，在侧向拉开15～25cm的距离时能够使拉绳开关启动就可以。
④要在皮带机的双侧安装拉绳开关。这种安装方式可以最大限度保证紧急操作的便利性，也能够提高设备运行的安全性。
⑤要选择合适的安装高度。高度的选择要根据现场的实际作业情况，考虑操作控制人员的便利使用，能够实现快速反应控制就行。
⑥接线方式要恰当合理，尽量减少线缆的不合理使用，提高连接效率，保证开关的连接质量。在复杂的接口接线时，要采用简洁的串联接线方式，保证开关口的有效连接。
2 跑偏开关的选型与安装
跑偏开关主要是检测输送带跑偏的一种装置，在带式运输机实际运行时，如果输送带的位置偏离了规定的范围，可以通过跑偏开关加以控制，也可以在紧急情况下对带式运输机实现停机。现在好多工矿业的带式运输机使用较多的是无源机械式两级跑偏开关。跑偏开关一般按照一定间隔（约50m）固定安装在带式输送机两侧支架上。
2.1 跑偏开关选型原则
①尽量选择二级或多级跑偏开关，可以检测皮带不同的跑偏程度，为控制系统提供更多的信息。
②优先选择开关本体带动作记忆及动作状态指示的产品。由于皮带机是动态运转的，具备此功能，可以便于确定皮带发生跑偏的具体位置、分析跑偏原因，也便于设备调试和维护。
③有条件可以选择非接触式跑偏开关。非接触式跑偏开关使光电接近开关代替滚轮检测皮带是否跑偏。其优点是寿命长、易于维护，缺点是价格昂贵。
2.2 跑偏开关的安装方法及注意事项
①科学控制安装间距。安装间距要根据实际设备作业需要，保证既不过大，又可以使开关正常工作。一般是在距离皮带机头尾15m之内安装好跑偏开关。
②要根据皮带机设备工艺技术要求确定合理的跑偏范围。合理的跑偏范围内不会发生意外事故，如果超出跑偏范围，就会导致运行故障的发生。按照带式运输机的一般作业标准，皮带跑偏位移不允许超出皮带宽度的1/5，也不能让皮带跑偏触碰到侧面的固定部件。
③要保证支架的结构设置合理，结构的设置要满足皮带侧向调节跑偏开关的需要。
3 结束语
带式输送机拉绳开关、跑偏开关的选型与安装是一个综合性的话题，这里篇幅有限不可能面面俱到，只能就其中最关键、最主要的方面进行原则性的讨论。总之，要全面考虑各种因素，科学选型、正确安装，才能使带式输送机保护装置真正起到安全保护的作用。
参考文献：
[1]寇斌.浅谈带式输送机保护装置的功能及缺点[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012（1）.
[2]郭金良，游弋.新型带式输送机跑偏开关的设计[J].煤矿机械，2013（3）.
[3]王科举，武春虹.转速传感器在带式输送机上的应用[J].矿山机械，2009（10）.
[4]文辛，乔延翔.关于胶带输送机速度保护装置的比较分析[J].湖南农机，2011（11）.
[5]谢佳，解绍萍.胶带输送机速度保护装置的对比分析[J].水泥，2011（7）.
光电开关 篇4
关键词：行走数据,计数,识别,校正
一、概述
秦皇岛港煤四期项目 (即秦皇岛港务股份有限公司第七分公司) 是国家“八五”、“九五”期间的重点工程。港口大型装卸机械主要有翻车机、堆料机、取料机、装船机、堆取料机等设备。堆料机通过驱动装置, 沿轨道行走。其行走方式与大多数港口装卸机械设备基本一致。堆料机的行走数据一般是通过PLC程序计算一个与轨道相接触的测距轮的运转情况而得出的。堆料机在经过多次的往复行走作业过程, 大机的行走数据有时会出现误差, 可能造成与相邻港口装卸机械之间碰撞的危险。目前, 光电设备以其强抗干扰能力, 在生活和工业生产过程中, 起着至关重要的作用。而将光电子设备与机械故障检测及数据校对相结合所起到的效果已经比较明显。因此, 将引入光电开关作为数据校正设备, 对港口机械行走过程中产生的数据实现灵敏度较高的校正。
光电开关是把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的 (即电缘绝) , 精度高、响应速度快、检测距离远, 使其在机械测量、液位控制以及安全防护等诸多领域广泛应用。
二、具体实施方法
在堆料场的特定位置指定为机械行走数据校正点, 装卸机械设备通过某校正点处, 堆料机的PLC程序可以实现对此校正点的识别、判定, 然后在对应的校正点将行走数据精确地写入事先编译完成的PLC程序。而当线路出现故障时, 在程序中对线路故障做出判断, 暂时中断校正程序。
1. 首先确定数据校正装置。
采用德国西克 (SICK) 公司生产的一种镜反射式光电开关作为数据校正装置。这种装置抗干扰能力突出, 灵敏度高, 有效扫描距离最大可达55米, 可以在环境较为恶劣的现场进行作业。要求有相应的反光板进行配套使用, 这样才可以将光电开关发射的光信号返回堆料机PLC接收装置, 从而进行下一步的程序处理。
2. 要确定行走数据校正点的位置, 需要对光电开关配套使用的反光板的位置进行设定。
港口行业中, 将堆存煤炭的场地会划分成长度、宽度相同的矩形区域作为堆料区。这些矩形区域之间通常会有20~30米宽的分隔区域。在本案中, 我们将这些区域的中点将作为数据校正点, 如图1所示。而反光板的数量也是根据不同的校正点来进行确定。
3. 在堆料机的PLC程序编译过程中, 以限时、计数的方法识别校正点。
即:当载有光电管的堆料机行走至各反光板时, 光电开关接收到反光板反射的射线, 输入点记为“0”, 并作为扫描周期的起始点。当载有光电管的堆料机行走至各反光板之间10cm的间隙时, 光电管无法接收到反射射线, 为“1”。在扫描计时周期结束时, 将计数结果作为中间变量写入到PLC程序。因此, 当堆料机以1m/s的速度行走时, 接收扫描结果的输入点将会产生多个时长为0.1秒的脉冲信号。在PLC程序中, 以计数器来计算脉冲信号的数量。
在一个校正点处连续设置反光板的最大数量为4个, 反光板宽度为5cm, 之间间隔为10cm。堆料机行走扫描经过相邻的4块反光板所用的最长时间, 即扫描周期为: (4×5+3×10) /100/1=0.5s。根据现场测量, 记录每个校正点位置及相应的反光板数量, 当PLC程序的中间变量恰好等于某个数值时, 相应的已测数据将写入到机械行走数据。
4. 当光电开关的线路出现故障时, 程序工作流程图如图3所示。
在程序中设置提示, 提醒维修人员及时处理线路故障。
三、实施效果。
光电开关 篇5
漏电开关的简介
漏电开关，主要用于防止漏电事故的发生，其开关的动作原理是：在一个铁芯上有两个绕组，主绕组和副绕组。主绕组也有两个绕组：分别为输入电流绕组和输出电流绕组。无漏电时，输入电流和输出电流相等，在铁芯上二磁通的矢量和为零，就不会在副绕组上感应出电势，否则副绕组上就会感应电压形成，经放大器推动执行机构，使开关跳闸。
相漏电开关是三相四线制是现今普遍采用的，三根火线(红、绿、黄)，一根零线(蓝)，三根火线之间的电压是380伏，每根火线对零线间的电压是220伏。单相的漏电开关一般接线处，写着左零右火，按照接就好了。不管三相还是单相的漏电开关都是：上面进线，下面出线。
一般按试验按钮就足以检测是否漏电了，漏电保护器的原理是检测交流电从火线到零线的一进一出电流是否一致来判断是否动作跳闸的。
漏电开关的工作原理
漏电保护开关的动作原理是：在一个铁芯上有两个组：一个输入电流绕组和一个输出电流绕组，当无漏电时，输入电流和输出电流相等，在铁芯上二磁通的矢量和为零，就不会在第三个绕组上感应出电势，否则第三绕组上就会感应电压形成，经放大去推动执行机构，使开关跳闸。
在上述UPS前面加漏电保护开关，尽管UPS无漏电现象，但由于各次谐波在铁芯中形成的磁通矢量和由于铁芯的磁滞作用而不能为零，于是就出现了类似漏电的假象，使漏电保护器频繁跳闸。
聚龙光电：闹剧终结 篇6
在筹建超过一年之后，有报道称深圳聚龙光电总经理刘晓东证实，聚龙光电项目尚遥遥无期，至于上何种产品线、何时出产品等均是未知数。无疑，刘晓东的这番话暗示，聚龙光电项目已经形同流产。一个当初被寄予厚望、风光无限的投资项目走到这步田地，虽然难免有些黯然，但是理性的人们更应为此感到高兴。
聚龙光电当初的诞生就很有点奇怪。一方面，据说是国内彩电业的四个巨头TCL、创维、康佳、长虹等不满上游液晶面板受制于日韩企业，颇有点愤愤不平，希望做点什么；另一方面，听说是深圳市政府希望投入巨资，发展壮大本地的液晶产业。于是，双方一拍即合，深圳聚龙由此诞生。
应该说，这么大规模的投资项目的上马一定是做过细致的调查研究的。但不知为何，决策者对摆在眼前的困难却视而不见。单是聚龙光电发起者的身份就颇让人不解。须知，TCL、创维、康佳、长虹之间可是彻头彻尾的竞争关系。博弈论早已清楚地告诉我们，完全竞争者间的合作原本就极其虚弱，更何况合作最终目的还是一起掌握上游进货大权？
此外，联合体也不掌握生产液晶面板必备的技术。想当初，京东方不惜重金前往韩国收购了一条生产线，为的就是掌握其核心技术，然而直到今天仍然不能完全吃透，在这上面吃尽苦头。足见掌握核心技术对投资液晶面板生产线的成功与否至关重要。值得关切的是，最终聚龙找到的技术提供者正是京东方。而京东方陷入巨亏的泥潭早已众所周知，双方的合作前景便可想而知了。及至不久前，京东方宣布将与上海广电、龙腾光电合并重组，无疑，就更顾不得聚龙的事情了。
实际上，理性的人应该为聚龙光电的倒掉而欢呼。在技术储备、产业配套等条件完全不具备的情况下，动辄花上数十亿美元投资一条液晶面板生产线，无异于开上一条永远没有出口的烧钱高速公路。看看今天京东方与上海广电的两难窘境足可引以为戒了。
如果说当初上马京东方与上海广电，多少还有点计划经济色彩，认为宁可亏钱，国家也不能不有此产业的话，那么今天的聚龙项目，就连这点理由也没有了。聚龙的事例说明，产业配置和布局，应该由企业通过竞争来实现，仍凭计划经济似的一厢情愿已经行不通了。
另外，即便聚龙光电运作成功，恐怕四位彩电企业老总的初衷也无法实现。社会经济进步与发展，从根本上是由不断专业化的分工推动的。彩电业难做，就向上游伸手的做法与社会分工细化的总趋势相悖。
极为可能的是，当家电企业进入液晶面板产业后，同样会发现其上游仍然受制于人。这从美国康宁公司每年靓丽的财报与京东方、LG、Philip等不断亏损的业绩对比上，即可看出。难道要继续向上攀？
彩电业对于液晶面板业的集体弱势，根本原因在于彩电企业数量还太多。行业集中度不够必然会带来话语权缺失。因此，从效率的角度考虑，彩电企业之间的竞争还应强化，直至合并成极少数巨无霸，对外形成强势谈判地位，对内则形成规模优势。而严苛的外部环境无疑有助于这一局面的形成，这才是彩电企业谋局的王道。
现在看，聚龙光电的短暂生命更像是一场闹剧。或许当初聚在一起开会，四位彩电企业老总只是随便发发牢骚，宣泄一下被上游液晶面板企业挤压的不满。结果却有人当了真，不顾实际条件，催生了聚龙。好在现在误会解除了，而且纳税人的钱还躺在国库里，没有被浪费掉，实乃万幸。理应欢呼。
倘若彩电老总们真为缺乏上游渠道，无法平抑产业风险而揪心，那么在不必违背经济规律，强不能以为能的条件下，区区在下倒是有个主意。诸位何不将钱财聚拢，前去日韩或中国台湾收购一家经营业绩良好的液晶面板企业？
光电开关 篇7
负荷开关使用SF6气体灭弧和绝缘介质, 其外壳安设2个热塑性材料的窗口以便观察。每个开关都是终生密封 (30年) 和免维护的。SF6气压是0.04MPa。SFG型负荷开关包括显示电压的容性分压器。
负荷开关的机械寿命为合—分5000次, 分—接地1000次。额定电压为12kV, 额定电流为630A, 短时耐受电流为25kA/2s。
SFG型SF6负荷开关是以上盖2、下盖3两部分环氧树脂浇注件合扣在一起作为外壳的三相共箱式结构, 内充0.04MPa表压 (20℃) 的SF6气体, 作为绝缘和灭弧介质。负荷开关的进、出线和接地导体均浇注在环氧树脂中, 相间距为210mm。上盖2中的导体作为静触头1, 并在其 (面对机构的) 左侧装有横向金属灭弧栅9。下盖3中的导体与动触头8联结, 其左侧装有三相短接的接地静触刀7;右侧是环氧树脂浇注的轴承座, 一根长轴4固定其上, 一端与动触头8连接, 另一端与长轴4上固定拐臂联结的活动连杆5在长轴4左右转动中实现动触头8与静触头1或接地静触刀的合、分闸操作。
例如负荷开关在合闸位置, 在弹簧机构的作用下, 长轴4快速顺时针转动, 由活动连杆5使动触头8与静触头1快速分开, 此时动触头8旋转约60°而转到分闸位置。在分闸过程中所产生的电弧被拉长, 同时将电弧引入横向金属灭弧栅中被分割成若干个串联的短弧而发生变形, 使电弧能量被削弱, 电弧温度被迅速冷却;在电流过零时, 电弧熄灭。断口间SF6气体的绝缘强度恢复, 实现负荷开关的分闸。若长轴4再快速顺时针转动, 使动触头8与接地静刀7合上, 此时动触头8旋转约30°而转到接地位置, 则实现负荷开关接地合闸。反之, 若长轴逆时针转动, 则动触头依次实现负荷开关接地分闸, 负荷开关合闸。负荷开关的动触头8在哪个位置可通过上、下2个观察窗来判别。 (1) 若从观察窗看到动触头, 则开关处于分闸状态; (2) 若从下面观察窗看到动触头, 则开关处于接地状态; (3) 若上、下观察窗都看不到动触头, 则开关处于合闸状态。
图9示出FS系列负荷开关3工位图。灭弧用灭弧栅, 壳体为不锈钢, 具有大视窗, 便于观察动刀位置。
(2) 吸气活塞+去离子栅式。德国Fritz Driescher KG公司的SF6负荷开关采用吸气活塞+去离子栅灭弧原理。灭弧室为单独的壳体, 即灭弧介质和绝缘介质在设备内分开。其优点是即使外面的壳体被损坏, 仍能保持全开断能力。
(a) 合闸状态 (b) 分闸状态
图10示出这种灭弧室。
(3) 上下直动压气式。图11示出上下直动压气式负荷开关。此开关由MG公司制造, 装在RM6环网供电单元内。灭弧室装在内充SF6的壳体内, 保证在寿命期间密封, 在金属壳体底部装有安全阀。动触头由快速操动机构操作, 不受操作人员的影响, 接地闸刀具有短路关合能力。
(4) 旋弧式。MG公司继开发出RM6型环网供电单元后, 又开发出SM6型环网供电单元。RM6为紧凑型, 而SM6为扩充型。内装负荷开关也由上下直动压气式改为回转永磁旋弧式。
在永磁式中, 为增强对电弧的冷却作用, 电弧与气体之间产生相对运动。电流与永久磁铁结合, 使电弧绕静触头旋转, 电弧被拉长, 并受到冷却, 以至电流过零时熄灭。这种开关为双断口, 3工位。动触头置于加强型环氧树脂浇注外壳内。壳体内充0.04MPa压力的SF6气体永久密封 (见图12) 。
(a) 触头闭合; (b) 触头断开; (c) 触头接地1-壳体;2-盖;3-操作杆;4-静触头;5-动触头;6-密封装置
SF6气体具有优良的灭弧性能。分闸过程中, 电弧和气体间产生相对运动而被熄灭。当动静触头分离时, 电弧出现在瞬变的电磁场中, 并相互作用使电弧绕静触头旋转, 同时被拉长并依靠SF6气体, 使其在电流过零时熄灭。动静触头间的距离足以承受恢复过电压。该系统简单可靠, 触头磨损少, 电气寿命长。
(5) 回转压气式。回转压气式的共同特点是通过动触头回转压气, 完成开断、隔离, 有的还完成接地功能。动触头回转形成双断口。
回转式负荷开关结构型式有多种, 如BTLS106型、福乐ISR型、SFL型及8DJ10型等。
SF6负荷开关一般做到额定电压为7.2kV、12kV、24kV (多为12kV) , 额定电流为400A或630A (也有25kA) , 峰值耐受电流为40kA或50kA (或63kA) , 转移电流 (当与熔断器配合时) 为1700~2200A。负荷开关一般为3工位 (合、分、接地) 。
SF6式负荷开关有了很大的发展, 这表现在如下方面: (1) 灭弧方法更加丰富, 除了原来用得多的压气式, 最新出现了灭弧栅式和旋弧式, 这使灭弧更加简单, 不需像压气式那样由机构提供压缩功; (2) 壳体原先多为浇注树脂壳体, 现又出现了不锈钢壳体。不锈钢壳体强度大且接地, 更加安全; (3) 原先SF6式负荷开关模块, 将母线外露, 现有的装入SF6气室内, 不会触电, 增加安全感; (4) 原先动刀位置主要靠指示, 现在壳体设有大视窗, 可直接观察动刀位置, 更直观。
ABB公司SF6负荷开关从SFL→SFG→Safering就说明了这一发展过程, 其中SFL型为浇注树脂壳体, 回转压气式;SFG型为浇注树脂壳体, 灭弧栅灭弧, 设有大视窗。Safering环网柜内SF6负荷开关为不锈钢壳体, 开有大视窗, 用灭弧栅灭弧, 母线置于气室内。
光电开关 篇8
体现阀门工作性能的两大重要参数就是密封性和开关力矩。我们通过大量的现场试验, 总结了影响阀门密封和开关力矩的因素。
1 平板阀的密封性
平板阀的密封部位有:
(1) 阀杆的密封;
(2) 阀盖与阀体的密封;
(3) 阀座与阀板的密封;
(4) 阀座与阀体之间的密封。
1.1 阀杆的密封
现在使用的阀门阀杆处密封最普遍的有两种密封形式:一种为丁晴橡胶材料的唇形结构, 该密封件截面为唇形, 唇口内放置一O型圈, 使用过程中一般采用2-3组密封件, 最高密封压力为15000Psi, 它的缺点为阀门带压时, 唇形密封件完全胀开, 将阀杆紧紧抱住, 增加阀杆在转动时的阻力, 使得阀门的开关力矩大大增加, 因此建议该密封结构最高使用到10000Psi, 由于密封件材料的限制, 使用具有一定抗腐蚀性能的氢化丁晴橡胶材料也只能最高使用到EE级环境。
另一种结构为U形弹性张力圈, 该密封件材料为PTFE, 密封件的截面为U形, 主体内镶嵌不锈钢弹簧组成, 最高密封压力为20000P s i, 使用该密封件要求与之配合的阀盖内孔和阀杆外圆加工精度要高, 阀盖密封面粗糙度至少要达到0.8, 阀杆密封面粗糙度要达到0.2, 由于PTFE材料较硬, 密封件内有不锈钢弹簧支撑, 受压时密封件与阀杆之间的摩擦系数小对阀杆的摩擦阻力要小, 因此大大减小了阀门的开关力矩。另外PTFE具有高耐腐蚀性, 经过改性的密封材料最高可以使用到HH级环境。
1.2 阀盖与阀体的密封
阀体与阀盖之间都采用金属密封, 结构主要有:
(1) 阀体与阀盖密封面上加工水线, 密封件为3-5mm厚的金属密封环, 阀盖设计有一凸台与阀体内孔配合定位, 通过螺栓上紧, 密封件产生变形, 嵌入到水线内, 实现密封, 最高使用压力为15000Psi。
(2) 阀体与阀盖之间设计了垫环槽的密封结构形式, 该密封结构要求阀盖密封槽的加工精度与安装阀杆密封件的孔的同轴度小于0.05mm, 阀盖与阀体组装后的位置也通过垫环槽定位。该密封结构最高可以使用到20000Psi。
1.3 阀座与阀体的密封
(1) 阀座与阀体之间通过O形圈密封, 阀座外圆上设计有O型圈密封槽, 与阀体安放阀座的内孔实现密封, 密封能力最高15000P s i, 但是由于材料的限制, 即使使用具有一定抗腐蚀性能的氢化丁晴橡胶材料也只能最高使用到EE级环境。
(2) 阀座与阀体之间采用PEEK的U形弹性张力圈密封, 阀座与阀体接触的端面上有两道密封槽每个槽内安装有一U形密封件, 阀座与阀体之间通过密封件实现端面密封, 该密封形式最高可以使用到20000Psi, PEEK具有高耐腐蚀性能, 可以使用到HH级环境, 该密封结构安装方便, 密封可靠, 但是要求阀座密封槽的加工精度要高, 阀体密封面的粗糙度要达到0.8才能保证有效的密封。
1.4 阀座与阀板之间的密封
阀座与阀板之间采用硬密封, 现在阀座和阀板密封面采用较普遍的工艺为堆焊镍基合金和超音速喷焊合金工艺。采用超音速喷焊工艺喷焊材料与基体结合力要大, 不容易脱落。涂层附着力:70~80Mpa, 涂层的硬度:HV1000-1200, 密度:11.8g/cc, 孔隙率<1%, 用于高端的阀门。
在选用阀板与阀座时, 要考虑到阀板与阀座之间必须有硬度差, 才能保证很好的密封效果, 根据使用经验, 一般阀板比阀座硬度要高5-10HRC。
2 阀门开关力矩的影响因素
影响阀门开关力矩的因素较多, 经过我们实验, 总结如下几点:
(1) 密封结构, 经过我们大量的实验总结, 阀门采用阀后密封的结构要比阀前密封的结构省力, 如80-70阀门, 阀前密封带压开启力矩为250Nm, 阀后密封结构为135N m, 其主要原因为阀前密封在带压开启过程中阀板两个面都受到阀座的摩擦力, 而阀后密封的结构带压开启过程中阀板只有一个面都受到阀座的摩擦力, 经过理论计算力矩减小将近1/3, 实验结果也基本减小了1/3。
(2) 阀杆与阀板的连接配合尺寸。阀杆与阀板之间如果采用T型结构的形式则阀杆螺母与阀板的各方向的间隙因保证在0.6m m-0.8m m之间, 以保证阀板在受压后能够无阻碍的平移, 避免阀杆螺母与阀杆发抗, 阀杆产生微量的弯曲变形, 影响阀门的开启力矩, 如果采用阀杆螺母与阀板一体的结构, 则要严格控制阀杆与阀杆螺母螺纹副之间的间隙, 应控制在单向0.5mm左右, 保证阀板有一定的平移间隙。
(3) 阀板与阀体内腔孔配合尺寸要合理, 防止阀板在开启关闭过程中拉伤阀体内壁, 使得阀门开启力矩超标, 阀杆轴头与阀杆之间的间隙要确定好, 防止在开启过程中阀杆与轴头之间拉伤, 影响阀门的开启扭矩。
(4) 阀门的开启结构:普通的阀门一般都采用阀杆螺母与阀杆通过T型螺纹传动的结构, 一般压力低、通径小的阀门采用上述结构。大通径高压力阀门可以采用省力机构伞形齿轮结构或滚珠丝杆结构来减小开关力矩。采用大齿轮配搭小齿轮的原理和滑轮一样, 省力不省功, 也就是力小了, 但走的路程就长了;力大了, 走的路程就短了, 因此采用伞形齿轮结构的缺点为开关圈数多, 开关阀门所需要的时间长。
采用滚珠丝杠结构力矩为滑动丝杠副的1/3, 传动精度高, 传动比可以为1:1.因此开关圈数少, 时间短。但是滚珠丝杆要求加工精度高, 价格比较高。
(5) 阀杆与阀杆螺母的热处理工艺:阀杆螺纹处进行硬化处理, 可以采用氮化或表面木聚糖处理等工艺, 保证阀杆螺纹耐磨, 减小阀杆螺母副之间的摩擦系数。密封外圆处进行硬化处理, 提高表面硬度, 减小阀杆密封外圆与密封件的摩擦力, 延长密封件的使用寿命, 减小阀门的开关力矩。
光电开关 篇9
高压开关设备按其绝缘可分为空气绝缘的敞开式开关设备(AIS)、气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)和混合技术开关设备(MTS)3种类型。MTS是继AIS和GIS之后出现的特别适用于超高压和特高压的开关设备。
AIS以优化投资成本为特征;GIS以最小的空间需求为特征;MTS则以可靠性极高的单线布置为特征。
混合技术开关设备(Mixed Technologies Switchgear-MTS)是基于敞开式开关设备组合及气体绝缘金属封闭开关设备组合的组合式开关设备。MTS可分2类：一类为敞开式组合电器;另一类为H-GIS(Hybrid Gas Insulated Switchgear)即复合式GIS。敞开式组合电器是以敞开式元件组合形成的开关设备，基本型号为ZCW;复合式GIS(H-GIS)是三相空气绝缘且不带母线的单相GIS，基本型号为ZHW。国内将H-GIS称为准GIS，简化GIS等。
空气绝缘的敞开式开关设备(AIS)以此套作为设备外壳及外绝缘，优化了投资成本，但占地面积大且因设备外露部件多，易受气候环境条件的影响，不利于系统的安全及可靠运行。而GIS、H-GIS在减少占地面积方面具有明显的优势，而且GIS、H-GIS的功能元件封闭在气体绝缘壳体内，因而抵御外界环境影响能力较强。GIS是属于可靠性高、免(少)维护的开关设备，它占地面积最小，但由于配置大量的金属封闭母线，使得造价昂贵。而H-GIS的造价介于AIS和GIS之间。
GIS,H-GIS只将一相断路器、隔离/接地开关、AT等集成为一组模块，整体封闭于充有绝缘气体的容器内，而对发生事故机率极低的母线，则采用常规方式(敞开式)进行布置，也就是说，H-GIS是一种不带充气母线的相间空气绝缘的单相GIS，因而，现场结构清晰、简洁、紧凑，安装和维护方便，运行可靠性高。
AIS,H-GIS将隔离开关和接地开关封闭在充气的壳体内，避免了户外隔离开关经常出现的瓷瓶断裂、操作失灵、导电回路过热、腐蚀等4大问题。而隔离开关与接地开关合一，简化了结构，大大缩小了尺寸。这种3工位隔离开关与接地开关，不存在常规隔离开关与接地开关间各种可能的误操作，因此可省略它们之间的电气操作联锁，使运行的可靠性大大提高。
对于变电站而言，MTS的优势在于：
(1)MTS开关设备完全解决了户外隔离开关运行可靠性问题。同时由于各元件组合，也大大减少了对地绝缘套管和支柱数(仅为常规设备的30%～50%)，同时这也减少了绝缘支柱因污染造成对地闪络的概率，有助于提高运行的可靠性。
(2)由于元件组合，缩短了设备间接线距离，节省了各设备的布置尺寸。相对于传统的AIS，大大缩小了高压设备纵向布置尺寸，减少占地面积达40%～60%。
(3)由于采用在制造厂预制式整体组装调试、模块化整体运输和现场施工安装的方式，现场施工安装更为简单、方便，同时减少了变电站支架、钢材需用量。而且基础小，工程量少，混凝土用量少，也大大减少了基础工作和费用开支。
(4)由于MTS模块化，非常灵活，特别适用于老式变电站的改造。MTS正是适应欧洲50年代和60年代老变电站需要改造而兴起的。MTS减少了老变电站升级改造的施工难度和投资规模，同时提高了可造性。
2 混合技术开关设备的应用情况
目前国内3家大型企业(西开电气、平高集团和新沈高)正在积极研制1100kV GIS和H-GIS(MTS)。
电压等级越高，越能显示出H-GIS的优势。根据广东的经验，H-GIS比GIS具有明显的价格优势。如550kV一间隔设备费用约为720万美元(2002年到岸价)，而H-GIS一间隔约为183万美元(横沥站2002年DDV价)，约为GIS一间隔价格的1/4，同时GIS扩建麻烦。而H-GIS不带母线，分相布置，当一相断路器需维护或扩建时，只需断开与三相母线的连接线，因此H-GIS比GIS占有价格低和扩建维修的优势。H-GIS与AIS相比，H-GIS综合费用虽比AIS贵些，但它的技术经济指标优越，特别减少了套管数量(约为AIS的50%)、支柱绝缘子数(约为其20%)、设备支架数(为其20%)、占地面积(为其60%)、安装工作量(为其50%)，维护工作量(为其20%)等。
550kV MTS在国外都有生产和使用。日本的三菱和东芝公司都在生产MTS产品。三菱550kV MTS从1973年开始已有19座变电站在运行，至今已有194台供货记录。1979年，日本关西电力公司的500kV西播变电站投运10间隔550kV/4000A/50kA的MTS，至今运行没有发生任何问题。1987年，日本东京电力公司的500kV变电站和扩建的5号主变电站工程选用MTS以来，没有发生任何故障。2004年、2005年，国家电网公司和南方电网公司也在多个500kV变电站选用了H-GIS开关设备。我国即将开工建设的1000kV特高压输变电试验示范工程，其中有的变电站将选用1100kV H-GIS。
我国现运行的550kV H-GIS设备中已有三菱、东芝和西开电气产品。
H-GIS也称简化GIS,800kV简化GIS在我国已投入使用。
2005年9月6日，我国第一个750kV输变电工程———西北750kV输变电示范工程正式投入商业运作。该工程采用了800kV简化GIS设备，简化GIS不等于全GIS。全GIS指进出线避雷器、电压互感器等全部电器元件封闭在GIS内，GIS与主变压器、电抗器一般采用GIB(气体绝缘母线)连接，而简化GIS与主变压器、电抗器一般采用架空线连接。
800kV简化GIS采用世界上最先进的800kV双断口液压机构断路器，与GIS相比，有较显著的经济性。800kV简化GIS采用断路器一字形布置方案。一字形布置方案是指断路器首尾相接，一字排开的形式。一字形布置的特点是纵向尺寸最小、横向尺寸长、占地面积小、交叉接线、进出线方向灵活。简化GIS采取了“引进先进技术，合作生产，逐步实现本土化”的方针。
3 国网公司对110～500kV变电站通用设备的有关规定
2007年3月15日，国家电网公司发布了110～500kV变电站通用设备典型规范，并决定自2007年4月1日起推广应用。在国网公司110～550kV变电站通用设备典型设计中，明确了330kV、500kV可采用AIS、GIS和H-GIS典型方案，110kV、220kV仅采用AIS和GIS的典型方案。国网公司在推出的《国家电网公司重点应用技术目录》中明确指出：断路器采用自能灭弧室和弹簧操动机构是技术发展方向。因此设备典型规范中首次推荐110kV GIS采用弹簧操动机构，220kV、500kV GIS可采用气动、液压或弹簧操动机构。
光电开关 篇10
开关磁阻电机 (SR电机) 是一种新型调速驱动系统, 以结构简单、成本低、效率高、调速性能优良和可控性灵活等优点迅速成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统强有力的竞争者, 具有广阔的发展前景。国内在SR电动机理论上取得了一定研究成果并研制出不同功率的电机产品, 北京中纺锐利机电有限公司研制的2.2~400KW系列产品已被应用到纺织机械、电动车辆、煤矿皮带机等领域。然而, SR电机特殊的双凸极结构使其在运行过程中存在显著的边缘效应和局部饱和现象, 因此造成了非正弦的相电流和脉振式的饱和磁场。电感和磁链均是关于电流和转子位置上的二维函数, 给SR电机准确模型的建立带来困难。目前对SR电机的建模、设计和控制方法的研究已成为热点:国内对SR电机建模大多建立在电感曲线的基础上, 文献[1]基于电感函数建立了SR电机非线性仿真模型, 但其主要模块均采用M文件编程实现相应功能, 严重影响仿真速度。文献[2]建立了开关磁阻电机的准线性模型, 具有一定的精度。文献[3]建立了开关磁阻电机线性电感模型, 给出不同控制模式下的相电流波形, 对其定性分析有一定指导意义。国外对SR电机的建模多数是以磁链函数为基础, 文献[4]通过电流和转矩函数, 利用插值模块建立SR电机非线性模型, 具有较高计算精度和仿真速度。文献[5]基于有限元仿真得到的电感曲线和转矩曲线建立SR电机的自适应网络模型。正是由于SR电机建模方法的不断发展, 新的控制策略如神经网络法[6]、自抗扰控制法、直接转矩控制法[7]、滑模变结构控制法[8]等控制方法也得到广泛应用。随着非线性模型精度的不断提高, SR电机将会在更多更广的领域发挥重要作用。尤其在电机故障诊断方面[9], 开关磁阻电机有较大的优势。因此, 为了建立较精确的电机模型准确的分析其性能特性, 利用有限元仿真软件Ansoft计算出的电感曲线, 在Matlab/Simulink中搭建SR电机非线性仿真模型, 研究SR电机在角度位置控制 (APC) 和电流斩波控制 (CCC) 运行方式下电机的稳态特性, 给出变速条件下SR电机的运行特性曲线, 验证电机模型的准确性。同时, 研究不同开通角和关断角对电机性能的影响, 给出SR电机在高速运行时不同开通角和关断角对电机相电流影响波形, 调节开关角使电机在一定转速时输出平均电磁转矩最大或者效率最高, 获得角度最佳控制。同时, 对开通角和关断角的调整可以有效改善SR电机振动和噪声, 为SR电机优化设计提供理论依据。
一SR电机电感法建模的数学模型
SR电机采用双凸极结构, 定转子的凸极由普通硅钢片叠压而成, 电机转子上无绕组和永磁体, 绕组集中在定子凸极上, 单方向通电, 径向相对极的绕组串联成一相, 如图1所示为典型的三相6/4结构SR电机截面图和主电路。SR电机遵循“磁通最小”的运行原理, 即磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合。D1和D2是为能量回馈提供通道的续流二极管, K1和K2为控制电路通断的开关管。若此时导通C相定子绕组, 由于此位置磁阻最小, 无法产生切向磁拉力而转动, 若A相导通, 所产生的磁场力力图使转子旋转到定子极Aa和转子极13重合的位置, 在此过程中产生磁阻性质的电磁转矩, 使电机转动, 当完全重合后相邻相定子绕组导通又会产生相应电磁转矩继续维持电机转动。按A-B-C-D顺序导通相绕组, 则转子便按逆时针方向连续转动, 反之, 顺时针方向转动。
设电源电压为U, 开关管导通压降为Ut, 二极管压降为Ud, 相绕组电阻为Rs, 当两开关管闭合时, 根据电路理论有[10]:
磁链和电感有如下公式:
将式 (1-2) 代人式 (1-1) 可得:
开关管关断时有;
整理可得:
SR电机电磁转矩可以表述为:
平均转矩可以由瞬时转矩得到:
其中, τr为电机转子极距, wr为电机转子转速。
系统效率通过下式计算:
其中, m为相数, ua为A相电压, ia为A相电流。
二基于Matlab的SR电机电感法建模
(一) SR电机本体建模
电感法是利用有限元分析软件Ansoft仿真出来的电感曲线 (电感关于转子位置角和相电流的函数) 来进行建模的方法, 如图2所示为在Ansoft中仿真得到的电感波形。
结合电感法建模的数学模型相关公式, 可建立如图3所示一相相绕组模型。其中, 忽略轴向端部效应, 不计涡流影响, 该模型可以作为电动机和发电机的仿真模型。La+和La-是相绕组两端接口, 接开关管, delta A为A相绕组的位置信号, Ta是A相瞬时转矩, Rs是电机相绕组电阻, 三相SR电机由三个这种一相绕组模型构成。
图中两个二维查找模块LookupTable (2-D) 和一个受控电流源ControlledCurrentSource是建模的关键:第一个二维查找模块的输入输出数据是电感曲线, 第二个二维查找模块是转矩对角度的偏导数 () , 两个二维查找模块的第一个输入 (行向量) 都是角度, 第二个输入 (列向量) 都是电流。二维查找模块将两个输入端的值与预先输入的行列值进行比较, 相同的输出预先设置的值, 不相同输出线性差值, 输入值不在行列值范围之内, 模块将利用开始或最后两点外推得出输出值。在已知电流源的瞬时值和电感、电感对角度的偏导等数据前提下, 利用非线性数学模型的公式可求得瞬时转矩。建模的难点是电感偏导数的求取, 因为非线性的电感曲线无法用函数解析式表示, 而在Matlab中求微分需要函数表达式。因此, 建模中采用三次样条插值法拟合出电感函数进行插值来求取偏导数。
(二) SR电机控制部分建模
SR电机一般采用带有转子位置检测器的闭环控制, 这是研究SR电机及其控制系统的基础。利用Matlab/Simulink建立6/4极三相开关磁阻电机控制系统仿真模型是当前比较理想的建模方法。如图4所示, SR电机带有转速和电流的双闭环, 电机转速作为主要被控量放在控制系统的外环, 以确保转速能够准确跟随给定转速, 电机电流负反馈作为内环, 转速调节器的输出作为电流调节器的输入, 再用电流调节器的输出控制功率变换器。
该控制系统由电机本体模块、功率变换器模块、位置检测器模块和PI控制器模块[11]等组成:开关磁阻电机本体采用上述相绕组模型封装;功率变换器采用控制方便、效率高、结构简单的不对称半桥型, 开关管为IGBT, 在软件中封装成子模块被调用;PI控制器调节转速, 输入为转速误差, 输出的是给定电流, 设置PI参数为kp=30, kp=1, 可以得到理想转速曲线, 实现良好的稳定性能;电流调节器采用电流滞环比较器来控制相绕组的通断, 通过设定滞环宽度参数以限定绕组电流大小, 此设计是在电机转速较小时控制斩波电流的上下限;位置检测器子模块内部如图5所示, 首先对转速积分, 得到三相转子旋转机械角度, 然后对角度取余得到三相转子位置角, 最后和设置的开关角进行比较, 在大于开通角时刻导通, 大于关断角时刻关断, 控制电机运行。
三SR电机模型仿真验证
定义SR电机在转子极与定子槽中心线对齐位置处 (此时相电感最小) 的转子位置角为0。设转子导通角θon=0°, 为保证导通角期间产生的电磁转矩是驱动性质的转矩, 关断角需要满足以下公式:
当转子极数Nr=4, 转子极弧βr=32°时, 有导通角θon=0°, 则关断角θoff=29°。实际的SR电机控制中, 一般需要提前导通, 保持导通角为29°或者30°为最好。按照所搭建系统对所建立的6/4结构三相SR电机模型仿真验证, 导通角θon=-5°, 关断角θoff=28°, 电机额定转速nN=3450r/min。
稳态运行仿真波形如图6所示为SR电机在高速时三相磁链, 三相电流, 电磁转矩, 转子转速等特性曲线。如图7所示为SR电机在低速时运行在电流斩波控制方式下特性曲线。SR电机运行在角度位置控制方式下, 恒功率负载, 相电流为85A, 相电流在每一相的关断时刻相邻相导通, 电磁转矩稳定在50N·m左右上下波动, 反映出电磁转矩的脉动情况;电机在低速时运行在电流斩波控制方式下, 电流滞环宽度为10A, 为限制电流大小, 斩波电流为200A, 电磁转矩较大为100N·m, 三相电流依次导通, 电磁转矩在电机每相的关断时刻附近脉动最大。得出所建模型及系统的有效性。
四开关角的优化
SR电机的四个控制参数中, 转速为设定值, 绕组电流由速度环给出或直接给定, 电机的出力、效率和噪声等性能指标都与开关角密切相关, 所以有必要研究开关角对SR电机电动性能的影响。SR电机角度参数优化是一个需要考虑多种因素约束和影响的多目标综合参数选择问题, 系统运行稳定性要求关断角大些, 而降低噪声和振动要求关断角尽可能小些。通过调节开关角使得一定转速时平均转矩最大或效率最高, 得到角度最佳控制。
图8为转速n=3450r/min, 导通角θon=-5°、-4°、-3°, 关断角θoff=28°条件下的波形。图9为相同转速下, 关断角θoff=25°、27°、30°, 导通角θon=-5°条件下的波形。由图得知, 开关角对电机性能影响非常明显, θon在一定范围内提前越多, 相电流峰值越大, 电机出力越大;θoff的改变不影响电流峰值, 但随之增加, 在电感下降区的电流续流越长, 电机出力越小。所以对于不同的转速, 存在角度的最优控制。
不考虑运动方程, 令转速n=3450r/min恒定值, 获得稳态仿真的平均转矩随开关角变化关系曲线, 从图10可以看出, 无论关断角取何值, 开通角在-5°到1°范围内平均转矩最大, 考虑到效率最高, 开通角最优取值为1°。从图11可以看出, 不管开通角取何值, 关断角为22°时平均转矩最大, 因此, 最优关断角为22°。一次类推, 可以优化电机在其他转速下的开关角, 以供电机动态仿真和设计控制软件使用。
五结论
通过所建立的三相SR电机非线性模型, 对运行在高速和低速的控制系统进行仿真, 给出负载加重时的动态响应波形, 验证了该模型和调速系统的有效性, 并且在电机平均转矩最大或者效率最高条件下对电机的开关角进行了最优组合仿真, 为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。
摘要：利用非线性磁化曲线簇, 结合外部电路方程和有限元 (FEM) 仿真, 在Matlab/Simulink中通过实时的电感插值法建立开关磁阻电机非线性模型。并以此模型为基础, 对开关磁阻电机驱动系统进行高低速仿真研究, 结果验证此电机模型及其驱动系统的有效性。同时给出开通角-5°-3°, 关断角-25°-30°之间的相电流波形, 平均转矩随开关角变化曲线。在转速为3450r/min时最高效率和最大平均转矩条件下的最优开通角为-1°, 关断角为22°。开关磁阻电机角度位置运行控制下开通角和关断角的不同组合, 可以提高电机效率, 降低噪声, 抑制振动, 为开关磁阻电机优化指明方向。
关键词：开关磁阻电机,非线性模型,电机优化
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无线数码遥控开关 篇11
产品安装方便"设计新颖、产品价格低，非常适合目前国内经济的消费水平，本产品自推出市场后，反应非常好，深得广大消费者的喜爱和赞赏。
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9、功耗：≤1W
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11|、接收工作方式：AM ； 超再生；
光电开关 篇12
国外制造企业主要有ABB, AREVA, Siemens, 法国Egic, 美国SSL, 荷兰HAPAM, 日本高岳等。
1 用途与分类
隔离开关在分闸状态有明显可见断口, 在合闸状态能可靠地通过正常工作电流和短路故障电流。
隔离开关的主要用途为:检修与分段隔离;倒换母线;分、合空载线路;自动快速隔离。
隔离开关的主要分类: (1) 按安装地点不同, 分为户内与户外2类; (2) 按使用特性不同, 分为一般用、快分用和变压器中性点接地用3类; (3) 按接口二端有无接地装置及附装接地刀的数量不同, 分为不接地 (无接地刀) , 单接地 (有1把接地刀) 和双接地 (有2把接地刀) 3类。
2 结构形式
高压隔离开关的结构形式很多, 按国内外使用的结构形式, 可归纳为表1和表2所示的11种形式。目前国内生产的隔离开关大致有以下几种系列型式:以GW4型为代表的双柱水平旋转式 (40.5~252kV) ;GW5型为代表的双柱V型水平旋转式 (40.5~126kV) ;GW7、GW27为代表的三柱水平旋转式 (252~1100kV) ;以GW10、GW16、GW20为代表的单柱单臂垂直伸缩式 (126~550kV) ;以GW11、GW17、GW21为代表的双柱水平伸缩式;以GW6、GW46、型为代表的单柱双臂伸缩式 (剪刀式) (126~550kV) 。
3 国内外超高压隔离开关产品水平
总的来说, 国产超高压隔离开关产品结构形式多种, 主要技术参数都达到国际先进水平, 多方面性能高于IEC标准, 上网运行情况基本良好。但在产品外观、可靠性、防腐性及免维护等方面与跨国公司产品存在差距。
4 国内800kV隔离开关产品
2003年2月19日, 国家正式批准建设西北750kV输电工程, 从而催生出800kV超高压隔离开关。
西开与美国南州电力开关有限公司 (SSL) 进行技术合作, 研制出GW45-800kV双柱垂直开启式户外超高压隔离开关和GW12-800/5000三柱水平翻转式户外超高压隔离开关。
河南平高电气股份有限公司 (简称平高) 自主研制完成GW27-800型三柱闸刀翻转式隔离开关和JW8-800型接地开关, 在KEMA试验站和国内试验站通过型式试验, 于2006年5月通过国家鉴定。新东北电气 (沈阳) 高压隔离开关有限公司 (简称新沈高) 自主研制完成GW12A-800型双柱折叠立开式隔离开关及JW4-800型接地开关, 2006年9月通过国家鉴定。长高也自主研制GW7C-800型三柱闸刀翻转式隔离开关。这些制造企业已在两北大规模建设750kV线路中做出贡献, 2007~2008年, 我国已生产800kV级隔离开关共87组, 其中西开38组, 平高25组, 沈高14组, 长高10组。
4.1 西开双柱垂直开启式隔离开关
西开双柱垂直开启式产品结构特点如下:
(1) 产品为单断口垂直开启结构设计, 纵向尺寸小, 同其他结构型式产品相比, 具有最小的相间距离;采用翻转式闸刀设计, 破冰能力强, 操作力小, 闸刀合闸时仅对支柱瓷瓶产生向下的轴向压力, 具有很高的可靠性。
(2) 铜银接触采用镶焊工艺, 能保证最大的机械强度和导电性能, 并可能有效地防止电化腐蚀。
(3) 闸刀管采用高强度防腐铝管, 电流通路无中间过渡环节, 具有极高的流通能力。
(4) 轴承座为密封设计, 可保证长期使用免维护。
(5) 底架为整体式结构, 电站土建基础易满足产品安装要求, 施工工作量小, 同分段式底架相比, 能有效地防止地基沉降对产品分合闸操作时带来的不利影响。
(6) 导电回路具有良好均压结构, 可满足海拔3000m以下的绝缘要求 (同类型产品已在巴西伊泰普水电站安全运行30年以上) 。
4.2 平高GW27-800型超高压隔离开关
GW27-800隔离开关由3个单极装配 (单相) 组成, 每极配1台CJ11电动机操动机构, GJ11电动机操动机构安装在每相底座下面的基础上, 通过CJ11电动机操动机构可进行分相操作, 亦可进行电气三相联动。该产品按接地开关的配置可分为不接地、单接地、双接地3种结构形式, 用户可根据现场的实际情况, 在电网的不同位置选用不同的地刀配置形式。
GW27-800隔离开关的单极装配为三柱水平旋转式, 它主要由底座总装配、棒型支柱绝缘子、导电杆装配、静触头装配、CJ11电动机操动机构等组成。在含有接地闸刀的隔离开关中, 接地闸刀由CJ11电动机操动机构提供动力源, 可进行分相操作, 亦可进行电气三相联动。主闸刀与接地闸刀之间通过一个机械联锁装置可进行机械联锁, 防止误操作。
隔离开关主导电系统主要由臂板装配、球形万向节、上下夹板、导电管、主动触头和两侧瓷柱上的静触头装配组成;另外还包括辅助动、静、触头, 用于开合母线转换电流。它的运动是通过中间瓷柱的旋转带动导电管旋转进行分、合操作。但它的运动形式不是简单的导电管水平旋转, 而是一种复合运动。合闸时, 导电管先绕中间瓷柱水平旋转70°至动触头进入静触座内, 然后通过球形万向节, 带动导电管再绕自身轴线旋转60°完成合闸, 此时动、静触指可靠接触, 确保主导电回路长期通流的可靠性;分闸则正好相反。这种运动形式完全克服了以往单一运动形式产品操作力过大的缺陷, 操作力小, 操作平衡、可靠, 寿命长。
4.3 新沈高GW12A系列超高压隔离开关