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關(guān)鍵詞:典型設(shè)
近年來(lái),我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面迅速發(fā)展,與此同時(shí),由于社會(huì)發(fā)展使對(duì)電力的需求量同樣隨之逐漸增大,有關(guān)部門(mén)的預(yù)測(cè),在2020年的時(shí)候,我國(guó)新增裝機(jī)的數(shù)量將達(dá)500GW。在現(xiàn)階段以及今后相對(duì)當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間以內(nèi),我國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)建設(shè)還有發(fā)展任務(wù)均會(huì)面臨很大的挑戰(zhàn)。規(guī)模如此之大的電網(wǎng)發(fā)展以及建設(shè),非常有必要對(duì)其實(shí)行集約化的管理形式,使其規(guī)模優(yōu)勢(shì)能夠得到充分的發(fā)揮,同時(shí)使得其資源利用率以及電網(wǎng)工程的管理還有建設(shè)效率都得到顯著提升[1]。
1 110kV輸電線路典型設(shè)計(jì)的內(nèi)容及模塊分類
1.1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容
輸電線路其最主要造價(jià)是由基礎(chǔ)、導(dǎo)線以及桿塔這三部分構(gòu)成。這其中地形以及地貌會(huì)對(duì)基礎(chǔ)的造價(jià)造成很大的影響,需要充分考慮塔位的具體情況,在實(shí)際情況的基礎(chǔ)之上對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì);而氣象條件、地形條件以及導(dǎo)線截面決定了輸電線路桿塔的設(shè)計(jì),絕大部分桿塔的結(jié)構(gòu)形式都是能夠通用的。按照上述的這些特點(diǎn),文章中需要設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是針對(duì)某特定氣象條件、地形條件以及導(dǎo)線截面條件下,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化桿塔的典型設(shè)計(jì)。
1.2 設(shè)計(jì)模塊的劃分及其編號(hào)
根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)模塊分類的一些特定的原則,文章設(shè)計(jì)的110kV輸電線路典型設(shè)計(jì)總共分為15個(gè)模塊(A-O),另外雙回路角鋼塔總共有39種塔型以及單回路總共有39種塔型,最后還有鋼管桿總共18種塔型。
2 典型設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)條件
2.1 導(dǎo)線以及地線
文章設(shè)計(jì)的110kV典型設(shè)計(jì)中使用到的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)型式按照GB1179-1999標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行。其中導(dǎo)線型式(鋼芯鋁絞線)為L(zhǎng)GJ-300/40和LGJ-240/30,地線型式(鋁包鋼絞線)為JLB1-95。
2.2 絕緣配合
絕緣配合主要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:
(1)絕緣配合原則
通常情況下線路在絕緣設(shè)計(jì)的時(shí)候主要的考慮對(duì)象還是防止污染,按照工程經(jīng)驗(yàn),本次設(shè)計(jì)中涉及到的大多數(shù)線路所處的環(huán)境為Ⅱ級(jí)污染區(qū),所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,按照Ⅱ級(jí)污穢區(qū)來(lái)實(shí)施絕緣配合設(shè)計(jì)。對(duì)于同塔雙回路而言,在實(shí)際情況中閃電很有可能同時(shí)雷擊2個(gè)回路,根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn),需要對(duì)2回路之間的絕緣水平實(shí)施調(diào)整,采取平衡高絕緣配置的形式,采用這種方法可以減小甚至避免由于雷擊攻擊塔頂而導(dǎo)致雙回路同時(shí)出現(xiàn)跳閘事故的發(fā)生。
(2)確定絕緣子片數(shù)
絕緣子片數(shù)的選擇需要按照工頻電壓的泄漏距離以及有關(guān)的規(guī)定來(lái)確定,其中對(duì)于同塔雙回路我們可以采取平衡高絕緣的形式,所以一定要適當(dāng)?shù)脑黾佑嘘P(guān)的絕緣子片數(shù)以確保安全。絕緣子片數(shù)具體如表1所示。
(3)選擇空氣間隙
在選擇空氣間隙的時(shí)候,需要根據(jù)有關(guān)的規(guī)定和規(guī)程來(lái)進(jìn)行選擇,如果是采取平衡高絕緣的形式,那么空氣間隙則需要根據(jù)配合系數(shù)對(duì)其進(jìn)行修正,其中空氣間隙值具體情況如表2所示。
2.3 塔頭布置
對(duì)于單回路直線塔來(lái)說(shuō),如果是在平地那么使用貓頭型或者酒杯型的塔頭就足夠了,但是如果是在山地上,就必須要考慮到風(fēng)偏開(kāi)方等這些外部的影響因素,基于此可以選擇使用貓頭型。而對(duì)于文章中所提到的貓頭塔,就是指在原有的“寬臉貓”的原型對(duì)邊中導(dǎo)線垂直距離的差值進(jìn)行擴(kuò)大。
3 桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化
3.1 優(yōu)化塔身隔面
鐵塔在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,需要根據(jù)有關(guān)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),在鐵塔塔腿以及塔頂?shù)捻敳繖M截面位置、直接受到扭轉(zhuǎn)力的橫斷面位置以及塔身變坡的橫斷面位置必須要設(shè)置橫隔面以確保安全。在一定條件下,一般而言設(shè)置的橫隔面距離不大于5倍的平均寬度,同時(shí)還要小于4個(gè)主材分段。另外一個(gè)方面橫隔面其幾何形狀對(duì)鐵塔重量也有著顯著地影響,如果塔身的斷面比較小,那么采取十字交叉形式就足夠了。
3.2 優(yōu)化塔身坡度
通常情況下鐵塔重量受塔材布材以及塔身坡度的影響非常之大,而鐵塔的自身重量又會(huì)對(duì)基礎(chǔ)的作用力、斜材的規(guī)格等有著非常顯著地影響。在文章的設(shè)計(jì)中,針對(duì)每一種塔型而言,都是在特定的荷載情況下來(lái)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算并設(shè)計(jì)的,對(duì)塔身坡度實(shí)施了多種方案的組合優(yōu)化,對(duì)不同組合塔身的重量都進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算,最后對(duì)所有的計(jì)算重量進(jìn)行比較,從而獲得鐵塔的最佳坡度。
3.3 優(yōu)化節(jié)點(diǎn)連接
節(jié)點(diǎn)構(gòu)造毫無(wú)疑問(wèn)是設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),鐵塔真型在試驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)生破壞通常情況下和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造不合理有著非常緊密的關(guān)系。文章的設(shè)計(jì)強(qiáng)化了對(duì)鐵塔節(jié)點(diǎn)的連接、連接桿件的夾角、桿件的構(gòu)造長(zhǎng)度、角鋼兩面的連接等很多方面的計(jì)算研究,以此來(lái)確保節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)連接的最優(yōu)化。
3.4 主材布置、節(jié)間優(yōu)化
在確定完鐵塔的塔身的坡度、塔頭的尺寸以及規(guī)劃的高度之后,鐵塔塔身斜材的布置以及主材節(jié)間的布置它們兩者之間是相互影響、相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),為了使得主材的受力能夠更加均勻,在計(jì)算的過(guò)程中可以考慮以下兩點(diǎn):(1)調(diào)整塔身交叉斜材,這樣使得塔身交叉材盡可能少的出現(xiàn)同時(shí)受壓的情況,最好是不出現(xiàn),毫無(wú)疑問(wèn)這樣可以降低斜材的規(guī)格。(2)對(duì)主材的計(jì)算長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。選擇構(gòu)件規(guī)格的時(shí)候需要考慮所承擔(dān)的內(nèi)力,另外還要考慮構(gòu)件長(zhǎng)度。如果假設(shè)內(nèi)力保持不變,那么規(guī)格和構(gòu)件的長(zhǎng)度之間是具有正比例的關(guān)系的,調(diào)整同段主材計(jì)算長(zhǎng)度,把那些受力比較大的節(jié)間進(jìn)行壓縮采用這種方式使得主材規(guī)格減小。
3.5 優(yōu)化傳力線路
對(duì)力的傳遞路線進(jìn)行優(yōu)化,不僅可以減小塔重,同時(shí)還會(huì)在很大程度上影響桿塔其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以文章中設(shè)計(jì)的110kV輸電線路典型設(shè)計(jì)優(yōu)化了傳力線路。斜材是另外一個(gè)對(duì)塔重有較大影響的重要因素,所以文章在設(shè)計(jì)的時(shí)候在塔頭的適當(dāng)位置配置了”K”型結(jié)構(gòu)斜材,可以減低由于斜材同時(shí)受壓而造成的影響。
4 結(jié)束語(yǔ)
電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行是減小供電成本的最為有效的途徑。選取合適的110kV輸電線路典型設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案,能夠獲得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。電力設(shè)計(jì)者除開(kāi)采用各種管理措施和技術(shù)措施外,還要求結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際需求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以提升輸電線路的輸電以及供電能力。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:《電路》、《電工技術(shù)》、課程優(yōu)化、開(kāi)設(shè)方案
1引言
隨著時(shí)間的推移,信息技術(shù)經(jīng)歷著更新與換代,新技術(shù)、新事物層出不窮。對(duì)于電類專業(yè)的教學(xué)來(lái)說(shuō),教材也再經(jīng)歷著新舊交替,以滿足新時(shí)期對(duì)教材的更高要求。為了更好的做好教學(xué)工作,進(jìn)一步規(guī)范教學(xué)要求,提高教師教學(xué)水平;提升電類專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量;提高學(xué)生掌握知識(shí)、技能、技術(shù)的能力和素質(zhì),提升競(jìng)爭(zhēng)力、促進(jìn)就業(yè),最終使學(xué)生受益等提出了更高的要求。從教學(xué)層面來(lái)說(shuō),就要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,有一個(gè)好的教材,有一個(gè)適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教材。本文就電類專業(yè)《電路》與《電工技術(shù)》兩門(mén)課程的開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單探討,為課程的優(yōu)化和教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2 課程開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀
2.1 教材使用現(xiàn)狀
對(duì)于《電路》與《電工技術(shù)》來(lái)說(shuō),市場(chǎng)上的教材不下百種。首先,隨著技術(shù)的更新,教材內(nèi)容更新慢,過(guò)于老化;另外,作為任課教師,往往使用的是教務(wù)部門(mén)下發(fā)的教材,部分編寫(xiě)教材者的水平有限,拼湊成冊(cè)者居多;部分教材商務(wù)性較濃,為了更快推向市場(chǎng),印刷錯(cuò)誤較多;又因?yàn)榻虒W(xué)課時(shí)有限,就給教學(xué)質(zhì)量造成了極大的影響[1][4]。
2.2 《電路》課程的開(kāi)設(shè)狀況
《電路基礎(chǔ)》是電類專業(yè)職業(yè)基礎(chǔ)課課程群的第一門(mén)職業(yè)基礎(chǔ)課,可稱為基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)。通過(guò)該課程教學(xué),應(yīng)該準(zhǔn)確、清晰傳授給學(xué)生有關(guān)直流電、交流電的最基礎(chǔ)、最重要和最常見(jiàn)的概念、定律、最重要的結(jié)論和處理方法;告訴學(xué)生這些知識(shí)與后續(xù)課程及以后的技術(shù)應(yīng)用的關(guān)聯(lián)。目前的實(shí)際情況是該課程教學(xué)安排在入學(xué)第一學(xué)期,學(xué)時(shí)短,大致十三周講課,50學(xué)時(shí)左右教學(xué)[2]。
從目前使用的教材來(lái)說(shuō),包含有電路的基本概念、電路的分析方法、單相正弦交流電路、三相交流電路、互感電路、非正弦周期電路、磁路與變壓器、異步電動(dòng)機(jī)等課程[3]。
2.3 《電工技術(shù)》的開(kāi)設(shè)狀況
《電工技術(shù)基礎(chǔ)》是電類專業(yè)職業(yè)基礎(chǔ)課的第二門(mén)職業(yè)基礎(chǔ)課,電工技術(shù)是所有使用、利用日常電力工作的崗位人員都應(yīng)具有的基本知識(shí)、基本技能和基本技術(shù),其知識(shí)、技能掌握的好與差是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生專業(yè)入門(mén)的基本知識(shí)、基本技能水平高低的標(biāo)志。該課程覆蓋的知識(shí)面寬,實(shí)用性強(qiáng),特別是對(duì)動(dòng)手能力、實(shí)際使用,甚至是實(shí)際觀察實(shí)物都應(yīng)有必要的要求;該課程主要要求學(xué)生對(duì)交流電的圖象要清楚、交流電路的連結(jié)、儀器儀表使用的規(guī)則、方法要正確[4]。
對(duì)于《電工技術(shù)》教材來(lái)說(shuō),也包含有電路的基本概念、電路的分析方法、單相正弦交流電路、三相交流電路、互感電路、非正弦周期電路、磁路與變壓器、異步電動(dòng)機(jī)等課程[5]。
2.4 二者之間的關(guān)系
通過(guò)教材的章節(jié)內(nèi)容,可以發(fā)現(xiàn)《電路》與《電工技術(shù)》造成了電路的基本概念、電路的分析方法、單相正弦交流電路、三相交流電路、互感電路、非正弦周期電路、磁路與變壓器等內(nèi)容上的重復(fù)。給后期《電工技術(shù)》課程的開(kāi)設(shè)造成了影響,造成教學(xué)內(nèi)容的重復(fù);另外,由于內(nèi)容安排上的不合理,就造成了《電工技術(shù)》教學(xué)重點(diǎn)的偏移,也不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握[1]-[6]。
3 課程開(kāi)設(shè)方案
3.1 總體思路
根據(jù)教學(xué)的要求,將教材中的《電路》與《電工技術(shù)》交疊的內(nèi)容分開(kāi)。要求《電路》以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電路基本知識(shí)的分析、處理方法為主,以及解決一些簡(jiǎn)單的工程應(yīng)用;《工技術(shù)》以突出技能型、實(shí)用型技術(shù)能力的培養(yǎng)為主。
3.2 《電路》的開(kāi)設(shè)
從《電路》的教學(xué)要求出發(fā),《電路》學(xué)習(xí)后使學(xué)生掌握必需、夠用的有關(guān)電路分析的基本概念、基本定律、基本分析方法和最重要的結(jié)論。強(qiáng)化學(xué)生在電路分析中的工程技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng),為工程技術(shù)應(yīng)用型人才綜合素質(zhì)及能力的培養(yǎng)打好必需、管用的知識(shí)基礎(chǔ)。
我們把《電路》分為五個(gè)部分[1]-[3]:
(1).直流網(wǎng)絡(luò)電路的基本概念、基本定律、基本定理和基本分析方法。
(2).單相正弦交流電路的兩種表示及各要素意義,基本元件的電壓、電流關(guān)系。相量形式的基爾霍夫定律及利用相量圖和相量分析方法處理一般正弦交流電路問(wèn)題。
(3).三相交流電路的概念,電源及負(fù)載的Y型、 形聯(lián)結(jié);相量分析得出的兩種聯(lián)結(jié)情況下線/相電壓、電流關(guān)系;三相電路功率、功率測(cè)量及安全電常識(shí)。
(4).互感耦合電路、諧振電路、磁路的電路特征及主要應(yīng)用。
(5).非正弦周期電流電路、線性電路過(guò)渡過(guò)程的概念和基本分析方法。
3.3 《電工技術(shù)》的開(kāi)設(shè)
《電工技術(shù)》的教學(xué)使學(xué)生了解電工的基本知識(shí);掌握安全用電常識(shí)、照明電路的裝配等的職業(yè)技能常識(shí);掌握異步電動(dòng)機(jī)、單相變壓器的簡(jiǎn)單操作使用和故障判斷;掌握基本電工器件的識(shí)別與檢測(cè),以及常見(jiàn)電工儀器的使用;能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的電氣元件的安裝與檢修;使學(xué)生能夠獨(dú)立運(yùn)用所學(xué)電工技術(shù)知識(shí),分析解決后續(xù)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)課及生活中出現(xiàn)的電氣方面的簡(jiǎn)單問(wèn)題。
本課程分為六部分,內(nèi)容如下[4]-[6]:
(1).三相交流電路及安全用電。
(2).磁路與變壓器。磁路的連接方式、特點(diǎn)及電與磁的相互作用,變壓器的工作原理、分類及變壓器繞組極性的判斷等。
(3).異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及其控制。
(4).低壓電器及電路,包含低壓電器器件的圖形及文字符號(hào)的意義,控制電器和保護(hù)電器的組成、結(jié)構(gòu)、動(dòng)作原理及控制作用以及應(yīng)用;電器控制電路的原理圖與接線圖[6]。
(5).常用電工儀器儀表及其使用,包含電工測(cè)量的基本知識(shí)、萬(wàn)用表的使用、電壓、電流與功率的測(cè)量,電感、電阻與電容的測(cè)量,常見(jiàn)的電工測(cè)量?jī)x表;
(6).常用家用電器簡(jiǎn)介,包含電視機(jī)、VCD的工作原理;電扇的安裝與故障排除等。
3.4 推薦遴選教材
根據(jù)對(duì)課程內(nèi)容等的優(yōu)化后,接下來(lái)就是做好推薦教材的遴選。教材的選取在內(nèi)容上有側(cè)重的前提下,以“注重前沿、實(shí)用性、技能型”為主,進(jìn)一步優(yōu)化章節(jié)內(nèi)容;在此基礎(chǔ)上進(jìn)行新的教材的編寫(xiě)。
4 結(jié)論
經(jīng)過(guò)對(duì)《電路》和《電工技術(shù)》在內(nèi)容上的改進(jìn),會(huì)使教學(xué)目標(biāo)、側(cè)重點(diǎn)更為明確,為教材的遴選提供了依據(jù),也為今后進(jìn)一步搞好教學(xué)、優(yōu)化學(xué)科內(nèi)容打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);也為其他職業(yè)基礎(chǔ)課程的建設(shè)提供了參考。
[參考文獻(xiàn)]
[1]《電路基礎(chǔ)》(第二版)王慧玲主編,2008年,高等教育出版社
[2]《簡(jiǎn)明電路基礎(chǔ)教程》李樹(shù)雄主編,2007年,高等教育出版社
[3]《電路基礎(chǔ)》沈玉梅主編,2007年,高等教育出版社
[4]《電工技術(shù)》黃軍輝等,人民郵電出版社,2007年
關(guān)鍵詞:大板粱;起吊負(fù)荷;起吊順序;起吊位置;吊裝方案
鍋爐機(jī)組大板梁吊裝方案設(shè)計(jì)涉及到吊裝環(huán)境、方式、順序等多方面因素,本文將以徐州華美熱電廠二期#2鍋爐機(jī)組,來(lái)淺析大板粱吊裝方案設(shè)計(jì)。
1工程概況
爐架共設(shè)計(jì)6根板梁,分別布置在KA、KB、KC、KD、KE、KF排上,其中KB板梁為疊梁,KB板梁疊合面連接方式為先栓后焊,連接螺栓規(guī)格為M24高強(qiáng)螺栓,螺栓強(qiáng)度等級(jí)為10.9級(jí)。該工程大板梁的吊裝方案設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于:KB板梁為疊梁,需將KB上半梁吊放在KD上,并臨時(shí)固定,然后安裝KB下半梁,安裝好后,再?gòu)腒D上將KB上半梁吊過(guò)來(lái),安裝KB板梁疊合面連接方式為先栓后焊,其中連接螺栓規(guī)格為M24高強(qiáng)螺栓,螺栓強(qiáng)度等級(jí)為10.9級(jí)。初步確定該工程大板梁的吊裝方案設(shè)計(jì)可行性方法為:利用CAD模擬吊裝過(guò)程;分別在CAD上表示出各個(gè)大板梁的安裝時(shí),吊耳到吊車(chē)回轉(zhuǎn)中心的距離;根據(jù)該距離分別查各個(gè)吊車(chē)的性能工況,用實(shí)際吊裝重量除以理論吊裝重量得到的百分比不超過(guò)85%,則認(rèn)為該吊裝方案可靠。
2鍋爐機(jī)組大板梁吊裝方案設(shè)計(jì)過(guò)程
2.1板梁的體積和重量
根據(jù)廠方提供圖紙板梁的結(jié)構(gòu)和重量。
2.2現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境
勘察現(xiàn)場(chǎng),利用CAD模擬吊裝現(xiàn)場(chǎng),避開(kāi)障礙物,避不開(kāi)的障礙物,與業(yè)主溝通,移走障礙物。
2.3機(jī)械化
1臺(tái)ZSC60200塔吊和1臺(tái)SCC4000C履帶吊,塔吊的規(guī)格是60噸,履帶吊是400噸的。
2.4起吊方式
起吊方式的確定關(guān)乎于這次起吊的成功與否。經(jīng)過(guò)CAD模擬,考慮整個(gè)吊裝的安全性、經(jīng)濟(jì)合理性、可行性等因素,KA、KF采取單機(jī)吊裝,KB、KC、KD、KE大板梁,采用雙機(jī)吊裝。
2.5起吊的位置
根據(jù)七根大板粱的重量,首先要從重量輕的板梁開(kāi)始考慮,因此KA、KF板梁的起吊應(yīng)首先考慮。另外KB,KC,KD,KE板梁的體積和重點(diǎn)都是比較大,常規(guī)的吊車(chē)起吊的方案是不可行的。只能進(jìn)行雙機(jī)抬吊。板梁的起吊位置確定在吊機(jī)之間,起吊的方位只能在爐膛中心,爐膛中心為一個(gè)從底層一直到頂層都是空透的區(qū)域。經(jīng)過(guò)CAD模擬和理論數(shù)據(jù)之間對(duì)比,發(fā)現(xiàn)板梁的長(zhǎng)度只能放置在KA和KC的對(duì)角線上面才能夠順利起吊。
2.6機(jī)械化的站位
風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和集控室的位置分別在KF-KD與KC-KA位置,如果履帶機(jī)的站位不好,會(huì)影響吊裝的安全性,也會(huì)影響吊裝的距離,吊裝時(shí)的負(fù)荷率。經(jīng)過(guò)模擬發(fā)現(xiàn),履帶機(jī)距離集控室3米處,距離風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)3米處,是最佳的放置位置。
2.7吊裝的順序
首先是將KA和KF選用60噸塔吊進(jìn)行單機(jī)吊裝,60噸塔吊和400噸的履帶吊雙機(jī)抬吊KC,KD和KE三根大板梁。KB是疊梁,爐膛起吊,起吊位置必須在KB板梁的下方,在整臺(tái)鍋爐機(jī)組中,KB下板梁應(yīng)該最后吊裝,將KB上半梁吊放在KD上,并臨時(shí)固定,然后安裝KB下半梁,安裝好后,再?gòu)腒D上將KB上半梁吊過(guò)來(lái),安裝好。安裝順序:KA板梁-KF板梁-KE板梁-KD板梁-KC板梁-KB上板梁(預(yù)存在KD板梁上)-KB下板梁-KB上板梁,在相鄰的2根板梁吊裝后,應(yīng)及時(shí)吊裝板梁之間的次梁,以保證其穩(wěn)定性。
2.8鋼架緩存件
吊裝過(guò)程中會(huì)發(fā)生桿件之間的碰撞或者摩擦,這些因素會(huì)嚴(yán)重影響吊裝的安全進(jìn)行,存在危險(xiǎn)系數(shù)。根據(jù)CAD模擬吊裝的過(guò)程,有一些構(gòu)件影響到吊裝的安全和阻礙吊裝進(jìn)行,需要緩存這些構(gòu)件。
2.9鋼絲繩的選取
根據(jù)大板梁的體積和重量,在起吊KA板梁時(shí),塔吊受力為14噸。根據(jù)“《一般用途鋼絲繩》CCB/T20118-2006)(06版)國(guó)標(biāo)”參考規(guī)范中計(jì)算出KA和KF起吊鋼絲繩的為φ24*4。通過(guò)CAD模擬這個(gè)大板梁吊裝過(guò)程。吊耳的位置以及受力分析經(jīng)過(guò)模擬和理論數(shù)據(jù),把KA、KF板梁的吊裝方案設(shè)計(jì)完成。根據(jù)不同的吊裝方式和板梁的長(zhǎng)度,分析模擬吊裝吊耳的位置以及受力,確定吊裝吊耳的設(shè)計(jì)位置。
3結(jié)語(yǔ)
在吊裝方案是合計(jì)中,運(yùn)用建筑CAD模擬技術(shù),充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)的情況,做好各項(xiàng)準(zhǔn)備,能夠很大程度上提高吊裝安全性,避免或降低由于吊裝過(guò)程的不安全行為造成的吊裝事故的發(fā)生。若要完全避免吊裝施工的安全事故,僅僅控制和管理是不全面的,如何進(jìn)行多種不安全因素共同有效的控制安全吊裝,需要繼續(xù)深入的研究。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:電氣安裝 安裝技術(shù) 安裝工藝
Abstract: in the construction and installation, will have a special request the equipment installation, how to grasp the installation technology and the installation process, is building installation kind of technical personnel must be concerned problems, this paper a boiler room construction and installation for preferences, the electrical parts of technology and installation process to derive discussed.
Keywords: electrical installation installation technology installation process
中圖分類號(hào):S776.035文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、工程概況
鍋爐房提供熱負(fù)荷為:廠區(qū)采暖面積3500平方米,熱負(fù)荷2.45MW;住宅采暖面積5000平方米,熱負(fù)荷0.325MW;擬新建采暖面積20000平方米,熱負(fù)荷0.9MW,總負(fù)荷3.675MW。熱水鍋爐運(yùn)行溫度90℃/70℃,采暖供回水溫度80℃/60℃;生產(chǎn)用蒸汽2t/h,蒸汽為飽和蒸汽,蒸汽工作壓力0.4Mpa。
二、鍋爐安裝
(一)、鍋爐就位應(yīng)具備下列條件:
1、鍋爐、水泵、輔機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)已施工完畢,強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求;
2、鍋爐房門(mén)窗封閉工作應(yīng)完成。
(二)、鍋爐水平運(yùn)輸:
1、運(yùn)輸前應(yīng)先選好路線,確定錨點(diǎn)的位置,穩(wěn)好卷?yè)P(yáng)機(jī),鋪好道木,以下是鍋爐運(yùn)輸示意圖;
2、運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候要注意鍋爐的方向,不要搞錯(cuò);
3、用千斤頂將鍋爐頂起放進(jìn)滾杠,然后用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引前進(jìn),鋼絲繩應(yīng)拴在鍋爐的承重底盤(pán)上,運(yùn)輸過(guò)程中要及時(shí)倒?jié)L杠;
4、鍋爐房?jī)?nèi)部,運(yùn)輸通道與設(shè)備基礎(chǔ)上表面要找平,并且基礎(chǔ)上應(yīng)鋪腳手板,以免損壞基礎(chǔ);
5、鍋爐運(yùn)上基礎(chǔ)后,四個(gè)角用千斤頂頂起,然后撤出滾杠和腳手板,按設(shè)備要求鍋爐安裝就位后,四個(gè)千斤一起下降,把設(shè)備落在基礎(chǔ)上。
(三)、鍋爐的找平找正:
1、鍋爐的縱向找平用水平尺進(jìn)行,當(dāng)鍋爐縱向不平時(shí),可用千斤頂將低的一端頂起,在鍋爐的支座下墊適當(dāng)厚度的鋼板,使鍋爐的水平度達(dá)到要求,墊鐵的間距一般為500-1000mm。鍋爐標(biāo)高偏差為±5mm。
2、鍋爐橫向找平用水平尺進(jìn)行,鍋爐的橫向傾斜度不得大于5mm。
3、成排安裝的同型號(hào)鍋爐,前部一定要平齊,誤差不大于2mm,鍋爐兩側(cè)的間距要符合設(shè)計(jì)要求;
三、電氣安裝
(一)電氣安裝技術(shù)規(guī)范
1、GB50254-96《電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗(yàn)收規(guī)范》;
2、GB50258-96《電氣裝置安裝工程1KV及以下配線工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》;
3、GBJ50168-92《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》;
4、GBJ50169-92《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》;
5、《北京市建筑工程電氣安裝質(zhì)量若干規(guī)定》
6、GBJ303-88《建筑電氣安裝工程質(zhì)量檢收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》;
7、92DQ《建筑電氣標(biāo)準(zhǔn)圖集》;
8、建筑電氣通用圖集。
(二)、配電箱、柜、盤(pán)、操作臺(tái)的安裝:
1、落地安裝的盤(pán)、柜均用基礎(chǔ)型鋼固定?;A(chǔ)安裝后,不僅頂部平直,且高出完工地面50~100mm,接地明顯可靠;型鋼基礎(chǔ)上表面應(yīng)保持水平,水平方向的傾斜度偏差為每米1毫米,當(dāng)型鋼底座的總長(zhǎng)度超過(guò)5米時(shí),全長(zhǎng)偏差為5毫米。
2、儀表盤(pán)(箱、操作臺(tái))型鋼底座的制造尺寸,應(yīng)與儀表盤(pán)(箱、操作臺(tái))相符,其直線偏差為1毫米,當(dāng)型鋼底座的總長(zhǎng)度超過(guò)5米時(shí),全長(zhǎng)偏差為5毫米。
3、盤(pán)、柜、箱內(nèi)部、載流部分之間以及與未經(jīng)絕緣的之間的電氣間隙不得小于12mm;爬電距離不得小于20mm。
4、裝有電器且可開(kāi)啟門(mén)的接地必須使用裸銅軟線。
5、落地安裝的盤(pán)、柜、臺(tái)屏均用基礎(chǔ)型鋼固定。基礎(chǔ)安裝后,不僅頂部平直,且高出完工地面50~100mm,接地明顯可靠。
6、所有現(xiàn)場(chǎng)配線均應(yīng)整齊美觀,其端部必須有字跡清晰的標(biāo)號(hào),遇多股軟線端子壓接時(shí),必須涮錫。
7、成套配電柜安裝基本要求:
(1)成套配電柜應(yīng)用螺栓固定在基礎(chǔ)上,且各柜相互連接成一個(gè)整體,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,先中間后兩邊進(jìn)行穩(wěn)裝。
(2)柜體應(yīng)安裝牢固,連接緊密,無(wú)明顯縫隙,每柜前臉及兩側(cè)垂直度誤差不大于1‰,水平全長(zhǎng)誤差不應(yīng)大于4毫米,盤(pán)面應(yīng)在同一水平面內(nèi)。
(3)落地式盤(pán)柜基礎(chǔ),應(yīng)使用10#槽鋼。制安前應(yīng)調(diào)直,按圖紙尺寸下料、組對(duì),焊接在預(yù)埋鐵上,可使用水平儀測(cè)量,水平度每米不應(yīng)大于1mm,全長(zhǎng)誤差不得超過(guò)3mm。
(4)成套柜安裝前,必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖(平面及系統(tǒng)圖)認(rèn)真核查、組合,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)匯報(bào)。
(5)配電柜內(nèi)各種閘具應(yīng)開(kāi)閉靈活,聯(lián)鎖裝置動(dòng)作正確、可靠,開(kāi)關(guān)柜門(mén)、鎖開(kāi)閉靈活。
(6)變、配電室內(nèi)所有電氣設(shè)備的安裝,應(yīng)嚴(yán)格按國(guó)家規(guī)范和北京地區(qū)電氣安裝標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程進(jìn)行施工。
8、配電柜安裝工藝流程:
(三)、電纜(線)及保護(hù)管的敷設(shè):
1、保護(hù)管不應(yīng)有變形及裂縫,其內(nèi)部應(yīng)清潔,無(wú)毛刺,管口應(yīng)光滑,無(wú)銳邊。
2、埋設(shè)時(shí)宜采用套管焊接,管子的對(duì)口處應(yīng)處于套管中心位置。
3、焊接應(yīng)牢固,焊口應(yīng)嚴(yán)密,并應(yīng)做防腐處理。
4、保護(hù)管連接后應(yīng)保證整個(gè)系統(tǒng)的電氣連續(xù)性,與儀表之間應(yīng)用金屬軟管連接,并有防彎措施。
5、所設(shè)的保護(hù)管應(yīng)選最短的路徑敷設(shè),埋入混凝土?xí)r,離表面的凈距離不應(yīng)小于15毫米。
6、電纜敷設(shè)前應(yīng)對(duì)電纜的規(guī)格型號(hào)、截面、電壓等級(jí)是否符合設(shè)計(jì)要求,外觀扭曲壞損等詳細(xì)檢查并對(duì)電纜進(jìn)行搖測(cè)試驗(yàn),多根電纜敷設(shè)時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況事先將電纜的排列用表或圖的方式排列出來(lái),以防敷設(shè)后的交叉混亂。
7、制作電纜終端和接頭前,應(yīng)熟悉安裝工藝資料,做好檢查,并符合下列要求:
(1)電纜絕緣狀況良好,無(wú)潮濕;
(2)附件規(guī)格應(yīng)與電纜一致,零部件應(yīng)齊全無(wú)損傷,絕緣材料不得受潮,密封材料不得失效;
(3)施工用機(jī)具齊全,便于操作,狀況清潔,消耗材料齊備,清潔塑料絕緣表面的溶劑宜遵循工藝導(dǎo)則準(zhǔn)備。
8、制作電纜終端與接頭,從剝切電纜開(kāi)始應(yīng)連續(xù)操作直至完成,縮短絕緣暴露時(shí)間。附加絕緣的包纏、裝配、熱縮等應(yīng)清潔。電纜終端和接頭應(yīng)采取加強(qiáng)絕緣、密封防潮、機(jī)械保護(hù)等措施。
9、低壓電纜頭制作流程:
(三)、電氣配管
1、電線管彎曲內(nèi)徑不小于電線管外徑的2.5倍。
2、每個(gè)彎位或一個(gè)彎位再加不超過(guò)10m直線段或最大15m直線段后加接線盒。
3、鋼管,線槽的跨接地線采用6以上圓鋼焊接,焊接長(zhǎng)度不小于圓鋼直徑的6倍,且雙面焊接。
4、多條電線管平行敷設(shè)時(shí),注意避免在同一地點(diǎn),彼此跨越向不同方向敷設(shè)。
5、建筑施工期間,所有電線管端口及電線盒用管栓堵塞,防止混凝土,灰泥及雜物進(jìn)入電線管內(nèi)。
6、如果一條電線管暴露于不同濕度下,則高溫段的電線管以接線盒與低溫段的分隔。
7、敷設(shè)管路超過(guò)下列長(zhǎng)度時(shí),應(yīng)加裝接線盒。無(wú)彎時(shí)45m;一個(gè)彎30m;兩個(gè)彎20m;三個(gè)彎時(shí)12m。
(四)、管內(nèi)穿線敷設(shè)
1、導(dǎo)線的規(guī)格、型號(hào)、質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
2、放線前應(yīng)根據(jù)施工圖紙對(duì)導(dǎo)線的規(guī)格、型號(hào)進(jìn)行核對(duì),放線時(shí)導(dǎo)線應(yīng)置于放線架或放線車(chē)上。
3、接線盒、開(kāi)關(guān)盒、插座盒及燈頭盒內(nèi)導(dǎo)線的預(yù)留長(zhǎng)度應(yīng)為15cm。
4、鋼管在穿線前,應(yīng)首先各個(gè)管口的護(hù)口是否整齊如有遺漏或破損,均應(yīng)補(bǔ)齊和更換。
5、導(dǎo)線的連接不應(yīng)降低導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度及絕緣強(qiáng)度,不應(yīng)增加導(dǎo)線的電阻值。
6、工藝流程:
(五)、照明燈具及插座安裝
1、本建筑各類照明燈具應(yīng)按設(shè)計(jì)、業(yè)主要求逐一確定型號(hào)品牌。
2、吊頂墻面等抹灰及表面裝飾工程需完成,并結(jié)束場(chǎng)地清理工作,在房門(mén)上鎖的情況下安裝,照明器具安裝前必須清除開(kāi)關(guān)插座燈位盒內(nèi)雜物。
3、嵌入式燈具鑲嵌在頂棚中,燈具與燈管排列整齊,燈內(nèi)隔片或隔柵安裝排列整齊,不應(yīng)有彎曲、扭斜等缺陷。
4、需要接地或接零燈具、插座、開(kāi)關(guān)的金屬外殼,應(yīng)由接地螺栓連接,開(kāi)關(guān)切斷相線,螺口燈頭相線接在中心觸點(diǎn)的端子上,同位置插座高低排列一致,單相插座的接線、面對(duì)插座右極接相線,左極接零線。
5、插座、開(kāi)關(guān)、蓋板要緊貼墻面,四周無(wú)縫隙,表面清潔干凈,導(dǎo)線連接牢固緊密,不傷芯線。壓接時(shí)盡量做折頭處理。
6、壓接時(shí)分清相色,黃、綠、紅為相線,淡蘭色為零線,雙色為PE。
(六)電氣防爆和接地:
1、安裝在爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所的儀表,電氣設(shè)備和材料必須具有符合現(xiàn)行國(guó)家或部頒防爆質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)鑒定文件和“防爆產(chǎn)品出廠合格證書(shū)”其外部應(yīng)無(wú)損傷和裂紋。
2、保護(hù)管與現(xiàn)場(chǎng)儀表,檢測(cè)元件,電氣設(shè)備,儀表箱分線箱,接線盒及拉線盒連接時(shí),應(yīng)安裝隔爆密封管件,并做填充密封,密封管件與儀表箱、分線箱、接線盒及拉線盒的距離不應(yīng)超過(guò)0.45米,密封管件與現(xiàn)場(chǎng)儀表、檢測(cè)元件和電氣設(shè)備間,應(yīng)按其所在危險(xiǎn)場(chǎng)所和區(qū)域的類級(jí)別的不同,分別采用隔爆型,安全防爆型金屬軟管連接,金屬軟管的長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)0.45米。
3、所有進(jìn)出建筑物的金屬管道在進(jìn)出戶處應(yīng)做接地連接,以防高電位引入。
4、在正常情況下,不帶電但有可能接觸到危險(xiǎn)電壓的金屬部件,均應(yīng)做保護(hù)接地。體質(zhì)安全型儀表金屬外殼,當(dāng)儀表使用說(shuō)明書(shū)無(wú)接地規(guī)定時(shí),不做保護(hù)接地,當(dāng)規(guī)定接地時(shí)應(yīng)直接與其關(guān)聯(lián)設(shè)備接地的接地板連接。
5、保護(hù)接地可接到電氣工程低壓電氣設(shè)備的保護(hù)接地網(wǎng)上,連接應(yīng)牢固可靠,不應(yīng)串聯(lián)接地。
6、保護(hù)接地的接地電阻值,應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。
7、信號(hào)回路的接地點(diǎn)應(yīng)在顯示儀表測(cè),當(dāng)采用接地型熱電偶和檢測(cè)部分已接地儀表時(shí),不應(yīng)再在顯示儀表側(cè)接地。
四、結(jié)論
工程施工過(guò)程中,必須嚴(yán)格按照標(biāo)書(shū)的要求,工程資料緊隨施工進(jìn)度及時(shí)進(jìn)行收集與整理,做好安裝工程的每一步,是企業(yè)管理文化水平的體現(xiàn),更是當(dāng)今市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的表現(xiàn),由于筆者的能力局限,可能存在許多的紕漏,望同仁及大方之家批評(píng)指正,愿建筑安裝業(yè)安全運(yùn)行,迎接前途的光明。
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關(guān)鍵詞: 發(fā)射機(jī); 語(yǔ)音壓控; VCA
中圖分類號(hào): TN773文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1009-8631(2011)07-0037-01
一、語(yǔ)音壓控電路
在現(xiàn)代通信發(fā)射機(jī)中,數(shù)字化的中頻處理之前需要有一穩(wěn)定的采樣信號(hào)輸入,而且這一信號(hào)在一定范圍內(nèi)還要有較好的線性響應(yīng)特性,所以為了保證后續(xù)信號(hào)處理結(jié)果的可靠性,在發(fā)射機(jī)中頻電路中,通常要設(shè)計(jì)一個(gè)可變?cè)鲆婵刂齐娐?,使得發(fā)射機(jī)的輸入信號(hào)幅度可以完全可控。
二、SSM2165芯片簡(jiǎn)介
SSM2165是AD公司的一款具有可變?cè)鲆婧驮肼曢T(mén)限的音頻前置放大器。該芯片工作電壓為4.5V~5.5V,工作溫度-40℃~+85℃,可通過(guò)一個(gè)外接電阻方便調(diào)節(jié)壓縮比率,比率可調(diào)整范圍為1∶1~15∶1。預(yù)置噪聲門(mén)限為-64dBu(500μV)。若結(jié)合外置放大器調(diào)整輸入與輸出值,就可組成一個(gè)完整的語(yǔ)音壓控電路。其特性曲線如圖(1):
三、應(yīng)用電路設(shè)計(jì)
SSM2165有-1及-2兩款芯片,有不同的拐點(diǎn)電平及輸出電平。因?yàn)楸緫?yīng)用要求輸入電平低,增益高,比較而言本應(yīng)用電路選取了SSM2165-1,其拐點(diǎn)電平為40 mV(-25.7 dBu), VCA增益達(dá)18 dB。為使控制過(guò)程較為平滑,采用1∶1壓縮比設(shè)置。在SSM2165前端加入一級(jí)由ON公司的MC33178構(gòu)成的放大器,用以調(diào)整輸入電平。電路設(shè)計(jì)如圖(2):
四、電路實(shí)驗(yàn)
電路中前一級(jí)放大倍數(shù)選為16倍,SSM2165的1和2腳之間選擇10ìF(xiàn)電解電容,5腳到地接22ìF(xiàn)電解電容,測(cè)量6腳到地不同阻值時(shí),SSM2165的輸出效果。測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表(1)。
結(jié)果中顯示調(diào)節(jié)SSM2165的6腳阻值,起控幅值隨阻值增大而增大,起控后輸出平穩(wěn);通過(guò)示波器觀察其輸出波形無(wú)任何明顯失真。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中,為取得較早的起控幅值,設(shè)計(jì)選擇了820Ω的阻值,在其后接入AD采樣輸入端,但由于其噪聲門(mén)限值固定,設(shè)計(jì)前級(jí)的MIC輸入采用了抗噪話筒,達(dá)到了很好的設(shè)計(jì)效果。
五、結(jié)束語(yǔ)
雖然該芯片有一些自身的不足,但是還是可以滿足實(shí)際使用的需要的,而且成本較低,適合批量使用。為滿足有的設(shè)計(jì)對(duì)噪聲門(mén)限可調(diào)功能的要求,其后續(xù)系列SSM2166也提供了相關(guān)控制功能。為語(yǔ)音壓控電路的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)十分可行的解決方案。
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關(guān)鍵詞: 煤礦鐵路; 道口欄門(mén); 防倒退;電路設(shè)計(jì)Abstract: This paper is based on the part of mine railway crossing alarm in the automatic level crossing signal train near the gate of protection, has repeatedly appeared attendant operation bar door is fully closed, the train is not through the crossing when the door automatic door bar problem, design a set of the automatic level crossing signal and fence gate control circuit two independent control division circuit formed back circuit barrier door interlocking relationship, eliminate the crossing road accidents caused by bar door automatic door hidden danger, ensure the safety of the lives and property of the people safe and railway.
Keywords: Coal railway; crossing bar door anti-backing; circuit design;
中圖分類號(hào):TN108.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
0引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,地方基礎(chǔ)設(shè)施的飛速建設(shè),造成公路與鐵路頻繁交叉,道口已成為當(dāng)前維護(hù)鐵路運(yùn)輸能力,保證道路、鐵路行車(chē)安全的重要環(huán)節(jié),因此道口安全問(wèn)題變得更加嚴(yán)峻。然而鐵路道口是一個(gè)涉及多個(gè)管理部門(mén)(鐵路、公路、地方等),由人(駕駛員、交通參與者)、車(chē)(機(jī)車(chē)、汽車(chē)等)、設(shè)備(道口特性、安全裝置、公路幾何線形等)、環(huán)境(天氣、視距、車(chē)速等)組成的復(fù)雜系統(tǒng),是鐵路運(yùn)輸安全生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié),也是道路運(yùn)輸?shù)奈kU(xiǎn)地段。鐵路道口事故不僅會(huì)造成鐵路運(yùn)輸中斷、嚴(yán)重影響交通系統(tǒng)的運(yùn)行,還直接威脅著交通參與者的人身安全,導(dǎo)致人民生命和財(cái)產(chǎn)的損失。只有不斷提高道口設(shè)備的技術(shù)水平,才能有效杜絕道口事故。
1概況
永煤礦區(qū)鐵路全長(zhǎng)120公里,有人看守道口17座,其中欄桿防護(hù)道口11座,欄門(mén)防護(hù)道口6座。在欄門(mén)防護(hù)道口曾出現(xiàn)在道口自動(dòng)信號(hào)報(bào)警列車(chē)接近時(shí),值班員操作運(yùn)行欄門(mén)完全關(guān)閉后,列車(chē)還沒(méi)有通過(guò)道口時(shí)欄門(mén)又自動(dòng)開(kāi)門(mén)問(wèn)題,在道口值班員發(fā)現(xiàn)后及時(shí)關(guān)閉,才避免有人看守道口的事故發(fā)生。雖然對(duì)看守道口的道口工經(jīng)常進(jìn)行教育提醒,但同樣的現(xiàn)象還是會(huì)發(fā)生。這就迫切需要我們采取技術(shù)手段來(lái)消除道口行車(chē)事故隱患,全力保證行車(chē)安全。
2解決方案
2.1制定措施
通過(guò)對(duì)道口欄門(mén)誤動(dòng)的原因分析,以及道口自動(dòng)信號(hào)報(bào)警欄門(mén)關(guān)閉的時(shí)機(jī)及電路原理。研究設(shè)計(jì)出一套將道口自動(dòng)信號(hào)和防護(hù)欄門(mén)控制電路兩個(gè)獨(dú)立控制分開(kāi)電路之間形成聯(lián)鎖關(guān)系的欄門(mén)防倒退電路(見(jiàn)圖一)。在列車(chē)接近道口時(shí)使欄門(mén)只能向關(guān)門(mén)方向運(yùn)行。該項(xiàng)目實(shí)施后可有效防止人為和設(shè)備因素對(duì)整個(gè)道口系統(tǒng)安全運(yùn)行的不利影響,避免因欄門(mén)自動(dòng)開(kāi)門(mén)而發(fā)生的道口路外事故,保證人們?nèi)罕娚?cái)產(chǎn)安全和鐵路行車(chē)安全。
2.2采用的技術(shù)方案
2.2.1平時(shí),封連繼電器(FLJ)通過(guò)自動(dòng)信號(hào)報(bào)警繼電器(BJ)第8組前接點(diǎn)(采集的道口自動(dòng)信號(hào)報(bào)警繼電器空閑接點(diǎn))保持吸起,此時(shí)欄門(mén)開(kāi)、關(guān)均可,不受限制。當(dāng)列車(chē)接近道口時(shí),道口自動(dòng)信號(hào)報(bào)警繼電器(BJ)落下,封連繼電器將失磁落下,前接點(diǎn)斷開(kāi),4個(gè)欄門(mén)后退限位電路中的干簧管自動(dòng)封連,切斷道口欄門(mén)后退啟動(dòng)電路,此時(shí)向欄門(mén)發(fā)出操作(前進(jìn)或后退)控制指令,欄門(mén)只能前進(jìn)不能后退。
2.2.2在道口自動(dòng)信號(hào)或封連電路發(fā)生故障時(shí),欄門(mén)關(guān)閉后,此時(shí)需要后退欄門(mén)時(shí),道口值班員必須將欄門(mén)控制板上的三位旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換至復(fù)位狀態(tài),中間繼電器吸合,道口值班員再通過(guò)下發(fā)開(kāi)門(mén)指令,欄門(mén)才能開(kāi)門(mén)。
2.2.3在三位旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換至復(fù)位狀態(tài)時(shí),控制箱內(nèi)的蜂鳴器將給出聲、光報(bào)警,欄門(mén)開(kāi)門(mén)到位后,欄門(mén)將自動(dòng)停止,道口值班員將三位旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換至空位狀態(tài),蜂鳴器停止報(bào)警。蜂鳴器的報(bào)警作用主要是提示道口值班員用此按鈕在進(jìn)行非正常操作,注意確認(rèn)公路車(chē)輛及道口接車(chē)工作的狀態(tài),防止誤操作。
2.2.4在道口自動(dòng)信號(hào)或封連電路故障沒(méi)有修復(fù)前,欄門(mén)只能前進(jìn)不能后退,每次欄門(mén)后退時(shí)都要按上述辦法操作,直到故障修復(fù)處理好,欄門(mén)后退電路才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
圖一
圖二
3 實(shí)施安全措施
3.1 改造前認(rèn)真研究制定方案細(xì)則,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況合理選擇元器件安裝位置,合理規(guī)劃電線路布線,控制箱配線完成后必須進(jìn)行無(wú)載試驗(yàn),確認(rèn)完成正確后方可拿到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。(見(jiàn)圖二)
3.2 施工時(shí)要開(kāi)好安全會(huì),做好責(zé)任分工,材料工具組織到位后方可申請(qǐng)改造。
3.3 做好要點(diǎn)登記工作,實(shí)施期間道口欄門(mén)停止使用,道口值班員采用人工防護(hù)方式。
3.4 改造實(shí)施期間關(guān)閉欄門(mén)總電源開(kāi)關(guān),防止人員誤動(dòng)送電,確保施工期間的安全。
3.5 嚴(yán)格按照流程作業(yè),執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),嚴(yán)格禁止改動(dòng)設(shè)計(jì)電路以外的信號(hào)電路設(shè)備。每項(xiàng)作業(yè)完畢后都要有專人反復(fù)核實(shí)確認(rèn)良好方可進(jìn)行下一步作業(yè),防止漏項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)。
3.6 改造結(jié)束后先做欄門(mén)試驗(yàn),再做接近信號(hào)報(bào)警試驗(yàn),最后做綜合連鎖控制試驗(yàn)。人為條件試驗(yàn)完畢后,必須采用機(jī)車(chē)通過(guò)試驗(yàn),機(jī)車(chē)通過(guò)試驗(yàn)時(shí)道口值班人員做好欄門(mén)故障應(yīng)急處理準(zhǔn)備工作;
3.7 試驗(yàn)期間必須采用最惡劣條件(人為誤動(dòng)、電源停電給電、欄門(mén)障礙性條件、信號(hào)停用條件看欄門(mén)、欄門(mén)故障條件看信號(hào)等),防止條件環(huán)境巧合因素造成影響;
3.8改造完成必須進(jìn)行工電聯(lián)合試驗(yàn),確認(rèn)完全符合設(shè)計(jì)要求時(shí),向申請(qǐng)運(yùn)輸科驗(yàn)收,驗(yàn)收合格后方可交付使用,嚴(yán)禁無(wú)驗(yàn)收就投入使用。
4應(yīng)用效果評(píng)價(jià)
對(duì)有人看守道口采用了欄門(mén)控制與道口自動(dòng)信號(hào)控制聯(lián)鎖防倒退技術(shù)以后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間試驗(yàn)觀察,發(fā)現(xiàn)鐵路道口設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠,徹底解決了鐵路道口在接車(chē)時(shí)欄門(mén)關(guān)閉后自動(dòng)開(kāi)門(mén)或誤操作開(kāi)門(mén)的技術(shù)難題,更為鐵路道口開(kāi)啟、關(guān)閉欄門(mén)提供了防護(hù)條件,有效消除了鐵路道口的安全系數(shù),消除了行車(chē)事故隱患。
5 結(jié)束語(yǔ)
鐵路道口欄門(mén)防倒退電路的設(shè)計(jì)與實(shí)施,有效解決了道口在接車(chē)時(shí)欄門(mén)關(guān)閉后自動(dòng)開(kāi)門(mén)或誤操作開(kāi)門(mén)技術(shù)難題,避免因欄門(mén)自動(dòng)開(kāi)門(mén)而發(fā)生的道口路外事故,該技改投入,運(yùn)用以來(lái)防護(hù)欄門(mén)沒(méi)有再出現(xiàn)過(guò)開(kāi)門(mén)問(wèn)題,同時(shí)電路沒(méi)有因?yàn)槭┕べ|(zhì)量等因素出現(xiàn)過(guò)故障,設(shè)備使用運(yùn)行非常穩(wěn)定可靠,具有極高的使用和推廣價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
[1] 賈勝峰,寧濱.鐵路道口智能控制的研究[J].中國(guó)鐵路,2005,43(7):51-53.
功率因數(shù)
功率因數(shù)(PF)用于表示電子設(shè)備所吸收AC輸入電壓與電流之間的關(guān)系。當(dāng)輸入電壓和輸入電流完全一致時(shí),設(shè)備的功率因數(shù)就為1。如上面所述的任何非線性特性會(huì)使功率因數(shù)降到1以下。這種情況不是理想的,因?yàn)檫@會(huì)造成能源浪費(fèi),并且在電能中存在噪聲污染,干擾到其他設(shè)備。功率因數(shù)校正(PFC)電路是開(kāi)關(guān)電源中的一個(gè)重要元素,它們的作用是使電源的輸入端表現(xiàn)為供電系統(tǒng)的線性負(fù)載。有效的PFC電路可同時(shí)降低峰值電流和RMS電流,并優(yōu)化AC電源的供電效率。
由于功率因數(shù)對(duì)供電基礎(chǔ)設(shè)施具有影響,政府機(jī)構(gòu)已出臺(tái)并逐步提高對(duì)功率因數(shù)(PF)和諧波失真的要求。IEC/EN61000-3-2的PF標(biāo)準(zhǔn)廣泛適用于包括家用和商用應(yīng)用在內(nèi)的電子設(shè)備。
PFC可通過(guò)多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),例如降壓、升壓、反激、cuk和sepic(單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器)。升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)因設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而廣為使用,連續(xù)的輸入電感電流使其非常適用于PFC電路。通過(guò)采用升壓技術(shù)和多種控制策略,電源制造商近年在功率因數(shù)性能方面取得了重大改進(jìn)。
HiperPFS的發(fā)展
2010年,PowerIntegrations推出了新的升壓式PFCICHiperPFSTM,該產(chǎn)品系列采用了獨(dú)特的控制策略,即恒定安秒導(dǎo)通時(shí)間控制和恒定伏秒關(guān)斷時(shí)間控制。單芯片解決方案在同一個(gè)封裝內(nèi)集成了控制電路和功率MOSFET開(kāi)關(guān),可提供集成的無(wú)損耗電流檢測(cè)和較低的元件數(shù)。2013年,PowerIntegrations推出了第二代HiperPFS-2。HiperPFS-2提供更高的集成度,PFC升壓二極管現(xiàn)在與非線性反饋放大器以及更先進(jìn)的控制電路集成在一起。其結(jié)果是設(shè)計(jì)周期更快、BOM成本更低和PFC性能更高。
安秒與伏秒控制
HiperPFS-2采用創(chuàng)新的控制方法,通過(guò)改變功率開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間可使輸入電流波形與輸入電壓波形的形狀保持相似。這種控制可產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)模式功率開(kāi)關(guān)電流波形:在整個(gè)AC輸入半周期內(nèi)同時(shí)改變頻率和峰值電流值,產(chǎn)生與輸入電壓成正比的輸入電流。更確切的說(shuō),該控制技術(shù)可為關(guān)斷時(shí)間設(shè)置恒定的伏秒數(shù)。對(duì)關(guān)斷時(shí)間進(jìn)行控制可使其滿足:
(VOUT-VIN)×tOFF=K1(1)
由于導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)的伏秒數(shù)必須等于關(guān)斷時(shí)間的伏秒數(shù),以維持PFC扼流圈內(nèi)的磁通量平衡,因此對(duì)導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行控制可使:
變頻連續(xù)導(dǎo)通模式(VF-CCM)
壓升高時(shí),PFC電感的電壓差會(huì)減小,關(guān)斷時(shí)間積分器需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到VOFF閾值。當(dāng)輸入電壓降低時(shí),關(guān)斷時(shí)間積分器在較短時(shí)間內(nèi)即可滿足伏秒平衡。
開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間隨負(fù)載而變。當(dāng)這負(fù)載增大時(shí),PFC開(kāi)關(guān)電流隨之增大以滿足負(fù)載要求。當(dāng)開(kāi)關(guān)電流減小時(shí),導(dǎo)通時(shí)間積分器在較短時(shí)間內(nèi)即可滿足安秒平衡,開(kāi)關(guān)頻率隨之升高。
VF-CCM控制的可變開(kāi)關(guān)特性通過(guò)在轉(zhuǎn)換器的整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)維持較低的平均開(kāi)關(guān)頻率并提升效率水平,可達(dá)到降低開(kāi)關(guān)損耗的目的。
在輕載下,關(guān)斷時(shí)間積分器的控制電壓參考(VOFF)由內(nèi)部誤差信號(hào)(VE)進(jìn)行修改,該電壓與輸出功率直接成正比。修改后的VOFF斜率可進(jìn)一步降低平均頻率,從而降低開(kāi)關(guān)損耗。在輕載條件下實(shí)現(xiàn)高效率,對(duì)傳統(tǒng)的PFC—CCM方法來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)挑戰(zhàn),因?yàn)楣潭ǖ腗OSFET開(kāi)關(guān)頻率會(huì)在每個(gè)周期造成固定的開(kāi)關(guān)損耗,即使在輕載條件下也是如此。固定頻率CCM控制方法如圖2所示。
如果采用固定頻率CCM設(shè)計(jì),次諧波噪聲會(huì)集中在一些固定頻率上,為EMI噪聲濾波帶來(lái)挑戰(zhàn)。在變頻控制中,開(kāi)關(guān)脈沖所傳遞的能量會(huì)分散在半AC線周期內(nèi)的一系列頻率中。通過(guò)這種方法,HiperPFS-2通常能降低轉(zhuǎn)換器的總X和Y電容要求以及升壓扼流圈和EMI噪聲抑制扼流圈的電感,從而降低整體系統(tǒng)尺寸和成本。
采用脈沖串模式以降低空載功耗
與能夠?qū)⒆疃虒?dǎo)通時(shí)間減小至零的最初HiperPFS不同,HiperPFS-2的最短導(dǎo)通時(shí)間為500ns,能夠在空載下啟動(dòng)脈沖串模式工作。因此,當(dāng)設(shè)計(jì)的升壓轉(zhuǎn)換器采用鐵氧體升壓扼流圈時(shí),功率級(jí)空載功耗可降至0.5W以下。
圖3所示為一個(gè)典型的基于HiperPFS-2的PFC應(yīng)用電路。VF-CCM工作方式已不再需要外部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),集成非線性放大器已產(chǎn)生了一個(gè)更為簡(jiǎn)單的使用HiperPFS-2器件的解決方案。
電壓監(jiān)測(cè)引腳(V)電流用于在內(nèi)部檢測(cè)輸入線電壓的峰值。這對(duì)線電壓前饋功能具有驅(qū)動(dòng)作用,以便在整個(gè)輸入線電壓范圍(90~264VAC)內(nèi)維持恒定的電壓反饋環(huán)路增益,從而改善線電壓調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)。
HiperPFS-2提供兩種功率工作模式,可通過(guò)連接到參考引腳(R)的電阻進(jìn)行選擇。這兩種模式對(duì)應(yīng)的是“完全”和“效率”功率限制。效率功率模式允許使用具有較低RDS(ON)值的更大MOSFET管芯尺寸,以滿足給定的輸出功率要求。這樣可使HiperPFS-2提供應(yīng)用所要求的高電流上升,而不會(huì)降低轉(zhuǎn)換效率。
補(bǔ)償引腳(C)用于環(huán)路補(bǔ)償和電壓反饋,它連接至主穩(wěn)壓反饋電阻分壓網(wǎng)絡(luò)。反饋引腳(FB)連接至同一個(gè)反饋電阻分壓網(wǎng)絡(luò),用來(lái)提供快速的過(guò)壓和欠壓保護(hù)。HiperPFS-2器件中新增的內(nèi)部非線性放大器已省去了在反饋電路中所采用的兩個(gè)晶體管和兩個(gè)電阻。
電源正常引腳(PG)是HiperPFS-2的一個(gè)新特色。啟動(dòng)時(shí),一旦反饋引腳電壓升至設(shè)定輸出電壓的95%,PG漏極開(kāi)路連接就會(huì)被拉低。一旦進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作,在發(fā)生電壓故障、電壓跌落或其他故障的情況下,PG信號(hào)會(huì)在某個(gè)電壓閾值下變?yōu)楦咦杩?,該閾值由連接至電源正常閾值(PGT)引腳的電阻決定。
升壓二極管陰極引腳(K)是內(nèi)部Qspeed二極管的陰極連接點(diǎn),而其陽(yáng)極通常與內(nèi)部功率MOSFET的漏極(D)連接。二極管的合并是HiperPFS-2器件的一項(xiàng)主要?jiǎng)?chuàng)新,具有十分顯著的優(yōu)勢(shì)。該二極管特別從專用于HiperPFS-2的標(biāo)準(zhǔn)Qspeed系列二極管研制而成。它的Vf比標(biāo)準(zhǔn)Qspeed二極管低0.5V,從而能夠在浪涌期間降低功耗,并使二極管能夠耐受非重復(fù)性的130A峰值浪涌電流IFSM。
由于二極管集成在封裝內(nèi),包含MOSFET和二極管的關(guān)鍵環(huán)路的長(zhǎng)度可以達(dá)到非常短的程度(見(jiàn)圖4)。
有助于降低EMI的另一個(gè)關(guān)鍵因素是二極管的反向恢復(fù)特性(見(jiàn)圖5)。
超快速二極管通常采用在結(jié)中摻雜鉑的方式制造而成。摻雜鉑可使二極管在其上的電壓進(jìn)行反向時(shí)以極快的速度停止導(dǎo)通。遺憾的是,摻雜鉑的副作用是二極管會(huì)非常突然地關(guān)斷。這樣容易產(chǎn)生振蕩,進(jìn)而產(chǎn)生EMI。相反的是,Qspeed二極管具有軟恢復(fù)特性,所產(chǎn)生的振蕩和EMI極低。
在圖5中,關(guān)斷跡線的負(fù)部分與ID=0線之間的區(qū)域表示二極管在每個(gè)關(guān)斷過(guò)渡期間的能耗。這等于二極管的反向恢復(fù)電荷(Qrr),從圖5可清楚看出,Qspeed二極管的Qrr遠(yuǎn)低于摻雜鉑的超快速二極管。這有助于大幅降低開(kāi)關(guān)損耗并提高效率。
集成二極管的寄生電容和電感降低后,還能降低功率MOSFET上的電壓應(yīng)力。圖6對(duì)在兩個(gè)等效的350W開(kāi)關(guān)電源中所產(chǎn)生的MOSFET電壓進(jìn)行了比較,其中一個(gè)電源使用的是HiperPFS,另一個(gè)使用的是HiperPFS-2。
電源采用HiperPFS-2后,二極管的緊耦合可使VDS降低21V。
除了性能可從集成升壓二極管中獲益外,還可以顯著節(jié)省成本。對(duì)二極管進(jìn)行獨(dú)立封裝的成本和將二極管安裝到散熱片的手工操作都能省去,而且所需的板空間也有所減小。
1.元件的選擇.電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,元件的選擇十分重要,它關(guān)乎著電路是否能設(shè)計(jì)成功.首先應(yīng)該選擇合適的電源,在選擇時(shí)一定要考慮符合電路設(shè)計(jì)的電流值,其次還要對(duì)電表進(jìn)行選擇,盡量選擇更貼近自己需要的量程,保證設(shè)計(jì)的精確性.還要選擇適合電路的元件的型號(hào)等,將這些問(wèn)題都進(jìn)行全面考慮才能保證實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行.2.了解元件的使用方法.電路設(shè)計(jì)中存在許多電路元件,要想電學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌倪M(jìn)行,就必須了解各種電路元件的使用方法和使用規(guī)則.例如電表,電表上顯示兩個(gè)數(shù)值,如果不提前進(jìn)行了解很容易將數(shù)值弄混.造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的錯(cuò)誤.因此電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電路設(shè)計(jì)時(shí)一定要先弄清電路元件的使用方法,才能保障實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行.3.熟悉電路構(gòu)成,加強(qiáng)對(duì)特殊電路的記憶與理解電學(xué)實(shí)驗(yàn)中有許多特殊的電路,如果內(nèi)心沒(méi)有一個(gè)完整的電路構(gòu)成圖,在遇到這些特殊電路時(shí),就沒(méi)有辦法將實(shí)驗(yàn)順利開(kāi)展下去.因此在實(shí)驗(yàn)前一定要加強(qiáng)對(duì)電路構(gòu)成的設(shè)計(jì).
二、電路設(shè)計(jì)的原則
1、整體性原則.在電路設(shè)計(jì)時(shí)不能將每一部分分開(kāi)設(shè)計(jì),電路的各個(gè)部分的關(guān)聯(lián)性都很強(qiáng),必須以整體性的原則進(jìn)行設(shè)計(jì),電流、電壓的選擇等都是根據(jù)電路的整體方案進(jìn)行選擇的.2、優(yōu)化原則.電路設(shè)計(jì)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的電學(xué)實(shí)驗(yàn),它有龐大的系統(tǒng)性,在這個(gè)系統(tǒng)里又有許多小系統(tǒng),這樣才能形成一個(gè)完整的電路,電路設(shè)計(jì)時(shí)或多或少都會(huì)有一定的問(wèn)題存在,出現(xiàn)這些問(wèn)題不能視而不見(jiàn),要將問(wèn)題進(jìn)行整合,拿出一套合理的改進(jìn)方案,將電路設(shè)計(jì)達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果.3、功能性原則.電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)不是讓學(xué)生完成一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),目的是為了讓學(xué)生通過(guò)電路設(shè)計(jì)來(lái)掌握一定的學(xué)習(xí)技能,這才是進(jìn)行電路設(shè)計(jì)最終要完成的目標(biāo),所以在電路設(shè)計(jì)上一定要考慮它的功能性.
三、電路設(shè)計(jì)的方法
1.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模械膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都有一個(gè)設(shè)計(jì)目的,為了達(dá)到這個(gè)目的才來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,電路設(shè)計(jì)前也應(yīng)該如此,首先要設(shè)定一個(gè)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo),然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后來(lái)看看自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否達(dá)到了設(shè)計(jì)目的,才能從中分析思路找到設(shè)計(jì)的缺陷,從而進(jìn)行改進(jìn).2.選擇實(shí)驗(yàn)器材.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)除了理論的知識(shí)還需要實(shí)驗(yàn)器材的支撐,我們明確了實(shí)驗(yàn)的目的后就要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的選擇,選擇時(shí)一定要配合自己的設(shè)計(jì)目標(biāo),盡可能的保證實(shí)驗(yàn)器材對(duì)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的誤差影響,選擇最適宜的器材將誤差降到最低.選擇器材時(shí)還要考慮器材的操作性是否適用于自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,避免在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)造成實(shí)驗(yàn)失?。谄鞑倪x擇上最應(yīng)該注意的就是器材的安全性,由于電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性往往會(huì)由于器材的選擇不當(dāng)造成電路燒毀,因此在器材的選擇上這些問(wèn)題都應(yīng)該被注意.3.選擇設(shè)計(jì)方案.電路設(shè)計(jì)是一種靈活的設(shè)計(jì),不同的方案可以有不同的設(shè)計(jì)效果,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材確定后根據(jù)這些內(nèi)容來(lái)進(jìn)行分析選擇一些適宜的電路設(shè)計(jì)方案,將它們整理出來(lái),繪制成設(shè)計(jì)圖,結(jié)合學(xué)過(guò)的理論知識(shí)加以比較選擇最適宜的設(shè)計(jì)方案.包括電流表應(yīng)設(shè)計(jì)內(nèi)接還是外接,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采取分壓式接法還是限流式接法,電路結(jié)構(gòu)原理選擇伏安法還是半偏法等等.保證電路的設(shè)計(jì)方案能順利的運(yùn)用在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中.4.簡(jiǎn)化電路方程.電路設(shè)計(jì)中有許多的電路方程,它們是非常復(fù)雜的,但是在電路設(shè)計(jì)時(shí)還必須要用到,如果不將其進(jìn)行簡(jiǎn)化在設(shè)計(jì)的過(guò)程中就會(huì)遇到許多麻煩,不僅會(huì)對(duì)電路的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響,還有可能造成電路系統(tǒng)紊亂,所以在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)前要在合理的范圍內(nèi)將復(fù)雜的電路方程簡(jiǎn)化,保證電學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行.5.電路設(shè)計(jì)案例分析.在描繪標(biāo)有“2.5V0.3A”字樣小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中,使用3V干電池和滑動(dòng)變阻器進(jìn)行供電.該實(shí)驗(yàn)本就要求小燈泡兩端的電壓從零起調(diào),所以也只能是選用分壓接法進(jìn)行供電.只是在滑動(dòng)變阻器的阻值選擇上,考慮到燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為12.5Ω,因此最好是選用實(shí)驗(yàn)室配備的5Ω或10Ω的滑動(dòng)變阻器.電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題其設(shè)計(jì)思路、方法一般都來(lái)源于教材,要求用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)、原理、實(shí)驗(yàn)思路、方法設(shè)計(jì)出合理的方案.因此在教學(xué)中或者復(fù)習(xí)過(guò)程中要特別注意對(duì)所學(xué)過(guò)電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的多種方法、遠(yuǎn)離的優(yōu)劣、電路聯(lián)接式的選擇方法以及有關(guān)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行歸納總結(jié).從中體會(huì)多種方法的優(yōu)劣,養(yǎng)成發(fā)散性思維的好習(xí)慣,才能比較順利完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題.高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)起來(lái)雖然復(fù)雜,但是如果方法得當(dāng),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前考慮的全面,在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單些.高中生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)及動(dòng)手能力的考察,教師在學(xué)生的操作過(guò)程中也要加以指導(dǎo)幫助學(xué)生實(shí)驗(yàn)的誤差變小,安全性提高,學(xué)生才能更好的將電學(xué)知識(shí)運(yùn)用到考試中和實(shí)際生活中.
作者:湯從 單位:安徽省滁州市明光明光中學(xué)
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【關(guān)鍵詞】三人多數(shù)表決器 電路設(shè)計(jì) Multisim10仿真
在組合邏輯電路設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中,將學(xué)習(xí)過(guò)程中接觸到的電路設(shè)計(jì)題目通過(guò)整理分析,不難發(fā)現(xiàn)有這樣的兩個(gè)特點(diǎn),其一,對(duì)于同一題目電路的設(shè)計(jì),可采用基本邏輯門(mén)、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器等不同的設(shè)計(jì)方案。學(xué)習(xí)者通過(guò)多種設(shè)計(jì)方案的整理和分析,可加強(qiáng)對(duì)電路的理解,掌握更多的設(shè)計(jì)思路,這些設(shè)計(jì)思路將所學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來(lái),通過(guò)以點(diǎn)到面的學(xué)習(xí)方式達(dá)到系統(tǒng)掌握知識(shí)的目的。其二,對(duì)于不同題目的電路設(shè)計(jì),可采用相同設(shè)計(jì)方案。如果不同題目根據(jù)其電路功能寫(xiě)出來(lái)的真值表相同,就意味著可以采用相同的電路來(lái)完成其功能,通過(guò)把這種類型的設(shè)計(jì)題目搜集和歸類,可以節(jié)省大量的電路設(shè)計(jì)時(shí)間,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高和知識(shí)的綜合應(yīng)用都會(huì)起到很大作用。
本文以三人多數(shù)表決器電路設(shè)計(jì)為例,從兩方面探討和總結(jié)了電路設(shè)計(jì)題目的特點(diǎn),希望學(xué)習(xí)者能夠借鑒這種學(xué)習(xí)方法,達(dá)到綜合掌握知識(shí)的目的。
1 三人多數(shù)表決器電路設(shè)計(jì)舉例
假設(shè)題目要求設(shè)計(jì)一個(gè)三人表決器電路[1],當(dāng)表決某個(gè)提案時(shí),多數(shù)人同意,則提案通過(guò),少數(shù)人同意時(shí),提案被否決。
由組合邏輯電路設(shè)計(jì)步驟[2],首先定義變量,設(shè)三個(gè)人分別用A、B、C表示,同意提案時(shí)用1表示,否則用0表示,提案表決結(jié)果用Y表示,Y為1表示提案表決通過(guò),Y為0則不通過(guò)。其次,寫(xiě)真值表,根據(jù)上述定義,把題目設(shè)計(jì)要求的文字信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息的真值表,具體見(jiàn)表1所示。最后, 由表1所示真值表得到邏輯函數(shù)表達(dá)式為:
表1 三人表決器真值表
輸入 輸出
A B C Y
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
2 “一題多解法”在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
所謂“一題多解法”是指在設(shè)計(jì)同一個(gè)電路時(shí),采用不同的設(shè)計(jì)方法。由于數(shù)字電路是用0、1代碼表示特定含義的電路設(shè)計(jì),任何題目在設(shè)計(jì)是都要把文字信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息,即用真值表的數(shù)字信息來(lái)體現(xiàn)電路的功能。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)在電路設(shè)計(jì)時(shí),我們除采用傳統(tǒng)的用與或非實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)外,還可以采用各種中規(guī)模集成塊來(lái)實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì),只要設(shè)計(jì)出來(lái)的電路經(jīng)過(guò)測(cè)試,得到的真值表和題目要求的真值表相同,那么就可以實(shí)現(xiàn)題目的要求。這種采用不同思路設(shè)計(jì)電路的做法,對(duì)學(xué)生思維擴(kuò)展和知識(shí)綜合應(yīng)用方面起到了積極的作用。下面以三人多數(shù)表決器電路設(shè)計(jì)為例,介紹不同設(shè)計(jì)思路在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[3]。
2.1采用基本邏輯門(mén)設(shè)計(jì)
在采用組合邏輯電路現(xiàn)實(shí)時(shí),根據(jù)表達(dá)式(2)的特點(diǎn),采用1個(gè)異或門(mén)、一個(gè)或門(mén)和兩個(gè)與門(mén)就可完成電路搭建和測(cè)試,具體設(shè)計(jì)電路如圖1所示,筆者用Multisim10仿真軟件進(jìn)行測(cè)試[4],其結(jié)果完全和表1相同,達(dá)到了三人多數(shù)表決器的設(shè)計(jì)要求。
圖1 基本邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)三人表決器功能仿真界面
2.2采用譯碼器設(shè)計(jì)
譯碼器74LS138是根據(jù)三個(gè)地址輸入端的輸入情況,在同一時(shí)刻輸出其中一個(gè)Yi,譯碼器是組合邏輯電路設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)中規(guī)模集成電路,根據(jù)74LS138的工作原理,我們將表達(dá)式(1)化為:
由表達(dá)式(3)和譯碼器工作原理可設(shè)計(jì)出圖2所示電路,經(jīng)測(cè)試結(jié)果與表1數(shù)據(jù)一致,由此可見(jiàn)采用譯碼器也能實(shí)現(xiàn)三人表決器的功能。
圖2 譯碼器實(shí)現(xiàn)三人表決器功能仿真界面
2.3 采用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)選擇器是根據(jù)地址碼的特點(diǎn),從多路輸入數(shù)據(jù)中選擇其中一路輸出的中規(guī)模集成器件。當(dāng)邏輯函數(shù)的變量個(gè)數(shù)和數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量個(gè)數(shù)相同時(shí),將變量和地址碼對(duì)應(yīng)連接,就可以用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的功能。
根據(jù)上述工作原理,將八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151的D3、D5、D6、D7接高電平,D0、D1、D2、D4接低電平,控制端G接低電平,按圖3所示連接,即可實(shí)現(xiàn)三人多數(shù)表決器功能。經(jīng)筆者用Multisim10仿真軟件進(jìn)行測(cè)試,其結(jié)果和表1相同,因此,采用數(shù)據(jù)選擇器同樣可以三人表決器的功能。
圖3 數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)三人表決器功能仿真界面
2.4采用全加器設(shè)計(jì)
由于一位二進(jìn)制全加器的進(jìn)位輸出端Ci=∑m(3,5,6,7),與三人表決器的真值表中Y的輸出完全一樣,所以只需將A、B、C對(duì)應(yīng)接到全加器集成塊CT74HC183的Ai、Bi、Ci-1端,輸出Y接到Ci端,即可用全加器實(shí)現(xiàn)三人表決器的功能,采用全加器實(shí)現(xiàn)三人表決器功能非常簡(jiǎn)單,此處不再論述。
3 “多題一解法”在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
“多題一解法”是指不同功能的電路設(shè)計(jì)題目,可采用同一個(gè)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,只要設(shè)計(jì)題目真值表相同,其設(shè)計(jì)出的電路也就相同。學(xué)習(xí)者如果善于總結(jié)這種規(guī)律,當(dāng)再次遇到真值表相同的設(shè)計(jì)題目時(shí)就可以直接使用原來(lái)的電路,這樣可以節(jié)省大量的電路設(shè)計(jì)時(shí)間,從而提高學(xué)習(xí)效率。
通過(guò)筆者的搜集和歸類,發(fā)現(xiàn)許多不同功能的電路設(shè)計(jì)題目,都可使用相同電路來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。例如,題目要求設(shè)計(jì)一個(gè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng),設(shè)有煙感、溫感和紫外光感三種不同類型的火災(zāi)探測(cè)器,為了防止誤報(bào)警,只有當(dāng)兩種或三種探測(cè)去發(fā)出探測(cè)信號(hào)時(shí),報(bào)警系統(tǒng)才會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
假設(shè)煙感、溫感和紫外光感三種火災(zāi)探測(cè)器分別用個(gè)A、B、C表示,發(fā)出探測(cè)信號(hào)時(shí)用1表示,否則用0表示,報(bào)警信號(hào)用Y表示,其中Y為1表示有報(bào)警,Y為0表示沒(méi)有火災(zāi)報(bào)警。
在此定義下的得到該報(bào)警系統(tǒng)的真值表和表1完全一樣,這也意味著火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)和三人多數(shù)表決器一樣,可使用相同的電路來(lái)完成其功能,當(dāng)然也可采用上述所講的四種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)的功能。由此看來(lái)把不同類型、不同功能的電路設(shè)計(jì)題目進(jìn)行歸納和總結(jié),對(duì)比各電路真值表的特征,就可以將具有相同真值表的設(shè)計(jì)題目歸為一類。這樣的學(xué)習(xí)方法既提高了學(xué)習(xí)效率,又增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣,最終達(dá)到了深入理解知識(shí),靈活應(yīng)用知識(shí)的目的。
4 結(jié)論
通過(guò)“一題多解”和“多題一解”學(xué)習(xí)方法的總結(jié)和歸類,一方面可以讓學(xué)生以點(diǎn)學(xué)面,把所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)的聯(lián)系起來(lái),通過(guò)各知識(shí)點(diǎn)的相互滲透,達(dá)到全面理解知識(shí)的目的。另一方面,可以為學(xué)習(xí)者節(jié)約大量的電路設(shè)計(jì)時(shí)間,對(duì)學(xué)生電路設(shè)計(jì)思想和興趣的培養(yǎng)方面都會(huì)起到積極的作用。
【參考文獻(xiàn)】
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級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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