断电保护

断电保护（精选10篇）

断电保护 篇1

在多媒体教学设备中, 投影仪将教学内容清晰直观地呈现给学生, 是多媒体教学系统的核心, 随着使用人数与频率的增多, 一些不规范的操作大大减少了投影仪的使用寿命, 尤其是投影仪灯泡的使用寿命。因为投影仪内部为大功率灯泡, 长时间工作导致内部温度高, 正常情况下, 投影仪内部有保护电路, 关闭投影仪不切断电源时, 其内部的散热风扇会继续运转, 其温度降低到一定值时, 投影仪才能正式关机。如果投影仪内的风扇因断电而停转, 灯泡无法及时将余热散尽, 导致灯泡内部发光部分元件的物理强度降低, 加剧液晶片和电路的老化, 严重的直接导致灯泡爆裂。因此, 对投影仪断电保护技术的设计具有一定意义。

1. 现状分析与总体设计

目前在多媒体教学系统中的投影仪中除爱普生和松下机型当中, 有几款有延时降温保护外, 其他机型几乎没有, 一般都是依靠中控设备来实现对投影机延时供电, 来对投影仪降温冷却, 以此达到自动保护投影仪的目的。当有些多媒体教学系统中未配置中控设备时, 那投影仪关闭后只能人为等待4分钟左右再切断电源, 实际情况是大多数老师在上完课后, 认为等4分钟左右的时间太麻烦而直接关闭电源, 最后导致灯泡损坏、甚至烧坏液晶板, 使投影仪的使用寿命大大降低。大多数高等院校, 其多媒体教学系统都在100左右, 此错误操作定会带来很大的经济损失 (灯泡价格在2500左右) , 同时又将严重影响教学。因此, 设备的使用和维护, 如何延长设备的使用寿命, 这一工作就显得非常重要。

电路要解决的技术问题是提供一种操作简单、能够在切断电源的情况下, 可以延时断电的电源控制电路, 需要由电源电路、开关电路、延时电路、继电器执行电路组成。

2. 电源电路设计

电源部分采用降压变压器降压, 桥式全波整流, 7812三端稳压电路稳压输出12V直流供电电压, 电源部分原理图如图1所示。

一般7812输入电压Ui大于Uo电压3 V~5 V, 才能保证稳压器工作在线性区。若输入电压太小3V则电路不工作, 输入电压太高 (最高可达35V) 则造成稳压器过热, 使用寿命降低, 故设计降压变压器选220V降到12V变压器, 由桥式整流电路两端输入与输出电压关系Uo=0.9Ui, 电容C1上两端电压为Uc1=0.9Ui×1.414≈15.3V, 其中Ui=12V。该设计的12V直流电源供电电路三端稳压器工作稳定, 使用寿命长。

3.555时基电路功能与设计

555定时器是一种多用途数字与模拟混合集成电路, 功能主要由两个比较器决定, 两比较器的输出电压控制RS触发器与放电管状态。在电源脚与地脚接入电压后, 5脚悬空, 则电压比较器C1的同相输入端电压为2/3Vcc, C2的反相输入端电压为1/3Vcc。当触发器输入端TR电压小于1/3Vcc, 则比较器C2输出为零, RS触发器置1, 输出端3脚为0, 放电管截止;当C1比较器输入端电压大于2/3Vcc, 同时TR端电压大于1/3Vcc, 则C1的输出为0, C2输出为1, RS触发器置1, 输出端3脚为低电平, 放电管导通。555时基电路主要采用555定时器构成的单稳态触发电路, 该部分电路原理图如图2所示。

其工作原理自锁开关S按下并自锁后, 2脚和6脚输入电位为0, 555电路3脚输出高电平;当自锁开关S再次按下后, 自锁弹起, 2脚和6脚输入电位由Vi决定, 设计中Vi为大于2/3Vcc。

4. 系统整体设计

4.1 电路组成与作用

该电路要解决的技术问题是提供一种操作简单、能够在切断电源的情况下, 可以延时断电的电源控制电路。电路主要由电源电路、时基电路、延时电路、继电器执行电路组成, 各电路的作用为: (1) 电源电路是将220V交流电转变成12V直流, 提供后续电路供电电压; (2) 时基电路主要由555集成电路T1构成, 利用555集成电路3脚输出电压控制开关三极管Q1、Q2的导通状态; (3) 延时电路主要由三极管Q1、Q2, 电解电容C6、555集成电路T2组成, 其作用S联动开关切断后的延时4分钟后切断投影仪电源; (4) 继电器执行电路主要由继电器K与续流二极管组成, 其作用是S联动开关切断后, 延时指示红色发光二极管LED点亮, 表明4分钟后继电器执行电路控制主电源开关K1, 切断主电源。

4.2 电路设计特征

(1) 当自锁开关S 1按下后, 220V/12V变压器输出12V交流电, 经过桥式整流, 电容C1、C2滤波后为15V, 再经过7812稳压成直流12V输出给555时基电路T1、T2供电。

(2) 555电路T1的2脚与6脚相连后与电阻R1、R2、自锁开关S2的一端相连, R1、R2串联分压, 555电路T1的2脚与6脚电压取自电阻R2, 且R2=3K、R1=1K。

(3) 开关三极管Q1、Q2设计为开关状态。

(4) 555电路T2的2脚与6脚相连后与电解电容C6正极、自锁开关S3的一端相连。

(5) 电解电容C6取值为1000uf/25V, 电阻R5为可变电阻, 阻值2M, 通过开关三极管Q2相连。

设计后的延时断电控制电路原理图如图3所示, 电路工作原理如下:

(1) 当联动开关S1、S2、S3按下并自锁, J2插座及电路得电, 555电路T1的2脚与6脚输入电压为0, 小于1/3Vcc, 555电路T1的3脚输出高电平, 三极管Q1导通导致三极管Q2基极电位为0, 三极管Q2截止;同理555电路T2的2脚与6脚输入电压为0, 小于1/3Vcc, 555电路T2的3脚输出高电平, 继电器K1得电, 开关K1闭合, 延时指示电路LED红灯D1点亮。

(2) 当投影仪使用完毕, 需要切断电源时, 按下联动开关S1、S2、S3, 由于电解电容C6两端电压不能突变, 其正极仍然是0电位, 555电路T2的3脚仍输出高电平, 继电器开关仍然吸合, J2插座及电路仍然得电;与此同时555电路T1的2脚与6脚输入电压为9V, 大于2/3Vcc (8V) , 555电路T1的3脚输出低电平, 三极管Q1截止, 其集电极为高电位, 三极管Q2导通, 电解电容C6充电, 充到电压2/3Vcc (8V) 时间约为t=1.1RC, 延时时间 (3分钟~40分钟) , 设计中延时时间为5分钟;当C6电压充至大于2/3Vcc (8V) 时, 555电路T2输出低电平, 继电器K失电, 开关K1断开, 插座J2断电。

结语

电路经过测试, 电路运行正常, 完全达到预定目标, 且该电路具有成本低廉、体积小巧, 极大地减少因人为操作不当, 导致投影仪快速老化和灯泡爆裂。

摘要：本文详细阐述了电源电路、延时电路的设计及元器件的选择, 并给出延时控制电路的整体原理图与工作方法。电路经过测试能够达到预期目标, 有效地防止了对投影仪人为操作不当的问题。

关键词：电源电路,555定时器,延时控制

参考文献

[1]吴庆州, 戴新宇.投影仪专用延时断电插座的制作[J].电子世界, 2004 (8) :61-62.

[2]王丽卿, 刘如春.投影仪强制延时自动断电保护器设计[J].职大学报, 2012 (4) :69-70.

[3]张振国, 张军.投影仪延时保护电路[J].中国教育技术装备, 2009 (40) :48-49.

[4]张剑, 张勇.模拟电子技术[M].浙江:浙江工商大学出版社, 2014.

[5]张林, 陈大钦.模拟电子技术基础 (第3版) [M].北京:高等教育出版社, 2014.

断电后依然精彩 篇2

还能运行?

你说的是UPS电源吧!

没错，这款产品在机箱里内置了UPS不间断电源。用户不用担心数据没存档时遭遇突然断电了。

超扬S系列是同方最近推出的一款全新中小企业台式机，从外形到内部都进行了全新设计，机箱比传统的超扬A系列小巧很多，UPS电源是它新增加的重要功能之一。

打开它的机箱盖，能看到机箱底部有一个方砖大小的物体，它就是UPS电源。当我们把全新的样机接上电源后，开机使用半小时，然后拔除电源，UPS能供电14min 26s，然后主机熄灭。在这段时间里，用户可以保存未存档的资料。

使用中，电源线一旦拔除(断电)，UPS就切换供电，这个瞬间在超扬S55上感觉不到，因为我们没有听到警报。但是，此时系统会自动软关机，这时如果有未保存的文件，屏幕会跳出保存对话框，让你保存，如果你不保存，系统将持续到UPS电量耗完，然后强制关机。试用中我们的Word文件和Phtoshop照片都能在断电后顺利存档，较长的供电时间也不需要匆忙。

超扬S的很多安全技术，在A系列上已经成熟，新产品都完好地继承了下来。在目前同类产品中，这些安全功能是非常全面的。进入系统时，用户可以选择指纹登录；重要的私密文件，用户可以选择安全芯片的硬件加密技术；备份和还原功能可以在Windows损坏时快速重建。新的机箱上设置了备份和还原快捷键，在Windows不能登录时，可以按住它来实现系统恢复。超扬$55还提供了一个网络放雷击器，接在网口的水晶头上，可以缓冲大电流，对硬件起到保护作用。

浅淡投影机断电保护电路的设计 篇3

1 电路工作原理

从电路图可知, 该电路主要由散热风扇维持运行电路, 蓄电池节能电路, 蓄电池充电电路三部分组成。电路主要功能:当投影机意外断电时, 机内12V电源停止了输出, 继电器K由于线圈失去供电, 触点K-1得到释放而接通, 蓄电池及时向散热风扇供电, 使其继续运行, 该电路置有散热风扇延时断电功能, 可使散热风扇运行约5min后自行关闭, 整个电路既可让投影机得到及时散热又有效节约蓄电池电能。由于蓄电池在使用过程中电能不断消耗, 因此增设了蓄电池充电电路。

1.1 散热风扇维持运行电路

从电路图可知, 当投影机突然断电时, 继电器K也随投影机断电而失去供电, 触点K-1得到释放而接通。刚接通电源时, A1的3脚 (OUT) 为高电平, Q2、Q3、Q4均为导通, 蓄电池的电流从蓄电池的正极流出, 流经三端稳压集成A2后, 再经过导通的三级管Q2、Q3、Q4流经过各路散热风扇到地端 (蓄电池负极) , 形成闭合回路。因此, 投影机出现意外断电时, 散热风扇可由蓄电池及时供电, 而持续运转。当投影机恢复交流供电时, 继电器k也恢复供电而吸合, 触点K-1断开, 为投影机下一次意外断电作准备。

1.2 蓄电池节能电路

由于投影机关机后其散热风扇只需继续运行约5min即可完成散热, 因此, 当投影机断电时, 蓄电池只需向散热风扇供电约5min即可, 时间过长就造成了电能的浪费, 所以本电路还加设了蓄电池节能电路。

从电路图可知, 电池节能电路由时基电路NE555、二极管D3、电阻R2、R3、R4、及电容C2、C3组成。电路主要利用555集成电路第5脚 (CON端) 的控制功能实现的。我们知道在555集成电路的内部有由3只阻值均为5KΩ的电阻器构成的分压器, VC端 (第5脚) 就接在第1只与第2只电阻之间, 5脚电位就被固定在2/3电源电压上, 所以时基电路的复位电平为2/3电源电压。若通过外部电路来提高第5脚的电平从而使复位电平增高, 就能实现规定时间的延时。

我们通过二极管D3来提高第5脚的电平, 设二极管压降为0.7V, 则第5脚电平就被固定在12-0.7=11.3V。由于电容C2两端的电压不能突变, 刚通电时, A1的2脚 (TRI端) 为低电平, A1被触发置位, 3脚 (OUT端) 输出高电平, 三极管Q2、Q3、Q4的B极也处于高电平而导通, 电流流经各散热风扇, 而至使其运行。以此同时, 电源通过电阻R4向电容C3充电, 使阈值端THR (第6脚) 电平不断升高, 升至第5脚 (CON端) 的电平时, 内部电路复位, 三脚 (OUT) 输出低电平, 因此三极管Q2、Q3、Q4关闭, 关断电流, 散热风扇停转。我们可根据RC充电公式Vc=E (1-e (-t/R*C) 来计算电阻R4和电容C3的大小而得出阈值 (6脚) 电平电升至5脚 (VC端) 的时间。

结合原理图及实际要求得知, 电容C3和电阻R4串联, 组成RC充电电路, 接到12V电源E上, 延时约5min, 电容上电压VC达到11.3V, C3和R4的取值计算如下:

→R x C=5/2.84→R x C=1.76, 其中R的单位为欧姆, C的单位为法拉。

1.3 蓄电池充电电路

由于蓄电池在使用过程中电能会下降, 如不及时充电, 电池电能最终耗尽, 因此, 本电路增设了蓄电池充电电路。

从电路图可知, 电路由变压器T、二极管VD1-VD4、电容C1、电阻R1、三极管Q1组成, 变压器T将市电变成12V的交流电, 再经VD1-VD4桥式整流, 经C1滤波后, 变成较平稳的直流电, 再经Q1、R1、ZD组成的串联稳电路输出, 向蓄电池充电。

当蓄电池电能变低时, 蓄电池的极间电压也同时变低, 当低于13.7V时, Q1的B脚电位由于14.4V的稳压二极管ZD的作用高于E脚0.7V, 因此Q1导通, 电源向蓄电池充电, 随着充电时间的延长, 蓄电池电能得到恢复, 蓄电池极间电压达到13.7V时, Q1截止, 电源停止向蓄电池充电。而当市电升高时, ZD始终将Q1的B极电压钳定于14.4V, 而Q 1的E极电压由于Q1内部PN结电位差, 始终钳定在13.7V的电压。整个充电电路让蓄电池处于13.7V的浮充状态, 充电电路可以长时间通电, 蓄电池也不会因过充而损坏。

2 电路的安装

从电路图得知, 电路安装较为简单, 其中继电器K一端可通过导线接投影机内部的电源12V输出端, 继电器另一端和投影机的地线相接。而Q2、Q3、Q4的E极分别通过导线连接到投影机内部的灯泡、光路、液晶板 (或DMD) 散热风扇的供电脚。图中的散热风扇1、散热风扇2、散热风扇3分别代表上述的散热风扇, 为了容易讲解电路原理而画入图中。最后, 将保护电路的地线和投影机内部的地线连接, 我们便可完成整个电路的安装。值得注意的是:在保护电路安装前, 要先切断投影机内部电源并等待3min以上, 投影机内部余电释放完毕方可进行操作, 安装过程注意防止静电。

3 电路测试

为了检验该电路在日常复杂多变的使用环境中的适应性, 笔者对电路进行了各种测试。

投影机电源多次被强行切断时, 其内部的三个散热风扇 (灯泡散热风扇, 液晶板散热风扇, 光路散热风扇) 都能持继运行, 速度平稳。散热风扇在运行过程中, Q2、Q3、Q4的E脚输出电压都恒定在12V, 散热风扇的运行时间多次被测试, 结果都在5分钟在右。散热风扇运行时, 电路的总电流为575mA, 散热风扇停转时, 总电流为5毫安, 由此可见本电路本身耗散电能非常小, 仅为5mA。电路在持续使用中, 虽然使用环境温度出现变化, 但电路各元器件无明显升温, 对电路主要工作点进行测量, 其电压和电流无出现任何波动。电路电源适用范围广, 用调压器将市电从200V调至到240V电路也正常工作, 并能顺利通过各种干扰的测试。

4 电路的使用

为了得知该电路的实际使用情况, 笔者将电路装在某校一部份投影机上, 使用一年以来, 电路没有出现任何故障。投影机在使用过程中, 也没有由于加装了该电路而受到影响。经过查看该学校的投影机维修记录, 发现装有该电路的投影机更换灯泡和维修光路的次数较往年有所下降, 具有较好的经济效益。

参考文献

手机不断电 篇4

自我发电

nPower PEG人体动力充电器

早在三四年前，火车上就有叫卖手摇式充电手电的小贩，但事实证明这只是个噱头。这是个很好的想法，但实操起来确实很难，直到今天远在大洋彼岸的nPower PEG才研发出了这款手摇式充电器。别看它只有23cm长，形状中粗端窄，像个缩小的擀面杖，但它却能在1小时内给绝大多数的便携式设备充上80%的电。255g的重量要比沙袋轻得多，所以绑在腿上或臂上慢跑时毫不费力，此时将它和手机连上，就绝对不用担心在通话时会断电了。

虽然效率要输普充一截，但能储存电能供人使用，1000mAh锂聚合电池对一般的数码用户完全足够。或许你慢跑400米只够iPhone4通话两分钟，但你可以平时带着它多运动运动，预存一部分电。这样一来即便你在开车，也可以有源源不断的电力供应。而且将自己的动能转化成电力，这种奇妙的感觉无法言说。厂家将它定性为户外用品，因为它具有很强的野外维护便利性，体积和重量也可以接受。最主要的是，当你的手机在大山里只剩下一格电时，你就会明白nPower PEG手摇式充电器是多么棒的一件户外神器了。

精彩展台

blueLounge iPhone充电器MiniDock

对于日益懒散的年轻人而言，繁琐的充电器接线是个不折不扣的败笔。充电时随意的一放很容易被家人或室友踢碰到线缆，让人心疼不已。也正因如此，Bluelounge专门为这些执拗的iPhone用户打造了这款无线充电器。“迷你鸭子”的造型有些奇特，“尖尖的下巴”设计和iPhone4连接在一起时颇有时代感。使用时，你只需将iPhone4的充电接口和MiniDock无线扩展底座连接，就能在让你的iPhone神气十足地靠在插座上。

无线的设计不仅能摆脱繁琐的放置和使用，还能让你的爱机时刻在明显的位置，保障安全，百利而无一害，何乐而不为呢？除了充电的功能外，这个充电底座还能充当一个不错的迷你展示底座。女友来光顾时，用它边充电边播放音乐也是个不错的选择。但现在只在美国英国等地有售，如果在内地上市，128元的低价一定会被发烧友们抢破头的。

全能供电者

POWERTREKK燃料电池

大多数可充电电池都有无法顾及到的死角，密林中无法用太阳能充电电池，而在开车时手摇式充电器也无用武之地。所以便携式的供电装置是永远不会退出历史舞台的。这款使用USB接口的Powertrekk燃料电池一经出现，便给低迷的燃料电池界注入了一剂强心针。

断电保护 篇5

随着欧标692“机械压力机安全”在国内机械压力机制造行业逐步的推广和应用,以及新国标“机械压力机安全技术条件”的发布,最大限度地减少机械压力机对人身伤害的问题已提到新的高度。欧标692第5.2.4.9~5.2.4.13、5.4.2.3、5.4.9条例对双联阀的设计、结构以及主要功能均作出了严格的规定。目前,国外许多锻压机械及其功能部件制造厂商通过标准、相关专利、知识产权已有效构筑了技术壁垒,严重地影响了国内机械压力机及其关键功能部件的技术发展。因此,开展国内外双联阀相关技术的研究,研发具有自主知识产权的优质、高性能、高安全可靠性的断电保护式压力机用安全控制双联阀,已成为国内压力机控制技术发展的当务之急。

2 作用与功能

控制机械压力机动作的关键功能部件有人脑般的电气控制装置和心脏般的双联阀及摩擦离合器。其中,双联阀的作用是接收压力机电气控制装置发出的电信号后,接通或关闭压缩空气,控制离合器、制动器动作,实现对离合器工作的冗余控制,并对自身每个动作状态进行动态监测,实现安全保护功能(图1)。

3 现状

3.1 产品市场现状分析(图2)

目前,国内对双联阀的年需求量为30000余台。国内企业生产量少于5000台,其中自行研发约为离合器3000台,其余为仿制产品。缺口的25000台全是外资及国外品牌产品,分别为ROSS、NORGREN-HERION、日本TACO、日本丰兴、台湾TOPAIR等的产品。

3.2 国内外上市双联阀的结构特征

(1)ROSS双联阀结构特征

由单式阀构成的交叉流双联阀(国内专利号:ZL200410085513.3)外形见图3a,内部结构见图3b。

(2)NORGREN-HERION、台湾TOPAIR双联阀结构特征

双十字交叉流结构双联阀,国内专利号不详,其外形见图4a,内部结构见图4b。

(3)日本TACO、日本丰兴及国内已上市的双联阀结构特征

平行流双联阀,无国内专利。其外形见图5a、b,内部结构见图5c。

3.3 国外双联阀技术壁垒的形成及目标

3.3.1 技术壁垒的形成

国外品牌双联阀通过研发获得产品的核心技术(产品相关的专有技术、加工工艺、加工过程中的技术诀窍、知识产权、专利、注册商标等),在制订相关的行业标准和法规(欧标692等)的基础上构筑技术壁垒(图6)。如在欧标692第5.4.2.3条例中对机械压力机用双联阀的冗余控制技术、自监视技术作了强制性的规定。

部分外国公司(如ROSS)在中国已申请了专利,如果国内产品要达到上述要求,若处理不当就有可能侵权。NORGREN-HERION公司的双十字交叉流双联阀,由于国内现有制造技术与其相比还有差距,目前很难实现规模化生产,因此,该产品不需要在国内申请专利同样也形成了相应的技术壁垒。

3.3.2 国外品牌双联阀实现的目标

国外品牌双联阀已通过产品研发和制订相关的标准,在国际市场上有效构筑了技术壁垒,通过品牌推广已经实现了占领双联阀大部分市场的目标。目前,锻压行业在逐步推广欧标692或贯彻与欧标692相似的新国标———“机械压力机安全技术条件”,但是市场上的国产双联阀是不符合欧标692要求的,如果不加速研发符合欧标692且具有自主知识产权的双联阀,将直接危及国内锻压机床行业发展的前景。

3.3.3 欧标692双联阀技术强制性规定

如果需要拥有冗余技术和自监视技术的离合器/制动器控制系统,该系统必须符合下列要求:

(1)压力机或者必须规定使用至少两个单独的阀,或者一个双电磁阀,这些(或这个)阀直接控制离合器和制动器的动力介质,或者在另一种驱动方式的情况下实施等值的解决方法。

(2)阀电磁圈必须通过分线与控制电路连接,使布线中的一个单项故障不致于导致两个电磁阀失控。

(3)必须保证自动排查安全阀连接之间(例如两电磁铁之间或电磁铁与自监视部件之间)的短路,并保证不导致附加的或意外的滑块运动。

(4)只要在阀监视装置上需要传感器来识别阀的换向状态的话,而这些传感器必须是阀的整体组成部分,双阀本身在设计上可采用自监视技术,以便自动显示(由于工作障碍引起的)阀故障。

(5)自监视必须是动态地进行和每次循环至少进行一次,必须在一个或两阀出现一种故障的情况下保证脱开离合器和操作制动器。

(6)只允许使用工具才能使压力机重新开始下一次作业,例如:使用工具、钥匙或电子反映令。

3.4 国外品牌双联阀关键技术

(1)安全技术性能

动态监测—对双联阀每个动作过程进行监测。冗余控制—双联阀动作(包括监测)实现冗余控制。安全保护—故障压力衰减:双联阀中的单个阀出故障后其输出口压力衰减至离合器驱动压力之下;使用安全消音器:确保双联阀中单个阀出故障后的压力衰减;顺序失效技术:双联阀达到预定寿命后其关键零、部件实现顺序失效,即让不产生危险故障的零、部件首先失效。

(2)技术性能

长寿命—国外双联阀耐久性已高达2000万次,其实现的基础为产品零部件品质的高稳定性和高可靠性。

(3)关键零、部件高品质

阀体、阀座等零部件采用铝型材或铝真空压铸,使双联阀毛坯质量有一个较大提高。运动零部件采用高性能工程塑料(如低缩率、高强度的聚甲醛),使双联阀换向动作灵敏、可靠,同时减少了双联阀对外部供油润滑的依赖。双联阀阀口密封采用高性能橡胶密封件,确保双联阀零部件能实现顺序失效,从而提高了双联阀安全可靠性,同时也减少了双联阀产生危险故障的概率。

(4)成套化应用技术

国外双联阀不但自身的技术、品质水平高,而且与其相关的边缘成套应用技术也达到了一个很高的水平,像起重要安全保护作用的安全消音器;起动态失效监控作用的压力开关;起失效显示作用的压力平衡模块;起保护离合器的缓启、缓停阀;起分离式离合器制动器动作联锁作用的延迟装置、压力机专用的有限可编集成电器(如SIEMENS的逻辑控制器LOGO等)。这些部件、产品的相关技术都已成熟,使得双联阀的应用有了很好的周边环境。

3.5 国产双联阀与外资及国外品牌双联阀关键基础技术差异

(1)安全可靠性技术

目前国内还没有对双联阀及其工作体系进行安全可靠性技术的研究;没有可靠性技术对双联阀的研发、生产和应用进行有效管理;产品研发时,没有对双联阀及其工作体系的安全可靠性进行系统的测评;设计产品时,没有对双联阀每个零部件失效模式进行安全评估;制订产品技术标准时,没有对双联阀及其工作体系的安全可靠性进行规范;没有建立合理的双联阀及其工作体系出现危险故障的故障树;没有对双联阀可靠性试验及其方法进行有效的规范,更没有可靠性试验;没有收集双联阀及其工作体系出现危险故障资料并对其产生原因分析;没有对双联阀出现危险故障概率进行有效的研究并提供有效的防范措施。

(2)动态流场分析技术

多年来,国内外双联阀,在工作中出现危险故障的时段占工作始末时段的10%。危险故障主要有两类:一是双联阀及其工作体系同时出现故障,如控制双联阀两条电气回路同时不复位、双联阀的两个主阀阀芯或两个先导阀芯同时被轧死造成双联阀连车现象;另一则是双联阀工作时出现各路相通的情况。因此,对双联阀及其被控体系工作时的内部动态流场分析十分重要。通过动态流场分析后,ROSS公司将原丁腈橡胶Y型密封改为O型密封,HERION公司则使用了安全消音器(图7)。

(3)成套及相关的边缘技术

HERION公司通过对双联阀的成套及相关边缘技术的研发,在提高双联阀的工作体系安全可靠性的同时也提高了双联阀自身的可靠性。公司产品控制模式见图8,目前国内没有对其进行系统的技术研发。

3.6 国产双联阀与外资及国外品牌双联阀产品差异

(1)安全技术性能

动态监测—对双联阀每个动作过程不进行监测;冗余控制—双联阀动作没有完全实现冗余控制,也没有对双联阀的监测实现冗余控制;安全保护—已实现故障压力衰减。

(2)技术性能

寿命只有500万次(现有标准);品质受供应链的影响,产品的稳定性和可靠性变数较大;还未将双联阀配套的安全消音器放入相关的强制标准中执行。

(3)关键零部件高品质要求

阀体、阀座等零部件只能采用重力铸造;工程塑料缩率变化多,成形强度不稳定;橡胶密封件(不能确保双联阀能顺序失效);还未将双联阀关键零部件的品质要求放入相关的标准中执行。

3.7 国内双联阀最新研发动态

2007年~2008年无锡市拓发自控设备有限公司研发了压力机用安全控制双联阀,产品外形及原理见图9a,产品内部结构见图9b,鉴定结论认为:该项目研发的压力机用安全控制双联阀,利用压力机输出给双联阀控制电信号与双联阀输出气压信号间形成的“异—或”逻辑关系,将双联阀、二位三通常开电磁阀、气—电压力信号转换器、检测控制驱动电路集成一体,实现双联阀的闭环监控。在确保双联阀原有功能的基础上,又实现了二个阀芯同时故障情况下的安全功能。通过对压力机用安全控制双联阀的可靠性研究,该阀的可靠性显著提高。样机经“机械工业气动元件产品质量监督检测中心”检验,符合企业技术文件规定的要求,经用户使用,效果良好。该产品可显著提高压力机的安全性,具有广阔的市场前景和显著的社会效益。鉴定委员会专家一致认为,该压力机用安全控制双联阀填补了国内空白,达到国际同类产品的先进水平。

产品缺陷:排气流量偏小;单排气流道,若消音器阻塞同样影响产品及其应用体系的安全性;安全阀为二位三通常开电磁阀,若在得电状态下排空同样也对产品及其应用体系的安全性有影响。

2008年08月至今,无锡拓发重新研发更新的断电保护式安全控制双联阀,已经在国内压力机生产中得到广泛应用。

4 断电保护式压力用安全控制双联阀

4.1 设计思想

利用机械压力机输出给双联阀的控制电信号与双联阀输出的气压信号形成的“异或”逻辑关系,将双联阀、二位二通常开电磁阀(即安全阀)、气—电压力信号转换器、检测控制驱动电路集成为一体,实现了对双联阀的冗余动态闭环监控。在确保双联阀原有功能的基础上,实现了两个阀芯同时发生故障情况下的安全功能。工作原理见图10。原理样机图形符号、外形见图11a。原理样机内部结构见图11b。

4.2 关键技术及应对措施

(1)关键技术

利用“异或”逻辑关系设置断电保护式安全控制双联阀的安全控制装置;断电保护式安全控制双联阀及其被控的动态流场的分析技术;断电保护式安全控制双联阀安全可靠性技术;高性能密封技术。

(2)应对措施

利用压力机输出给双联阀的控制电信号与双联阀输出的气压信号形成的“异或”逻辑关系,将双联阀、二位二通常开电磁阀(俗称安全阀)、气—电压力信号转换器、检测控制驱动电路集成为一体,实现双联阀闭环监控。在确保双联阀原有功能的基础上,又实现了二个阀芯同时故障情况下的安全功能,达到了大大提高双联阀的安全可靠性的目的。

建立各类传统双联阀和项目产品及其系统的流体数学模型,并用FLUENT进行CFD(计算机流体动力学Computational FluidDynamics)流场分析后,得出采用截止式(国外亦称提动式)结构的国内外传统双联阀在阀换向的瞬间存在着各路相通现象的结论。如果双联阀受到外来的影响(如与其相配套的消音器阻塞、阀进气口堵塞)必将产生常态各路相通现象,使双联阀产生危险性故障,严重时危及人身安全。而本产品一旦出现常态路通现象时将立即驱动安全阀,从而有效避免产品产生危险性故障。

在建立断电保护式安全控制双联阀机(机械)电(电子或电气)模型的同时,建立传统双联阀和项目产品的危险故障树,并用数理统计的方法,对两种不同类型的双联阀在工作时产生危险故障的概率进行试验、研究和分析。然后用计算机仿真技术和数据库统计技术(Relex Studio 2008)进行校验,模拟压力机实际工况,在实验室(或在压力机工作现场)对两种不同类型双联阀的安全可靠性进行验证。为传统双联阀存在的设计缺陷和断电保护式安全控制双联阀研发、推广提供理论依据、基础的同时,通过对项目产品的安全可靠性研究,在产品的关键零部件实现顺序失效技术。即不会使产品产生危险故障的关键零部件首先失效,从而确保产品只产生安全性故障,不产生危险性故障,以达到提高产品安全可靠性的目的。

目前国产橡胶密封件与国外产品有着很大的差异,双联阀关键部位密封件的品质直接关系到双联阀的安全可靠性,对双联阀的密封技术进行研究很重要,长期高可靠性、耐高温密封技术、顺序失效密封技术的相关方案还在不断试验中。

(3)关键基础技术

高性能密封技术合理应用;产品出厂检测方法及标准。

(4)工艺问题

真空压铸;关键部位加工精度的保证和检测;流道间相贯小孔内部的毛剌清除;产品表面处理。

(5)实现的功能

动态监测,对产品每个动作过程监测;冗余控制,对产品动作实现冗余控制;闭环控制,当产品产生故障后实现冗余闭环控制;安全保护,当产品中两个阀同时出故障后仍然起安全保护作用。

(6)实现功能后达到的水平

所研发的断电保护式压力机用安全控制双联阀经PCT国际检索认为具备新颖性、创造性和工业使用性。

(7)实现功能后达到的技术指标

故障压力衰减≤0.04MPa;耐久性指标达到2000~3000万次;平均安全无故障时间大于6000万小时。

断电保护式压力机用安全控制双联阀可靠性、安全可靠性技术研究和试验的流程见图12。

(8)建立可靠性、安全可靠性故障树模型

建立并研究断电保护式压力机用安全控制双联阀的可靠性、安全可靠性的故障树模型,运用计算机仿真技术和数据库统计技术(Relex Studio 2008),进行校验寻找设计缺陷,并改进设计、改善制造工艺。

(9)制订可靠性、安全可靠性试验和考核方法及标准

模拟压力机的各种实际恶劣工况,制订断电保护式压力机用安全控制双联阀的可靠性、安全可靠性试验(实验室和现场)和考核方法及标准。

(10)建立可靠性、安全可靠性试验检测装置的软硬件模型

根据断电保护式压力机用安全控制双联阀可靠性、安全可靠性试验和考核方法及标准,建立可靠性、安全可靠性试验检测装置的软硬件模型。

(11)制造可靠性、安全可靠性试验检测装置

根据断电保护式压力机用安全控制双联阀可靠性、安全可靠性试验检测装置的软硬件模型,制造断电保护式压力机用安全控制双联阀可靠性、安全可靠性试验检测装置。

(12)可靠性、安全可靠性试验

根据断电保护式压力机用安全控制双联阀可靠性、安全可靠性试验和考核方法及标准,分别对其在实验室和压力机工作现场进行项目产品的可靠性、安全可靠性试验。

(13)数据分析、优化设计、改进工艺、加强管理

对在断电保护式压力机用安全控制双联阀可靠性、安全可靠性试验中获得的相关数据进行分析比对,优化其工程设计,改进制造工艺,加强项目产品的质量管理。

(14)建立断电保护式压力机用安全控制双联阀严格的设计规范

将可靠性、安全可靠性技术和思想贯穿于断电保护式压力机用安全控制双联阀设计的全过程;将企业成功的设计方案、结构、材质编制成企业通用标准《设计方案、结构、材质手册》;在断电保护式压力机用安全控制双联阀设计初期进行广泛的市场调研,收集各类资料,进行分析、统计。科学地吸收国内外一切合理、可靠、先进的设计方案、结构、材质,严禁采用可能产生灾难性后果的设计、原材料及零部件;在断电保护式压力机用安全控制双联阀设计前预定各类安全、技术指标;在断电保护式压力机用安全控制双联阀设计过程中严格遵守国家、行业的相关的法令、法规和标准;断电保护式压力机用安全控制双联阀遵循原理样品设计、工程化设计和产品定型设计三个阶段,在每个设计阶段必须组织各类专家、技术顾问参与设计的评审工作;断电保护式压力机用安全控制双联阀完成原理样品设计后,运用计算机仿真技术和数据库统计技术(Relex Studio2008)对其进行校验,寻找设计缺陷,改进设计;在断电保护式压力机用安全控制双联阀完成定型设计前应进行严格的实验室、现场可靠性考核,并根据考核结果进行定型设计,完成该产品的技术标准的制定;断电保护式压力机用安全控制双联阀上市前,需进行市级或市级以上的技术鉴定。

(15)更新企业制造文化,科学地建立断电保护式压力机用安全控制双联阀严格的工艺规范

建立健全产品的制造质量保证体系,不断地更新企业制造文化,定期对企业员工进行各种技术、质量培训,养成良好、文明的生产习惯;不断更新企业的通用加工、装配工艺规程,制订关键零部件的品质标准;制订关键零部件的制造工艺守则(关键工序加工应由数控设备或自动化设备完成,避免人为因素的影响,严禁使用可能产生灾难性后果的制造工艺);制订产品零部件加工和装配工艺规程(工艺卡、工序卡、各类作业指导书、设备、工装、量具定期维护保养记录卡、工艺纪律执行检查卡);建立产品制造工艺的评审制度,严禁使用不合理、不科学、不能长期稳定保证产品质量的制造工艺;定期进行工艺纪律检查,对设备、工装、量具检查并对其进行定期维护保养,严禁使用不合格或有可能造成产品安全隐患的设备、工装、量具;根据相关产品标准对出厂产品进行全项检查,并将检查结果纪录在案,严禁不合格、有安全隐患的产品出厂;定期对出厂的产品抽样检测,进行各项试验(包括可靠性及安全可靠性试验),以便及时发现产品质量隐患,避免给用户、社会带来损失。

(16)断电保护式压力机用安全控制双联阀的社会效益

断电保护式压力机用安全控制双联阀从根本上攻克了双联阀两个阀同时出故障后造成的危险性故障的技术难关,各项性能指标已经达到国际先进水平。

因此,继续对其展开更加深入的研发有着如下的社会效益:在相同条件下,断电保护式压力机用安全控制双联阀的安全可靠性与现有国内外双联阀相比有显著的提高,从而达到了“显著提高压力机的安全性、大幅度减少人身伤害事故”的目标;断电保护式压力机用安全控制双联阀的推广和应用将显著提升国内压力机的安全技术水平,同时打破国外双联阀制造商对国内技术、市场的垄断局面;断电保护式压力机用安全控制双联阀通过知识产权和相关标准,有效地构筑了双联阀及压力机的技术壁垒;断电保护式压力机用安全控制双联阀通过在欧盟、日本、印度、巴西等国申请国际专利,为具有自主知识产权的双联阀及压力机走向国际市场奠定基础;断电保护式压力机用安全控制双联阀研发所涉及的基础理论和可靠性工程技术(可靠性设计、可靠性试验、可靠性管理)对国内开发其他普通、专业气动换向阀有着前瞻、指导性意义。

(17)断电保护式压力机用安全控制双联阀的经济效益

目前国内的机械压力机年产量约7万台,其中用双联阀控制摩擦离合器式的压力机年产量约为3万台,社会保有量约为100万台,它们所用的双联阀主要由美国的ROSS公司和日本的TACO、丰兴公司生产。2009年国内企业生产约5000台双联阀配套国内压力机制造企业,占市场需求的15%,除本公司外目前国内尚无其他具有自主知识产权的双联阀与国内主要压力机生产企业相配套。推广优质、高可靠性的断电保护式压力机用安全控制双联阀,将给企业和社会带来良好经济效益。

5 结束语

本研发团队的相关人员参与了国内上世纪80年代第一代双联阀的研发工作,亲身经历了国产双联阀产业的兴衰,目睹了国产双联阀产业发展道路的艰辛。本着“敬天爱人”和“利他精神”的经营理念,本企业将生产国际上最先进、最安全、最可靠的双联阀作为我们最崇高的奋斗目标。多年来,在各位领导、广大锻压行业的同行等对本公司的关怀、信任和帮助下我们一路走来,并能一步一步地接近目标,对此深表感谢。

摘要：通过对国内外双联阀技术水平、品质及市场的分析,进一步探讨了断电保护式压力机用安全控制双联阀研发的方向以及研发过程中在可靠性工程技术等方面应注意的问题。

关键词：机械制造,双联阀,压力机,研发,综述

参考文献

[1]荣昉.双联阀在压力机上的应用[J].锻压机械,1992,27(5):15-18.

[2]钱功,荣日方.压力机用安全双联阀回顾及展望[J].锻压技术与装备2010,35(1):25-28,35(2):21-25.

[3]NROGRON—HERION PSV安全双联阀(样本)2009-7-23.

[4]ROSS公司上海联络处.ROSS双联阀———用户的安全卫士[J].液压与气动,2003(10):58-59.

[5]郭志坚,潘兆庆,等.可靠性工程技术[M].机械电子工业部科技司,机电部机械科学研究院1990.

断电保护 篇6

1 利用行程开关性能开发架空电力线掉落断电开关

行程开关在电路中依照生产机械的行程发出命令, 用于切换控制线路, 以达到控制其它电器动作, 从而控制其运动方向或行程长短, 所以称为行程开关。有时将行程开关安装于运动机械行程终端处, 以限制其行程, 这时又称为限位开关。在各种机械设备、装置及其它控制场合, 行程开关得到广泛应用, 用于实现对机械运动部件的控制, 限制它们的动作、行程和位置, 并以此对机械设备实现保护。

1活动弹簧2拨叉开关3固定弹簧4转动杠杆触点

利用行程开关的这种因机械运动切断电源的这种性能, 开发架空电力线掉落断电开关。

如下图1所示, 活动弹簧1与电力线相连, 当线路处于接通时, 活动弹簧1与固定弹簧3处于平衡状态 (图示位置) ;若电力线掉落, 活动弹簧1在电力线掉落的重力下拉动拨叉开关2向左移, 带动转动杠杆4运动, 从而切断了电源。

2 受力机构与空气开关组件原理分析

空气开关是一种电流保护装置, 即当电流超过空气开关规格额定值时, 开关将跳脱。空气开关可避免建筑物内的线路或电子设备线路过电流引起火灾。空气开关与受力机构结合后, 除过载、短路断电保护之外, 还可达到受外力掉落而瞬时断电的目的。工作原理验证如图2、图3所示, 图2为电力线正常的情况, 两边处于平衡状态, 电路接通;图3为电力线掉落, 左边的拉力在电力线重力下垂的作用下增大, 当张力大于拉力到一定的程度, 拉动开关, 切断了电源。

参考文献

[1]曹明月.用于行程开关辅助接点电容保护的控制回路[J].江苏电器, 1999 (4) .

供电公司将强制断电纯属谣言 篇7

谣言, 是一种没有事实根据的传闻, 它多是别有用心者为了达到不可告人的目的, 故意捏造出来蛊惑人心的假消息。从本质上讲, 它是一种非道德畸形舆论, 影响了社会的和谐与稳定。

今年夏季以来, 天气持续高温, 使电网负荷屡创新高, 供电面临严峻考验。一些电信诈骗犯罪分子趁机设套, 散发“‘国家电网’将强制性断电”等谣言。

据市民反映, 他们接到一个“158”数字开头的手机号码来电, 开头内容都差不多:“尊敬的电力用户:您好!您所在的区域即将实施强制断电。如有疑问, 请按0转接人工服务……”市民按电话语音提示操作后, 电话里传来更令人匪夷所思的声音:“这里是国家电网公司95598热线……”接线员带有明显的南方口音, 并且根本表述不清即将强制断电的具体区域。

经网上搜索发现, 近几个月来, 类似谎称电力公司的诈骗电话在不少省市都有出现。在电话中, 诈骗分子常以欠费或强制断电等为借口, 告知用户按键转接电话或将电费汇入某一账户。电话一旦转接, 便会产生不菲的通讯费用。

对此, 警方经与供电公司确认, 供电公司从未发过类似通知, 这是一种不法分子利用电话的诈骗行为, 希望广大市民千万不要上当。

2 供电服务热线相当规范, 供电承诺力保居民用电无忧

警方提醒, 目前, 供电公司发布停电通知一般都通过报纸、电视台滚动字幕、政府网站等一些主流媒休平台;催缴电费则多以短信方式提醒, 发送短信的号码开头为“95598”, 或直接由工作人员拨打电话通知。目前, 供电企业还未启用自动语音电话催交电费或是断电通知。

国家电网供电服务热线也相当规范, 市民若接到无法确认的异常电话, 应及时与供电服务热线95598联系核实, 或到就近的供电营业厅反映, 也可以直接报警。有些地方还免费设立了微信平台, 更加方便用电客户查询以防被不法分子所利用以至上当受骗。

“我们历来都是力保民生用电, 最大限度地满足全社会的用电需求, 特别是全力确保人民群众的生活用电。供电企业近年来没有发出过类似通知。这是典型的冒充国家电网实施诈骗的电话。”江苏海安县供电公司调度中心工作人员坚定地说。

3 用户须知, 防谣止谣防范有措施

目前, 国家和国家电网为抵制谣言攻击、抑制谣言传播、防止谣言伤害制订了相关的法律法规, 这对维护社会稳定和用户利益都具有十分重要的意义。为此, 作为电力人和电力用户应做好以下几点:

(1) 强化宣传教育。对谣言的防范与斗争, 最根本的一条就是充分发挥舆论工具的作用, 从正面进行积极的宣传教育和思想疏导, 增强识别、抵制谣言攻击的能力。

(2) 戳穿谣言本质。传言的特点是缺乏事实根据和科学依据, 如果在事件发生第一时间里提供明确清晰的信息, 传言会不攻自破。对造谣者的反动虚假传言, 要有理有据地进行辟谣, 及时识破造谣者的动机、目的和散布谣言的新花招, 不断揭露造谣者的阴谋诡计。

(3) 实行严格控制。实行严格的内部控制, 是稳定群众心理、堵塞谣言传播渠道的必要措施, 要让广大群众和电力用户对谣言不听、不信、不传, 把谣言控制在最小范围。

医用断电报警器的研制 篇8

在各级医院的医疗设备使用过程中, 许多医疗设备处于24小时全天候不间断运行状态, 以保障医院的各项医疗诊治的顺利开展。由于我国目前能源短缺, 特别是对于电力的需求, 远远超过的各地发电厂站的供电量。为保障社会的均衡发展, 供电局采取对用电户拉闸限电方式以缓解用电的紧张局面。许多高精尖和一些非常特殊、非常贵重的医疗设备正常运行中突遇断电, 而又立即突然供电恢复, 多数设备由于尚未执行完关机程序而又立即启动, 其结果势必造成机器的严重故障。许多医院的设备由于在断电和供电过程中来不及完成很好的切换而造成设备损害。有些专门的设备在断电后是禁止自行加电的, 必须待外部电源供电正常后人工加电。有些重点设备在断电后, 如果长时间不能启动运行, 也将为其他相关设备带来严重后果。为了使设备在断电后能够立即通知用户做好相关应急准备和采取必要措施, 为此, 在各医院为各相关科室研制医用断电报警器是非常必要和重要的。

2 报警器现状

提起报警器, 大家并不陌生, 而且目前有各种各样成熟的报警器, 但是, 通过比较和考察, 许多报警器并不能直接拿来做医用断电报警器用。为此, 独辟蹊径, 面向临床, 面向实用, 决定自主研发医用断电报警器。

3 研制医用断电报警器的理论基础

根据医疗设备使用中的特点, 在运行中的设备掉电后, 为了将此设备掉电信息急时告知用户, 必须借助于一种特殊的断电报警器来唤醒用户 (特别是在夜间, 值班人员熟睡的情况下) 。大家知道报警器要想实现报警, 必须要有外电源供电。因此报警器无电供给当然也不能工作。普通报警器断电后, 自身不能工作了, 当然也就不能报警了。我们研制的医用断电报警器是要在外界供电终止的情况下, 自身也能正常工作并报警, 这才真正达到医用断电报警器的目的。为此, 我们选用了可充电电池、可充电电路和大功率讯响器研制出面向临床的切实可行的实用的医用断电报警器。

4 医用断电报警器的研制原理

在外部电源供电正常的情况下, 由外电源通过充电电路给可充电电池充电, 通过检测电路测量可充电电池的电平高低, 当充电电池充到满量程的90%时停止充电, 以保护电池防止过充。当充电电池放电到20%水平, 停止放电, 以防电池由于过度放电而造成永久损坏。

在外电源供电终止时, 通过电源识别电路, 自动切换至可充电电池供电, 报警电路由电池供电而工作, 发出报警信号, 通过功放电路推动大功率讯响器发出巨大的声响, 以唤醒夜间值班的人员。

5 医用断电报警器的实践结果

自主研发的医用断电报警器, 通过在临床和医技科室的使用, 发挥了很好的作用, 避免了设备由于断电又得不到及时的复位而引发别的问题, 使一些贵重设备得到很好的保护和继续有效的运行。医用断电报警的推广使用, 使值班人员能够急时处理断电的设备, 有效有力地保障了设备在断电后, 使之处于正常状态。医用断电报警器的广泛使用, 取得了很好的经济和技术效益, 使医疗设备挽回了不必要的损失。医用断电报警器是一项值得推广的科研产品, 医用断电报警器不仅适应于医院各科室, 对于社会上有些行业也能发挥重要作用, 此点以供探索。

参考文献

矿山井下螺杆压风机烟雾自动断电 篇9

【关键词】矿山；井下螺杆；压风机；烟雾自动断电

矿产资源是目前社会各行业生产工作中都不可缺少的基础能源，是促进社会发展、提高人民生活水平、推动时代进步的主要基础能源。近年来，随着社会科学技术的进步和人类生活水平的提高，在生活和生产中对各种矿产资源也提出了新的要求，也使得大量的能源开采与有效的矿产资源储备矛盾的进一步加剧，为矿山工作的进行带来了新的挑战。在这种社会基础上，矿山开采逐步朝着大规模、深井化发展，一方面有效的保障了工作进度，同时也为工作开展带来了难题。基于这种情况，以各种新技术、新设备为主的新型开采方法的应用越来越受到业内人士的关注。

1.螺杆压风机概述

压缩空气是矿产生产工作中的主要原动力之一，也是整个矿产开采工作能够顺利、持续、安全进行的保障基础。这种工作方法的采用是用以带动凿岩机、风缸、风镐以及其他各类风动机械等，由于风动工具的冲击能力较强、结构简单、重量轻、操作方便等优势受到了广大工作人员的关注，尤其是在含有大量瓦斯和粉尘爆炸危险的矿井工作中，使用这种动力技术比传统的电力系统更加安全、快捷，作用也更为明显。

1.1压风机概念

所谓的压风机，一般都是指在启动设备的工作和动力基础上，将空气压缩成为一定压力的气体，从而给启动设备提供一定的动力，使得其能够在工作中做出正常的工作和运转。这种设备在目前的矿产生产中极为关键，也较为常见，为矿产工作开采提供了扎实、充足的动力能源。

1.2压风机工作原理

压风机工作原理是在工作中，当电动机通过与之相连的联轴器或者带轮主动运转的时候，安装中主动轴上的齿轮带动了动轮上的齿轮进行运转，并按照相反的方向进行同步旋转，使得与之相适应的工作理念和工作体系，从而使得其和与机壳和转子之上形成一个新的空间，从而与气体进入空间的位置相一致，从而形成连续运动和运行的目的，进而发挥出相关工作效益。

1.3螺杆压风机概述

螺杆式压风机是一种容积型旋转式压缩机，其在工作的过程中与压风机工作原理相同，是按照吸气、压缩、排气三个过程来进行工作的，主要是在工作中靠着转子的旋转和相互啮合的齿轮来进行工作，使得处于转子和齿槽之间的空气不断发生周期性变化，并且沿着转子轴线吸入侧至排出侧进行工作，从而形成一个系统的变化，并且使得其能够实现系统的吸气、压缩和排气。

（1）吸气的过程中，当转子与齿槽彼此脱开的时候，齿槽之间的容积随着其脱开缝隙的变大而增加，空气进入了基元容积，同时在工作中开始吸气。当转子运转到一定的角度之后，转子基元容积逐渐超过了吸气空的位置，则表示吸气环节工作完毕。

（2）压缩过程：呀使用过程中当转子继续旋转的时候，两个转子彼此相遇，其中阳转子的齿峰向着阴转子齿谷填入的时候，其基元容积逐渐缩小，直到容积与排气孔相同的时候为止，这个过程则是整个压缩环节。

（3）排气过程：当基元容积和排气口相遇的时候，也就是开始排气的时候，这个阶段也表示螺杆式压风机的一次工作完成。

2.螺杆式压风机在矿井自动断电中的应用

压风系统是矿井生产环节中最为关键和重要的组成部分，其在工作中贯穿于矿井生产的各个环节，是一个战线长、涉及面广、技术性强的工作模式。在工作中，压缩式压风机的工作差不多都是二十四小时连续作业的工作，是一个不间断为井下各风地点供风的过程，该项保护装置的应用是根据全国近年来，因为空气压缩机使用管理不科学造成的火灾事故极为严重，给国家和企业造成了重大人员伤亡和财产损失，为了在工作中预防这类事故的发生，在工作中对压缩风机进行了全面、系统的管理，从而使得其中问题能够及时得到解决。

2.1装置介绍

该项保护装置是由变压器、开关稳压电源（防爆）、电磁阀（防爆）、感烟火灾探测器（继电器）、喷雾装置等组成。

除开关稳压电源外均选用国家防爆标准，防爆合格证，因开关稳压电源安装在压风机开关内。

2.2工作原理

当压风机周围及本身产生烟雾及火灾时，防爆感烟火灾探测器得到信号后，继电器J1吸合，继电器J1吸合后将电磁阀打开，接通压力水源，经过喷雾装置进行雾化，形成水幕实施扑灭火灾工作；复位采用手动复位。

2.3应用特点和优势

2.3.1矿山井下螺杆压风机烟雾自动断电的特点

（1）结构简单；矿山井下螺杆压风机烟雾自动断电系统在应用中是有开关稳压电源、压电水源、电磁阀、喷雾结构构成，其本身就是一种结构简单、保护性能好的特点。

（2）造价低；对于整体工程的造价控制来说此项技术与设备的应用会起到很好的作用。

（3）维修方便；维修是采矿行业最为头疼也是经费支出相对比较多的工作，矿石井下螺杆压风机在这方面具有很好的表现。

（4）电气元件及电路均采用本质安全电气元件及电路，符合煤矿井下使用条件。

2.3.2矿山井下螺杆压风机烟雾自动断电系统的应用优势

（1）完善的保护系统。

螺杆压风机具有过压、过流、失压、漏电、排气温度保护、油气分离器压差保护、排气压力过高保护、油压过低保护等，将其各种保护集中在一起，便于实现自动化控制，完备的保护功能使压风机的工作更安全，更可靠。

（2）节能效果好。

螺杆压风机采用旋转阀和压缩机吸气阀气量控制系统，旋转阀可将压缩机排量控制在最大排量的40%～100%。而吸气阀则控制在其最大排量的0～40%。使压缩机体只压缩必要的空气容积，满足必要压力下的压缩空气需求量而不改变机体本身的压比，此阀打开和关闭气缸上与吸气通道连通的孔口，通过改变压缩机转子的容积来匹配空气的需求，达到节能的目的。

（3）故障处理效率高。

采用液晶屏显示系统，能够显示油气分离器人口压力、油细分离器压差、空压机运转电流、油气桶及油细分离器出口温度、压力设定值、排气温度报警值、总运转时数、总负载时数、润滑油（空气滤清器、油过滤器、油细分离器）使用时间、距下次保养时间、某一类故障最后一次发生时间、故障发生次数、跳机故障类型等，使设定和查找故障更方便。

（4）速度高。

高转速下在压缩空气的过程中，空气由转子间的间隙泄漏掉，转子转得越快，在压缩过程中压缩.时，转子对于空气的密封和容纳就越困难。采用降低转子转速和大直径转子能够达到提高效率的目的。在工作中，采用先进的可编程控制器PLC控制技术，实现了自动化控制和多种控制模式的转换。

3.结语

因井下发生火灾时所造成的损失无法估量，所以该压风机火灾扑救装置的经济效益是无法预计的。利用感烟火灾探测器可靠的保证了井下压风机的安全运行，有力的保证了煤矿安全生产。

【参考文献】

[1]张军.集散型自动化控制系统在煤矿压风机房的应用[J].中州煤炭，2009（05）.

[2]张海涛，李威，王贤峰，苑云峰.基于Profibus-DP总线的矿井压风机监控系统设计[J].矿山机械，2008（17）.

断电保护 篇10

电火花是煤矿井下供电系统中引起瓦斯、煤尘爆炸的主要原因。根据国内外文献分析和实验验证, 当电网发生短路和漏电故障时, 电火花形成到点燃瓦斯、煤尘发生爆炸最短时间为5ms 。发生煤矿事故时, 为保证避难硐室的供电系统在电源切换过程中产生的电弧、电火花不能引起瓦斯爆炸, 必须保证足够小的全断电时间 (小于3ms) 。而普通机械式断路器的动作时间较长, 一般为80 ~ 140ms, 一般的无触点快速断电装置全断电时间在5 ~ 7ms之间, 无法满足快速断电时间的要求。本课题组设计的煤矿井下紧急避险快速断电装置力求实现故障全断电时间不大于3 ms的要求指标。

原理与设计

煤矿井下紧急避险快速断电装置具有CPU控制模块、快速断电开关装置以及人机交互环节, 如图1 所示。快速断电原理:当供电系统发生短路或单相接地故障时, 通过高精度互感器快速取样故障电流或电压, 经过调理电路滤除谐波分量, 再经A/D转换器将模拟信号转换成数字信号, 进入CPU快速分析判断, 给超快速断电装置发出跳闸命令, 确保装置在3ms内快速可靠切断电源。

装置模块及其功能

CPU控制模块

装置要求系统供电线路全断电时间不超过3ms, 这就对系统控制模块提出了极高的要求。CPU控制模块是控制器的核心模块, 包含DSP系统、模拟量采集系统、IO口输入/ 输出系统和高速通信系统。电路模块间采用光耦隔离方式及其特殊设计, 有效防止了电路中的电磁干扰。

为了达到装置快速性的要求, 我们选取的DSP控制芯片系统时钟达150 MHz, 嵌入式32位高性能微处理器, 具有强大的数据处理能力;16 位12 路单端A/D转换, 采样速率为250kbps;I/O口输入/ 输出量支持各组件运行状态 (故障或正常运行) 反馈, 合闸、分闸、故障复位、漏电故障试验等指令的下达, 供电系统状态及故障的指示等;同时CPU模块还具备网络通信功能。

快速断电开关装置

快速断电开关装置主要由两部分组成:快速断电直流固态断路器 (简称SSCB) 和普通电磁接触器。其运行逻辑为故障时, 先断开SSCB, 后断开电磁接触器;导通时, 先闭合电磁继电器, 后开通SSCB。其相当于将传统有触点开关转化为与无触点开关的组合, 实现了“无弧”分断。

SSCB运用单相整流桥将交流转换为直流, 并运用全控型器件IGBT作为主开关, 从而控制线路的通断。其优点是IGBT更加易于控制, 并且器件自身固有关断时间为小于30 ns。而电磁启动器作为SSCB的后备开关, 确保线路可靠断开。

人机交互环节

人机交互界面包括LED显示屏、键盘、指示灯等, 通过内部通信与CPU进行数据传输, 来显示实时检测到的电压、电流、功率、功角等电路参数。遇到故障进行报警, 指示灯闪烁, 提示工作人员针对故障及时进行维修。

主要保护功能指标

超快速短路保护功能

供电系统发生三相短路的概率很小, 我们只考虑线路发生两相短路的情况。当发生短路时, 线路中会产生很大的尖峰电流, 装置要求从故障发生时到完全断电时间不大于3ms, 在第一时间切除短路故障, 将短路电流的影响降到最低, 保障煤矿井下紧急避险设施的电气安全。而这段时间完全处于短路暂态过程中, 且普通判据利用 (快速) 傅里叶算法一般需要10ms左右, 因而对快速采样与故障判据的选择提出很高的要求。

故障判据方法:通过调节采样频率快速采集电流, 基于电流变化率的大小来判定线路是否发生短路。高精度电流互感器在100us内采集20 个点传输给CPU, CPU运用数值微分三点公式进行数据处理, 若20 个值均高于预存的整定值, 则判定发生短路, CPU立即发出跳闸指令快速保护电路, 确保3ms内线路断电。

超快速单相接地保护

煤矿井下环境恶劣, 发生单相接地故障的可能性很大。传统的单相接地保护是按照供电系统接地故障的稳态值进行设计的, 一般未考虑故障后的暂态过程。而地面上现有的暂态单相接地保护技术都是以故障选线为目的, 并不以单相接地故障的切除时间作为主要性能指标。快速单相接地保护的采样、逻辑判断和执行均发生在单相接地故障的暂态过程中, 由于单相接地故障与短路故障暂态过程有其相似性, 为了满足时间要求, 提出的故障判据和算法也与短路保护一致 (整定值不同) 。超快速单相接地保护的动作按照任意一相发生经10Ω 及以下电阻接地故障时流过取样装置的电流变化率来整定。该项保护的动作整定值是固定的, 不允许操作人员修改。不设动作延时。

漏电闭锁

在装置合闸正常运行前, 漏电闭锁环节对馈出线路的绝缘情况进行实时检测:如果三相线路对地绝缘电阻的等效值低于动作整定值, 则漏电闭锁保护动作, 此时即使接到“启动”指令, CPU也不会响应, 装置闭锁不能合闸。漏电闭锁保护动作后, 必须检查供电电缆, 确认故障修复后按下“复位”按钮, 系统再次处于漏电闭锁监测状态, 等待命令。

绝缘在线监测环节

无论三相线路处于供电或停电状态, 当线路对地绝缘均匀下降或非对称下降时, 绝缘在线监测装置实时监测系统对地绝缘情况。该环节隔离能力强, 并采用特殊电路设计, 可防止负载 (例如电动机) 反电动势损坏装置。

试验

煤矿井下避难硐室供电系统负载为127 V、2 k W, 功率因数为0.95。

两相短路保护试验方法:在127V三相供电线路上接上三相负载电阻, 系统正常供电。任意选择2 相, T接出一个三相刀闸开关, 串接保险丝。准备就绪后, 突然闭合刀闸开关, 造成两相短路故障, SSCB应快速切断供电电源。用2 个电流互感器或分流器采集短路电流, 用示波器记录其波形。

单相漏电保护试验方法:在三相供电线路上的任意一相上通过开关串接一个阻值为10Ω 电阻, 在127V三相供电线路正常供电情况下, 突然闭合漏电故障实验开关, 造成单相接地故障, 用示波器测试接地电阻上的电压波形, 即可测出全断电时间。

短路故障发生时, 电流互感器二次侧所测得的电压波形, 其所对应的为一次侧短路电流波形, 短路电流存在的时间就是从发生故障到完全消失的全断电时间。经过检测短路故障发生在不同相角时的波形图, 综合考察线路全断电时间, 下图为故障发生在相角θ ∈ (π, 3π2) 时的波形图。

由图2 (b) 中可以看出, 从故障发生, 经过数据采集、DSP处理判断、DSP发出指令到IGBT开始执行关断指令止, 历经时间小于;从IGBT开始执行关断指令, 到线路中电流为0 止, 历经时间, 总时间, 实现单相接地故障断电时间不大于3ms的指标。经过1000 次反复试验, 成功断电1000 次, 失败断电0 次, 全断电时间均小于3ms。

结语