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摘要:变频器在工业领域的使用越来越广泛,本文从实践的角度,论述了不同领域和设备在变频器使用上的共性问题,着重论述了变频器在实际应用过程中选择、安装、维护的常见问题和解决方法。
关键词:变频器选择安装维护
0引言
据统计,工业用电中60%~70%的电量被电动机所消耗,而这些电中,又有约90%被三相交流异步电动机所消耗,可见电动机用量之大。变频器的出现,使得交流电动机调速困难、交变速设备结构复杂且效率和可靠性不尽人意的缺点得以改善。在我国,变频器已在各行各业得到推广应用,基于变频器的交流电机变频调速系统具有调速方便、体积小、噪声小、能耗低、保护功能完善、组态灵活、可靠性强、智能化、数字化、网络化、易维护等特点,每年以20%的递增量在发展。因此,合理的使用和维护变频器对自动化工程人员来说至关重要。
1变频器的选择
1.1品牌的选择目前,国内市场上的变频器品牌多达上百种,应根据项目的预算,项目要求和个人熟悉程度等多种因素综合考虑品牌和型号。就市场占有量来说,日本的东芝、三菱、富士、松下等大公司是世界上重要的变频器生产厂家,在我国有较大的市场份额;ABB、西门子、施耐德等欧美品牌也相继进入中国;LG、三星、现代重工等韩国的后起之秀也在争夺中国市场;当然,国内的台达、台安、时代、康沃等公司也占有一席之地。总体而言,欧美国家的产品以性能先进、环境适应能力强而著称;日本产品以外型小巧、功能丰富而闻名;我国港澳台的产品以功能简单实用而流行;大陆产品则以价格低廉、功能专用、简单而广泛应用。
1.2类型的选择工业中使用的变频器可以分为通用变频器和专用变频器两大类,主要技术指标有:控制方式、启动转矩、转矩和转速控制精度、控制信号种类、速度控制方式、通信借口等等。变频器的操作方式灵活,接口易和上位机通信,从实际应用角度看,中小型容量的变频器以U/f控制方式为主,属于通用型变频器,还有一类具有矢量控制功能的变频器,性能好、价格高,但价格也比U/f控制的要贵的多;而直接转矩控制方式的变频器动态性能好,转矩控制精度高,代表了当代变频器技术的最高水平。
1.3其它应考虑的问题
1.3.1选择合适的容量:应以电动机的额定电流和负载特性为依据,总的负载电流不超过变频器的额定电流,频繁工作或重载时可增大容量。
1.3.2考虑负载的类型:根据实际负载,存在恒功率负载、恒转矩负载、降转矩负载三种类型。风机类、泵类负载属于降转矩负载特性,一般宜采用具有U/f恒压频比控制的变频器;提升机、吊车、注塑机、运输机、传送带、搅拌机等摩擦类负载和位能负载基本属于恒转矩负载,采用具有转矩控制功能的高功能型变频器是比较理想的;金属切削机床的主轴和轧机、造纸机、薄膜生产线中的卷取机、开卷机等都属于恒功率负载,可采用变极电动机与变频器相结合或者机械变速与变频器结合的方法实现。
1.3.3专用变频器:注塑机、抽油机、纺织机械、电梯、风机、水泵、空调、矿山机械等领域,可选择在本行业有应用特长的专用变频器,往往有意想不到的效果。
2变频器的安装
2.1墙挂式安装:变频器与周围物体之间的距离应满足两个条件:两侧≥100mm上下≥150mm。
2.2柜式安装:单台变频器安装应尽量采用柜外冷却方式(环境比较洁净,尘埃少时);单台变频器采用柜内冷却方式时,应在柜顶安装抽风式冷却风扇,并尽量装在变频器的正上方;多台变频器安装应尽量并列安装,如必须采用纵向方式安装,应在两台变频器间加装隔板,不论哪种方式,变频器应垂直安装。
2.3工作环境的要求:为了保证安全可靠,使用时应留有余地。一般,变频器的工作温度应控制在0~40℃;运行中的环境温度允许值多为-10~50℃;周围环境的湿度推荐为40%~90%;安装场所的海拔高度为1000m以下,海拔越高,冷却效果越差,由1500m开始,每超过100m,容许温升就下降1%。此外,还应注意周围用电设备的电磁干扰和因雷击等自然因素引起的环境问题。
3变频器的维护
变频器由许多集成芯片,电子元器件等组成,装置较为复杂,寿命一般小于10年,使用过程中不可避免的会出现各种故障,正确的维护,简单的检修可保证生产生活的正常进行。
3.1变频器外部引起的故障
3.1.1变频器的工作环境。温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素,可安装散热装置并避免日光直射以避免温度过高;振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因,可安装在振动冲击较小的部位或者采用橡胶等避振措施;潮湿、腐蚀性气体及尘埃等会造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路,可对控制柜进行防腐防尘处理,并采用封闭式结构。
3.1.2外部的电磁感应干扰。外部的电磁感应干扰可能会引起控制回路误动作,造成工作不正常或停机,严重时甚至损坏变频器。可采用以下方法抑制噪声干扰:①采用屏蔽线回路②接地端子单独使用;③缩短控制回路的配线距离④周围的继电器、接触器线圈上加装RC吸收器;⑤输入端安装噪声滤波器。
3.1.3电源异常。为保证设备的正常运行,对变频器供电电源也有相应的要求。如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备,应和变频器供电系统分离,减小相互影响。对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合,除选择合适价格的变频器外,还应预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式,当电压回复后,通过速度追踪和测速电机的检测来防止在加速中的过电流。对于要求不能停止运行的设备,要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。
3.1.4雷击、感应雷电。雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。此外,当电源系统一次侧带有真空断路器时,断路器开闭也能产生较高的冲击电压。变压器一次侧真空断路器断开时,通过耦合在二次侧形成很高的电压冲击尖峰。为防止因冲击电压造成过电压损坏,通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件,保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许的最大电压。当使用真空断路器时,应尽量采用冲击形成追加RC浪涌吸收器。如变压器一次侧有真空断路器,因在控制顺序上应在真空断路器动作前先将变频器断开。
3.2变频器内部引起的故障
3.2.1参数设置引起的故障。应多注意电动机参数、变频器控制方式和启动方式的设定等,若发生参数设置故障,可根据故障代码或产品说明书进行参数修改,必要时可恢复出厂值,重新设置。
3.2.2过电流和过载。如果变频器一上电就报过流故障,可能是整流桥或逆变管损坏,需予以更换;若去掉电动机不再报警,可能是变频器和电机间存在断路;若运行中,出现机械卡死、重载、加速时间设置过短或负载突变也有可能引起过流,应从上述可能性逐一排查。
3.2.3过电压和欠电压。过电压主要体现为电机拖动大惯性负载或多电机拖动同一负载时由于负荷分配不均引起;欠电压主要由电源电压过低或缺相、一个直流母线上的电压过低或欠压检测元件出现问题引起,可检查供电电压是否正常,更换故障元件或维修相应检测电路
3.2.4过热故障。应注意变频器的环境温度,尽量通风,检查变频器风扇等。
4结束语
不同厂家对变频器的操作方法设定略有差异,但就其工作模式主要有面板操作模式和外部操作模式,由于篇幅有限,这里不再详述。要合理使用变频器,应多参考变频器厂家提供的使用手册,在实际应用中多积累经验。
参考文献:
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[2]王廷才.主编.《变频器原理及应用》.机械工业出版社.
[3]何超.主编.《交流变频调速技术》.北京航空航天大学出版社.
[4]孟晓芳,李策,王钰.等编.《西门子系列变频器及其工程应用》.机械工业出版社
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摘要:本文详细介绍了POWERSMART高压变频器的系统组成,控制原理,及其技术特点与优势。控制系统采用双DSP控制,可靠性高,是单元串联多重化电压源型完美无谐波高-高式高压变频器,并介绍了高压变频器的出厂测试情况。
关键词:变频器多重化飞车启动完美无谐波
0引言
哈尔滨九洲电气股份有限公司成立于2000年,是以“高压、大功率”电力电子技术为核心技术,以“高效节能、新型能源”为产品发展方向,从事电力电子成套设备的研发、制造、销售和服务的高科技上市公司。
本文主要对PowerSmart系列高压变频器功能、出厂测试进行介绍。
1PowerSmartTM高压变频调速控制装置系统组成
PowerSmartTM系列高压变频调速系统主要由切分移相干式变压器柜、功率单元柜、控制单元柜、远控操作箱、旁路开关柜等部分组成。切分移相干式变压器为变频器的输入设备,一般由铁心、输入绕组、屏蔽层、输出绕组及冷却风机、过热保护等部分构成。控制单元柜主要由主控制器、温控器、风机保护器、人机界面(数码管和彩色触摸屏可选)、PLC、嵌入式微机、开关电源、EMI模块、隔离变压器、空气开关、接触器、继电器、模拟量模块、开关量模块等组成。
2工作原理
PowerSmartTM系列高压变频器是采用单元串联多重化技术属于电压源型高-高式高压变频器。所谓多重化,就是每相由几个低压功率单元串联组成,各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器来独立供电。采用多重化叠加的方式,使变频器输出电压的谐波含量很小,不会引起电动机的附加谐波发热。其输出电压的dV/dt也很小,不会给电机增加明显的应力,因此可以向普通标准型交流电动机供电,而且无需降容使用。由于输出电压的谐波和dV/dt都很小,不需要附加输出滤波器,输出电缆也长度无要求。由于谐波很小,附加的转矩脉动也很小,避免了由此引起的机械共振。变频器工作时的功率因数达0.96以上,完全满足了供电系统的要求。因此不需要附加电源滤波器或功率因数补偿装置,也不会与现有的补偿电容装置发生谐振,变频器工作时不会对同一电网上运行的电气设备发生干扰,因而被人们誉为“完美无谐波的高压变频器”。
3 技术特点
采用双DSP控制,可靠性高,杜绝了变频器死机问题;采用36脉冲整流(以6KV变频器为例)及空间矢量多重化PWM技术,每相由6个功率单元串联而成,并直接驱动电动机,无需输出升压变压器。输出电平数高,dv/dt很小,输出波形接近正弦波。采用专利技术的实时光纤传送技术,对功率单元进行控制。变频器输出转矩脉冲窄,控制精度高,避免了机械共振。完善的自我诊断和故障预警机制,上电自检,运行中实时监测,检测速度高。通过双DSP系统,实现纳秒级运算并进行综合判断,分析准确,减少变频器误报警。具有PWM控制波形与逆变输出波形实时验证功能,提高了输出波形的准确性,增强了系统无故障的运行能力。具有反转启动和飞车启动功能,无论电机处于正转还是反转状态,变频器均可实现大力矩直接启动。具备来电自启动功能,避免电网短时失电对生产造成影响。变频器发生短路、接地、过流、过载、过压、欠压、过热等情况时,系统均能故障定位并且及时告警或保护,对电网波动的适应能力强。支持中心点偏移式的旁路技术。当某一个功率单元失效时,能够立即对该单元实施旁路处理,而整个变频器的输出仍能维持94%以上的电压,这保证了系统的不间断运行。
4 出厂测试
Powersmart系列高压变频器检验项目(全功率出厂测试)包括:①一般检验:包括外观、部件、元器件。②电气间隙与爬电距离检验。③安全与接地检验。④外壳防护检验。⑤保护功能检验。⑥显示功能检验。⑦效率检验。⑧功率因数检验。⑨输出电压检验。⑩频率分辨率检验。 过载试验。 连续运行试验。 启动特性控制实验。 温升试验。 谐波实验。 控制回路上电源切换实验。 不间断后备电源实验。 高压掉电短时跟踪再启动实验。 飞车启动试验。
九洲电气生产的每一台PowerSmart系列高压变频器,在出厂时都经过严格测试。九洲电气组建了高压大功率变频器实验室。具体包括:电气性能试验室,负责对产品的工频耐压、电气绝缘、三防、效率、功率因数、产品的动态特性等性能进行综合测试。电磁兼容实验室,负责对产品进行快速脉冲群、静电、浪涌、电压跌落等项目试验。单元模块老化实验室,负责对每一个功率单元、控制单元板进行高温带载72小时老化实验。中高压变流试验站,是与罗克韦尔共同建造的,负责对中高压等级的变频器、软启动器、兆瓦级风力发电变流器、SVC产品进行智能化带负载性能测试。其所能测试等级为690V到10KV,最大测试功率可达到5000KW。它为高压变频器的技术发展提供了一个全方位的试验平台。
参考文献:
[1]仲明振,赵相宾.高压变频器应用手册.机械工业出版社.2009.9.1版第254-325.
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典型的屏柜设计中端子排编号应按照单元分段集中的原则进行,按自上而下的原则对交流电流(电压)回路、操作正电源、信号输出回路以及高频通道进行排序。屏柜中装置间的联系都应通过端子排的转接来实现,避免各装置间的相互干扰,并使端子排设计更加紧凑和简洁。
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a.将掺配好的冷补沥青混合液、蒸发后的冷补沥青混合液分别浇注在盛样皿中(各制备4个样品),在室温中冷却1.5-2h,分别方在5℃、15℃、25℃、30℃的水浴中养生。b.取出达到恒温的盛样皿,放在平底玻璃皿中,平底玻璃皿中水温分别设置至5℃、15℃、25℃、30℃,分别测定样品在5℃、15℃、25℃、30℃温度下的针入度(按JTJ052-2000中T0602-1993及T0604-2000方法操作)。
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改革开放以来,我国不断规范教育执法行为,教育事业和教育活动逐步实现规范化、制度化,但同时也暴露出不少严重的问题,因此,加强地方立法,有利于教育执法的改进。下面是读文网小编为大家精心准备的:国家教育改革试验区建设中地方立法的功能相关论文。仅供大家阅读参考!
国家教育改革试验区建设中地方立法的功能全文如下:
摘 要:制度创新、立法建制是国家设立教育改革试验区的主要目标和任务,加强和改进地方立法,可以提高教育法的地位,促进教育法体系的完善,有助于教育执法的改进和法律目标的实现,有利于教育法律救济制度的落实和教育权利的保护,也有利于通过法制监督和普法提高全民的法律意识。教育改革试验区建设应重视发挥地方立法的作用,为全国性的教育改革和立法探索道路。
关键词:国家教育改革试验区; 地方立法; 教育立法。
2003 年以来,教育部先后与十余个省份建立了主题不同、任务有别的国家教育改革试验区,要求“把试验区工作的重点切实放到制度创新上,把精力放在摸索推进教育科学发展的体制、机制上”[1],这表明制度建设———包括机制、体制、法制建设是试验区建设的主要目标和任务。然而长期以来,教育立法研究推崇权威、统一的中央立法,重视创制完备、系统的法律文本,忽视立法层次的多样性、立法主体的参与性、立法内容的针对性以及立法和法制运行的关联性。《国家中长期教育改革和发展规划纲要( 2010 -2020年) 》要求“各地根据当地实际,制定促进本地区教育发展的地方性法规和规章”[2],这就明确了地方立法在教育发展和教育法制建设中的重要地位。
然而,在建设国家教育改革试验区的过程中,主要依靠政策和行政权力推进的现象和观念仍然存在,制度建设、制度创新的地位还不够突出。国家教育改革试验区的建设模式一般是以地方建设为主、中央扶持为辅,非常有利于发挥地方教育立法的主动性、灵活性和中央引导的目的性、方向性,尤其对解决长期存在的教育执法薄弱、教育保障体制缺乏等问题大有裨益。当前教育改革试验区的建设如火如荼,为引起对地方立法的重视,本文试对地方教育立法的功能作一梳理。
“综观世界近现代教育史,实质上就是一部近现代教育法制建设的历史。”[3]我国已经形成了由纵向五个层次和横向六个部门构成的教育法体系,“这是改革开放 30 年教育法制建设最重要的贡献”[4]。不过,这一体系在内外系统中都存在严重的不足,需要加强和改进地方立法,促使其完善。
首先,通过地方立法对教育法体系进行充实,可以凸显教育法不同于其他法律部门的调整对象和调整方法,有助于明确教育法在法律体系中的地位。已有的教育法律法规多重视对教育行政关系的规范,忽视教育民事关系和其他关系,这也是中央立法普遍性原则的体现。地方法律在实施的过程中,面临的问题有其特殊性,如更多的民办教育,更困难的经费筹措,更复杂的文教风气和当地传统等。地方立法肯定要更多地关注教育民事关系和师生间的教育特殊关系,这必然导致调整对象超出行政法调整对象的范围。在调整手段上,教育法目前主要是批评教育和要求承担行政、民事、刑事责任; 而地方立法在法律限度内,可以使用更有教育色彩和综合性质的手段。如各地对违反《义务教育法》的家长采用花样繁多的教育惩戒方式,在不违法的前提下,确实体现出教育法的特点。地方教育立法在调整对象和调整方法方面对中央教育立法的充实,有助于支撑教育法是独立部门法的观点。
其次,地方立法可以改善教育法体系的纵向结构。当前的教育法体系包含多个纵向层次,地方立法虽然只在教育法体系的较低层次发挥作用,但通过认真研究和改进,无疑能促进教育法的纵向体系进一步理顺和均衡,为其顺利实施和实现提供保障。目前我国教育法体系中,由全国人大及其会通过的法律有 7 部,行政法规不到 100 种①,而地方性法规、规章累千上万,其中政府规章、准规章数目最多,“条例类法规数量较多,实施性法规较少”,“重复立法较多,立法资源配置不尽合理”[5]。这既造成法律体系的凌乱,也产生了不少法律效力可疑的规范性文件。通过明确地方立法的职权范围,规范地方立法的程序和效力,有利于形成和教育法律、行政法规协调互补的地方教育立法体系,有利于教育法律、法规的贯彻落实和立法意图的实现。
再次,地方立法有助于改善教育法体系的横向结构。我国的教育法体系以现行有效的《学位条例》、《义务教育法》、《教师法》、《职业教育法》、《高等教育法》、《民办教育促进法》等单行法为支撑,形成六大块的横向结构。但六大块之间强弱失衡,导致各类教育的发展水平不一。由中央直接规划并负责的高等教育和义务教育发展比较稳定,中央和地方立法都比较完备; 以地方负责为主的职业教育、民办教育则明显薄弱,地方立法以因循抄袭为主,发展的积极性、主动性没有得到立法的推动和保障。此外,六大块不足以涵盖我国教育法体系的全部,教育立法的空白还有很多。学校法、学生法、教育经费法、终身教育法、考试法等都应在教育法体系中占有一席之地,但上述领域有些在短时期内根本无法实现全国统一立法,因此需要加强地方的创制性立法,在有条件的地区首先试行,为教育法体系的建立健全打下基础。
改革开放以来,我国不断规范教育执法行为,教育事业和教育活动逐步实现规范化、制度化,但同时也暴露出不少严重的问题,因此,加强地方立法,有利于教育执法的改进。
教育执法中存在的突出问题首先是“选择性执法”,可能产生利益的执法领域多方竞争、蜂拥而至,反之则百般推诿、无人负责。比如对各级学校尤其中小学的达标、检查、评比等曾经蔚然成风,学校疲于应付,无法维持正常的教学秩序。
而同时,那些为行政机关设定义务的教育法律规范却不能落实,教育经费的足额投入、教师工资的按时发放、学生课业负担的减轻在一些地方成了水月镜花,甚至出现投诉无门、行政机关相互踢皮球的现象。其次,还存在“应付性执法”。表现为敷衍塞责、走过场、打折扣。教育法作为国家法制体系的重要组成部分,其权威性和强制力是不言而喻的,然而长期以来从未听闻国家强制力对教育执法的介入,于是“软法”成了教育法的别名,教育法制的形象严重受损。以维护教师合法权益为例,《教师法》规定拖欠教师工资或者侵犯教师其他合法权益,严重妨碍教育教学工作的,要“对直接责任人员给予行政处分; 情节严重,构成犯罪的,依法追究刑事责任”。但有的地方教师仍很难按时足额领到工资,该享受的医疗、住房等福利也大打折扣。此类违法现象并不鲜见,然而政府领导却没有受到任何形式的处分。
教育执法中出现上述问题,固然有立法环节的原因,比如对行政机关职责划分不明、应承担的法律责任不清等,但更主要的是执法意识和执法体制的原因。随着法治进程的推进,依法行政已基本实现,但也存在值得警惕的被动执法、片面执法、消极执法等现象,表明行政人员的执法意识虽然有了显著提高,但仅仅是从被迫接受的角度去认识“依法行政、依法治校”的。地方立法是严格依照立法目标和程序征集、讨论和形成法律规范的过程,必然同时也是对行政执法人员法律意识培育和养成的过程。给行政人员提供通畅、便捷的意见反馈渠道,使立法专家、普通民众及执法人员有机会充分交流和辩论,必然能为执法提供和谐的公共环境,减少乃至消除执法阻力,促使执法人员主动、全面、积极地依据法理、法意和法律规范执法。地方立法的改进和参与人员的增加不仅有利于教育法律意识的提高,还有助于地方教育行政权力边界的明确划分,改变政出多门、有关行政机关都想染指教育执法的局面; 更有助于明确地方教育决策和教育行政的职责范围,改变教育执法中无所适从的局面,为建立教育政策和教育立法协调互补、教育行政机关与其他行政机关分工合作的体制创造条件。
教育法律救济是指“当教育行政主体或其他国家机关或社会组织在管理过程中侵犯了相对人的权益时,相对人可以通过申诉、行政复议、行政诉讼或调解等方式获得法律上的补偿”[6]。教育法律救济以非平权性质的纠纷②存在为基础,以损害为前提,通过司法途径( 即提起诉讼) 、行政途径( 即行政复议) 、行政申诉和行政赔偿,以及仲裁和调解途径等达到补救受害者合法权益的目的。地方立法在促进教育法律救济的落实方面,发挥了先导的作用,不论是教育司法诉讼的破冰,教育申诉制度的产生,还是教育仲裁调解的开展,都首先得益于地方立法在解决具体矛盾中的智慧创造,然后才有中央立法的制度构建。
就教育诉讼而言,1995 年上海市成立了“长宁区人民法院教育巡回法庭”,为贯彻实施教育法律、法规,探索教育司法实践首开先河。此后湖南省张家界市永定区先后成立了“教育法规执行室”和“教育法律法规审判执行联络室”。各地方的可贵探索促进了教育司法诉讼的发展。没有地方法院在教育司法中取得的点滴突破,很难设想对受教育权和对教师、学生权益的保护能达到今天的程度,对政校关系、校内关系的研究能取得如此多的共识。但是总体而言目前我国的教育司法还相当薄弱,当教师、学生面对学校,学校面对行政机关时,司法诉讼的提起仍是万般无奈的下下之策,独立的行政司法制度在全国的统一建立仍遥遥无期。发挥地方立法的灵活性、针对性强的优势,在条件成熟的地区率先进行教育司法诉讼的类型化和制度化改革,必然有利于依法治校和教育法治的实现。
教师和学生申诉制度是教育法领域的特别救济制度。《教师法》规定,学校或者其他教育机构、人民政府有关行政部门侵犯教师合法权益时可以进行申诉,但对教师申诉的时效、次数等重要问题并没有具体规定。目前仅有少数地方为落实教师申诉制度制定了专门立法,且已有立法文本的规定也差异悬殊,导致“对教师维权非常有利”的这一良法无法真正落实[7]。只有通过加强相关的地方立法,为教师申诉制度的落实铺平道路,才能把文本上的权利变为真正的权利。学生申诉制度的实施情况更不容乐观,1995 年《教育法》就规定了学生申诉权,但直到 2005 年《普通高等学校学生管理规定》才真正对这一制度进行构建,而各省对其他层次和类别学生的申诉制度仍无规定。各校关于大学生申诉的受理机关、职权、时限、处理效力等的规定也缺乏认真的沟通和论证,许多条文得不到学生的赞同和认可。
难怪有论者说“我国的学生申诉制度尚处于发育阶段”[8]。这些空白点正是地方立法的用武之地。由省级立法机关领衔教育行政机构和学生组织,在充分沟通的基础上草拟并通过地方法案,必然能够促进学生申诉制度的真正落实。
教育法律救济中的其他途径如仲裁和调解、行政复议、行政赔偿等,面临和以上二者相似的境况和问题。教育作为以培养人才为己任的事业,作为高素质人才聚集的领域,理应在权利救济上有良好的表现,但现实却是教育法律救济在多数地方成为可望而不可即的权利。从加强和改进地方立法入手,必然有助于教育法律救济的落实。
教育立法、教育执法和教育法律救济是构成教育法制的实体性和结构性的要素,它们只有在一个适宜的教育法制环境中才能真正发挥作用。教育法制监督和教育普法,就是为教育法制这架具备了主要部件和框架的机器提供持续动力和润滑剂的机制。
教育法制监督按监督主体分为国家机关、社会组织和人民群众的监督三大类。国家机关的监督目前最为强势,尤其行政机关的上对下监督及教育审计、教育监察、教育督导已形成相对严密的规则和固定的程序,但由于是行政机关内部的监督,行之长久难免产生上下相维、因循苟且的弊端和嫌疑。信息时代社会舆论的监督作用空前提高,而教育是舆论经常关注的热点话题,由此也成为教育法制监督的便捷、有效方式。信访工作虽有很大加强,但人民群众的监督渠道远不够通畅,这也是地方立法应当有所作为的领域。各地实现群众监督的方式有群众信箱、领导热线、控告、检举、咨询等不一而足,但各种方式的运作程序和反馈机制良莠不齐。教育作为人民群众最为关注的事业和各地方的施政重点,有望在地方立法中率先形成规范和高效的法制监督制度,进而促进教育法律意识的广泛提高。
教育普法对教育法制具有天然的针对性,是普及教育法律知识、培育教育法律意识的有效方式。教育普法工作要求“各地教育行政部门和学校的普法工作机构或法制工作机构要认真做好教师法制教育的组织领导和统筹协调工作,要紧密结合教师职业的特点以及教师工作、生活的实际,制定切实可行的教师普法规划和工作进度,精心组织实施”[9],由是赋予各地制定教育普法计划并组织实施的职权。比如河南省教育厅下设普法办公室,开通了河南教育普法网; 福建省教育厅则出台了闽教研〔2008〕10 号《关于对全省教师进行教育普法考试考核的通知》。地方立法应在规划和组织这一长期任务上大展拳脚,为推动教育法制建设提供不断优化的环境。
教育改革试验区的建设,是推进教育发展、落实科教兴国的重要举措,试验区建设的中心和重点是形成长效并可推广的机制、体制和法制。加强和改进地方立法,有利于完善现有教育法律体系、改进教育行政执法行为、落实教育法律救济制度和优化教育法制环境,理应受到充分的重视。
①2008 年 11 月查国务院行政法规库,教育科技类法规共计 227 种,除去失效及被修订者,经笔者分类关涉教育的 计 89 种。http: / /www. lawon. cn/flfg/search. do?method = find_law_db_by_where&law_db_id = 3073.
②平权性质的纠纷适用一般的法律救济。教育纠纷的双方不是平权关系,但又不是法定的上下行政关系。
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[7]张 丽。 教育法律问题研究[M]。 北京: 法律出版社,2007.
[8]陈 鹏,等。 教育法学的理论与实践[M]。 北京: 中国社会科学出版社,2006.
[9]教普法办[2007]1 号。 关于贯彻全国教育系统“五五”普法规划 切实加强教师法制教育工作的通知[EB/OL]。 http: / / www. fjzzjy. gov. cn / newsInfo. aspx? pkId= 30907,2008 - 05 - 29.
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Danfoss(丹佛斯)是丹麦最大的跨国工业制造公司之一,创立于1933年。而变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈Danfoss变频器在化工企业中的应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
唐山三友化纤有限公司隶属于唐山三友集团,十余年来,公司利用先进的技术优势及设备制造能力,在业内首创了单线产能8万吨/年的世界最大生产线。其中Danfoss变频器在生产线上的成功应用就有力地充分说明了这一点,它的可靠性和可维护性及可使用性等诸多功能为在原液的粘胶泵和纺练的切断机等的控制方面起到了很好的作用。
另外,Danfoss变频器的调速性能、运行效率,操作方便,调速范围等优点也深受企业一线员工的好评。
以上这些,Danfoss变频器不仅仅为企业带来了单线经济产能最大、设备最先进、差别化率最高、产品质量最优、综合能耗最低等行业之最,也为企业创造了成为国内最大的纤维素纤维生产、研发基地之一的社会影响力地位。
所谓的控制电路就是指给异步电动机供电的主电路提供一定信号的回路。本文用图1示意出它具体的工作原理。从图1中我们可以看出,控制电路主要是有频率、电压运算电路,电流检测电路等组成。在虚线框内,无速度检测电路为开环控制。如果增加速度检测电路就要增加速度指令,我们可以对电机的速度进行不要控制,这时候需要注意的是要更精准的闭环控制。
一般来说,Danfoss变频器的控制模式是指变频器在实际工作时候输出的频率和输出电压他们之间的关系。控制模式不同变频器的控制精度和速度也不一样。电动机在运行时电动机的参数是按照固定的频率电压设计的,如果当频率变化时我们就要考虑电磁参数要和设计的数值一致。一般地,变频器经常用到的控制模式是基本U/F控制,直接转矩控制和矢量控制。文章试拿基本U/F控制来加以说明它的工作特性。
所谓的基本U/F控制模式是根据电动机的电磁特性采取的一种模式,也即说在输出频率变化时候它的输出电压也成比例的不断变化,我们设U/F=C(C为常数)。那么它的U/F控制就会用于变频器的开环控制。
它的理论控制依据是在给三相异步电动机的定子绕组加上电源电压以后,绕组中就会产生感应电动势。
在实际运行中如果当我们不断控制调整电压和频率时,它的输出电压就会随着频率的上升不断呈上升态势;如果当电动机的运行频率高于一定值的时候,变频器的输出电压就会不再随频率的上升而变化了,此时,我们将该特定值称为它的基本运行频率,用fb表示。另外当基本运行频率对应的变频器输出的电压我们称之为最大输出电压,此时我们用vmax表示。
当电动机的运行频率超过基本运行频率fb后,此时u/f不再是一个常数,而是出现了变化,随着频率的上升出现了减少的状态,电动机磁通也因此减少。
说到Danfoss变频器在化工企业中的应用,我们可以以水平线的传动应用为案例加以说明。
一般来说,水平线的传动同步系统是由带有同步卡的数台Danfoss变频器和Profibus-DP通讯卡构成的。在这里需要说明的是通讯卡的功能主要是和上位机进行用来通讯的,同时还可以把变频器的运行数据传送到上位机中。而主机变频器的功能是用来模拟主轴的编码器信号,控制生产线生产速度的。除了主机之外的其余变频器应作为从机,它的编码器是安装在从机的主传动轴上,用来保持编码器的转速与输送速度。
另外说明的是,在工作中每一台的变频器是通过采集主机速度信号和各自控制机器的编码器速度和相位它们自动调整变频器输出频率,这样以保持从机和主机的角度同步运行。
在Danfoss变频器的操纵方面,从机的操纵可以分为同步和点动运行。而主机是没有操纵的。
先来看从机操纵中的同步运行。在生产中我们把同步运行控制插头插进控制电路的插座内,按原设备上的启动或者是停止按钮即可控制电机运行或者是停车,启动以后电机就会加速到一定速度,并与主机的速度和相位一致。如果当误差小于一定数值时,变频器送出已经处于同步状态的信号返回原控制系统,这个时候就可以上料生产了。
在点动运行方面,我们可以把点动按钮合插进控制电路的插座内,就可控制机器点动运行,点动时变频器处于开环控制状态。需要注意的是,如果当控制电路的插座为空时,机器处于停止状态,此时无法启动机器。当联锁信号或急停按钮按下,机器也无法启动。
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电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。不少硬币的外层亦为电镀。以下是读文网小编为大家精心准备的:PLC与变频器在电镀生产线控制系统改造中的应用分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
河源某电镀厂为承接大量ABS塑料电镀(挂镀方式)加工,决定新建ABS塑料电镀自动生产线。为充分利用工厂现有资源,尽量减少工厂的投入成本,决定将现有仓库改造为ABS塑料电镀自动生产车间,改造项目中包括仓库现有一台单梁悬挂起重机(0.5t)。根据单梁悬挂起重机的工作特点和ABS塑料电镀生产工艺流程,经笔者反复思考,在保留点动功能的前提下,决定应用三菱PLC和变频器将单梁悬挂起重机改造成为ABS塑料电镀专用行车。
1.1主电路分析
该起重机共由4台异步电动机拖动,吊钩升降由一台电动机M1拖动,为防止电动机突然断电导致重物自行坠落或下放重物时下降过快而造成事故,电动葫芦具有电磁离合器制动装置和再生发电制动控制功能。电动小车移动机构由一台电动机M2拖动,大车移动由两台电动机M3、M4拖动。M3、M4两台电动机规格相同,两台电动机定子绕组接在同一电源上,但三相电源的相序相反,使两台电动机的转向相反,以保证大车的两侧滚轮驱动运动方向一致。
1.2控制电路分析
控制电路的电源由控制变压器TC输出36V 电压供电,吊钩的上下升降由SB1、SB2控制,电动小车运行由SB3、SB4控制,大车运行由SB5、SB6控制,电动小车两侧限位开关为SQ12、SQ13,大车两端限位开关为SQ15、SQ16及换相联锁线路。
根据ABS塑料电镀生产工艺流程,该电镀生产线有除油槽、亲水槽、粗化槽等18个槽位(槽位代号按顺序分别为1号~18号),全线总长约40m,而仓库车间长约25m,因此需将电镀槽按工艺顺序分两边均匀分布,即分2条电镀生产线,但必须首尾相连按工艺进行电镀。
在电镀生产线的左侧上挂点(原位装货点),由工人将待电镀零件装入挂篮,挂到起重机吊钩上,并发出启动信号,起重机吊钩上升并按工艺流程要求在需要停留的槽位停止、下降、停留、上升。如此完成电镀工艺规定的每一道工序,直至第2条电镀生产线的末端下挂点(卸货点)卸下电镀好的零件,根据需要自动返回原位,重新装货发出启动信号进入下一轮电镀加工循环。
为实现ABS塑料电镀生产工艺,并保留地面点动(上、下、左、右、前、后)操作功能,作如下改进:
(1)选用可编程控制器(PLC)实现对起重机的自动运行控制。
(2)为实现快速搬运和准确制动停车,减小起重机停车的冲击和挂篮的摇晃,采用变频器对电动葫芦电机、小车电机、大车电机进行调速控制。
(3)为控制起重机对上、下挂点和18个槽位进行准确定位,在大车导轨上的对应位置加装定位开关SQ0、SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ8、SQ9;在小车导轨上两侧对应位置加装定位开关SQ10、SQ11。考虑起重机主要工作在自动循环状态,其定位开关的工作频率高、可靠性及精度要求也较高,因此以上定位开关均选用LXJ0型接近开关(直流24V),由PLC内部电源24V提供。
(4)为实现地面点动和电镀自动循环的切换、急停、停止、启动等功能,在原有悬挂式按钮盒按钮的基础上加装一块控制板,其中,SB9为点动或自动循环切换按钮(复合自锁按钮),SB10为紧急停车按钮,SB11为起重机启动按钮,SB12为停止按钮。原悬挂式按钮盒按钮均随大、小车移动,加装控制板固定安装在上挂点附近,以方便工人操作。
(5)电动葫芦下方需要加装2个重锤限位器。SQ14控制上升高度,SQ17控制下降高度,下降高度应根据电镀槽液位高度来确定。
(6)为清楚起重机工作状态,增加了电源、越位报警、手动、自动状态指示灯。它们分别是HL1、HL2、HL3、HL4。
(7)由于起重机改造后处于长时间工作状态,在主线路中加装热继电器。
(8)原控制电气线路主电路中有6个接触器,现只保留3个接触器。
(9)考虑变频器和电机之间的连线比较长,可能导致变频器过电流跳闸,漏电流增加,电流显示精度变差等,因此布线时应尽可能让两者间不超过50m,确实超出的,则选用输出电路滤波器(OFL滤波器);同时,因PLC输出端接有感性负载(接触器线圈),将会影响PLC正常工作,为提高PLC控制系统的抗干扰能力,在负载两端并联RC吸收电路(交流负载)。
4.1可编程控制器型号选择
根据电镀工艺和硬件改造方案,确定了输入、输出端口的数量,并考虑经济性,满足使用要求,决定选用FX0N-60MR型号的日本三菱可编程控制器,其有36个输入点和24个输出点,满足了控制电气线路改造的需求。
4.2变频器型号选择
电动葫芦、小车、大车的运行由一个变频器实现控制,由于电动葫芦起重电机功率最大(0.8kW),因此所选变频器只要能满足电动葫芦电机,则大车、小车均能满足。已知起重电机型号为ZD21-4,额定功率0.8kW,额定电流2.2A。
4.2.1选用变频器的功率
变频器的容量PCN由下式确定:PCN ≥kPM/ηcosφ .其中:k为电流波形的修正系数,一般取1.05;PM为负载所要求的电机轴输出功率,PM为0.8;cosφ为电机的功率因数,约为0.75;η为电机的效率,约为0.85。将相关参数代入上式,计算得PCN ≥1.31kW .再由公式ICN ≥kIM(ICN为变频器的额定电流,IM为电机工频电源时的电流,IM为2.2)可知ICN≥2.31A。
4.2.2变频器类型的选择和型号确定
该起重机是恒转矩负载,为了实现恒转矩,适当加大容量。由于该变频器安装在配电箱内,因此选用防护式,不带选用件。综合以上情况,确定选用高性能矢量三菱变频器,型号为:FR-A740-1.5K-CHT。
4.3变频器主要参数设定
Pr.79设为3(外部组合操作模式);Pr.10设为18Hz(制动动作频率);Pr.4设为90Hz(高速);Pr.5设为40Hz(中速);Pr.6设为20Hz(低速)。
4.4软件编写
本程序主要采用步进指令、基本指令、特殊软元件进行编程,将自动循环和地面手动操纵分为两条通道,由SB9(X30)为选择条件,如不作选择,则程序默认为自动循环状态,否则进入地面手动操纵状态。现将起重机进入自动循环工作状态程序进行说明。
(1)自动循环:按下启动按钮SB11(X32),此时不论电动小车和大车处于任何位置(空载状态),大车先将以90Hz(快速)返回至上挂点(原位),而后小车也以90Hz(快速)定位到上挂点(原位),此时接近开关SQ0、SQ10发出信号,大车、小车电机通过变频器被先后制动停移,吊钩开始快速下降,下降至设定高度时,下降定位开关SQ17发出信号,吊钩停止下降等待挂篮上挂。如上挂完成,工人按启动按钮SB11,则吊钩以90Hz(快速)提起挂篮上升运行。上升至设定高度时,上升开关SQ14发出信号,吊钩停止上升并制动,防止挂篮自行坠落。定时器延时3s后,PLC向大车2个电机发出信号,大车以90Hz(快速)向除油槽(1号槽)方向移动,运行6s后以40Hz(中速)运行3s,再以20Hz(低速)运行2s,待除油槽接近开关SQ1发出信号,大车停止右移,准确定位后,吊钩快速下降至SQ17,开始6min的除油,除油完毕后吊钩快速上升至开关SQ14,吊钩在除油槽上方停10s,让镀件表面镀液流回到电镀槽中,定时时间一到,大车又快速向亲水槽(2号槽)方向移动,然后再经2次减速后定位到亲水槽;
以此类推,直到完成活化槽(9号槽)工序后大车不再向右移动,此时第1条生产线9个槽电镀工序完成。接着由小车以90Hz快速向清洗槽(10号槽)横向移动,运行15s后以中速运行3s,再以低速运行2s至SQ11制动定位至清洗槽,完成清洗槽工序后,大车往反方向运行,直至大车运行到第2条生产线的第18个清洗槽时,ABS塑料电镀工序全部完成,大车继续快速返回至下挂点,待SQ0发出信号,大车被制动停移,吊钩快速下降至设定点,等待工人取下挂篮。取下挂篮后,如果是单次循环或电镀任务完成,则按停止SB12,此时吊钩快速上升至SQ14后,小车快速横向移动至SQ10,起重机停靠在上挂点并停止工作,原位待命。如果是多次循环,则按启动SB11,此时吊钩不再上升,小车直接快速横向移动至SQ10回到上挂点(原位)等待第2批零件挂篮上挂。
(2)停止:在自动循环状态时,在电镀过程中,如出现一般性质异常情况可按停止按钮SB12,起重机将停止运行,待问题处理完毕后,按启动按钮SB11将继续运行。
(3)急停:在自动循环状态时,遇紧急情况时,按SB10能禁止所有输出(应用M8034)。
(4)六档点动控制功能:按点动或自动切换按钮SB9时,电动葫芦、大车、小车处于行走范围内任何位置均可以实现点动控制功能,此时手动指示灯亮。
(5)来电或恢复供电指示功能:通电指示由Y04驱动,Y04通过特殊继电器M8000的常开触点联接,在PLC开机后,使Y04线圈被驱动,指示灯亮。
(6)越位报警功能:起重机运行时,当吊钩上升过程因重锤限位器失效,断火限位器SQ20将发挥作用,切断电动葫芦电机电源,或者当大车、小车移动时,只要碰到限位开关SQ12、SQ13、SQ15、SQ16,起重机则停止工作,报警灯亮。
该起重机经多次调试和运行,各项功能均满足生产需求,系统性能稳定可靠,操作灵活方便,抗干扰能力强。特别是在运行中避免了急刹车所造成的振动和吊钩的晃动,实现了高效运行准确停车等功能。应用PLC、变频技术对单梁悬挂起重机改造成ABS塑料电镀自动生产线专用行车,不仅解决了企业实际生产中的困难,为企业提高生产效率和经济效益,还能为同类技术升级改造提供借鉴和参考。
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绝缘电线是指包覆绝缘层的电线。包括电磁线和通用绝缘电线(见电线)。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于航空绝缘电线耐动态切通试验影响因素的讨论相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
近年来,我国航空工业持续快速发展,航空用电线电缆的研发和生产也得到长足的进步。目前航空工业中的两大高端线种为辐照交联乙烯-四氟乙烯聚合物绝缘电线和聚四氟乙烯/聚酰亚胺复合薄膜绝缘电线,特别是后者,除了具有优异的电气、机械、耐化学性能外,更以外径小、质量轻等优点而受到市场的青睐。
SAE AS22759 系列产品标准是目前国际上通用的航空用电线产品标准,在其规定的聚四氟乙烯/聚酰亚胺复合薄膜绝缘电线的鉴定试验中包含一些特殊试验项目,其中一项为耐动态切通试验。该试验能模拟室温及工作温度下电线在机械挤压下的受损情况,以此评估电线的安全性能。
本文将描述航空绝缘电线动态切通试验,并就绝缘电线的导体、绝缘以及试验温度等因素对试验结果的影响进行分析。
1. 1 试验方法
动态切通试验应按照ASTM D 3032 中第22 章的规定进行,但是切刀端部钢针的直径改为( 0. 254 ± 0. 050 ) mm。
( 1) 试验设备。拉力试验机,上夹具固定标准切刀,下夹具安装一个样品支架,该支架包含一个水平的金属台面用以支撑试样。拉力机配备一个高温箱,高温箱的尺寸能够满足试验过程中拉力机的夹具在箱内正常移动,并将箱内温度控制在标准规定的范围内。此外,拉力机还应配备一个12 V( 直流或交流) 的检验电路,该检验电路两端分别连接试样的导体和标准切刀。试验过程中,当切刀将电线的绝缘切破并与电线的导体导通时,检验电路反馈至拉力机,使其自动停止试验并记录试验过程中的最大应力。
( 2) 试验步骤。将一端除去足够长度的绝缘电线放在样品支架上,切刀垂直于电线。导体和切刀与检测电路连接。启动拉力机,以5 mm/min 的速度向下移动切刀对试样进行挤压。当切刀切破绝缘并与导体导通时,停止试验并记录试验过程中的最大应力。每测完一个点,将试样向同一个方向旋转90°并向前移动25 mm,测试下一个点。每个试样需要测试8 个点,8 次试验的算术平均值为电线的耐动态切通试验结果。如果需要进行高温下试验,应在试验前将高温箱升至规定的温度并将试样和试验装置预热一段时间以达到热平衡。
1. 2 技术要求
SAE AS22759 系列产品标准规定了三个典型线规( 26 AWG、20 AWG 和16 AWG) 绝缘电线需要测试动态切通试验。根据导体种类的不同,最高试验温度可为( 260 ± 5) ℃( 最高试验温度为电线的额定工作温度) ,8个温度点下测量结果的算数平均值应不低于产品标准的规定。
试验初期,受到切刀的挤压之后,绞合导体的单线之间产生位移变化甚至变形,为绝缘层提供缓冲,即挤压产生的应力被导体形变吸收。此过程中,虽然电线承受的应力逐渐增加,但是绝缘层并未受到明显的破坏。随着切刀的持续挤压,绞合导体的单线变形达到终点,无法再为绝缘提供缓冲,此时绝缘完全承受切刀施加的应力,迅速破裂从而失效。可以认为,电线的耐动态切通能力由两个分量组成,一个分量为绞合导体形变提供的缓冲应力; 另一个分量则是绝缘层自身承受的挤压应力。
对M22759 /87-20-9 电线( 20 AWG 线规,普通重量的镀镍铜导体) 进行动态切通试验,原始试样的绝缘厚度约为0. 2 mm,外径为1. 3 ~ 1. 4 mm。试验后,受挤压处电线被压扁至0. 4 ~ 0. 5 mm。可见在试验过程中,导体的变形是非常明显的,能够提供较大的缓冲应力。
试验初期,应力缓慢增长,绞合导体的单丝由于压力产生相互之间的位移变化。随着切刀的向下挤压程度的加深,曲线上出现一个波动,此时导体的绞合结构产生崩塌,单丝之间的变形基本结束,切刀挤压产生的应力急剧增加。导体形变结束之后,绝缘直接承受切刀的挤压,短时间内即被切破,从而试验终止。
导体、绝缘( 包括绝缘的结构以及绝缘薄膜的厚度) 以及试验温度等因素均会对电线的耐动态切通能力产生影响。
3. 1 导体
导体形变提供的缓冲应力是电线的耐动态切通能力的重要组成部分。导体形变的影响因素包括导体结构、镀层厚度以及导体的材质。由于相同规格聚四氟乙烯/聚酰亚胺复合薄膜绝缘电线所用的导体结构基本一致,且过薄的镀层厚度对导体的机械性能影响较小,故导体结构和镀层厚度的影响基本可以忽略,对试验结果产生较大影响的因素主要为导体材质。
航空绝缘电线的导体可以是有镀层的铜导体和有镀层的铜合金导体。铜导体材质较软,在挤压情况下形变的程度更高,所能提供的缓冲分量也就越大,故铜导体电线耐动态切通的能力明显高于铜合金导体电线。对同一厂家生产的M22759 /86-20-9 电线( 20 AWG 线规,普通重量的镀银铜导体) 和M22759 /89-20-9 电线( 20 AWG 线规,普通重量的镀银铜合金导体) 进行动态切通试验,测试结果可知,相同的温度点下,镀银铜导体电线耐动态切通的能力明显高于镀银铜合金导体电线。随着温度的升高,二者之间的差异有被进一步拉大的趋势。
3. 2 绝缘
( 1) 结构
产品标准规定三个规格电线的绝缘绕包搭盖率在50. 5% ~ 54. 0% 之间,即电线的绝缘层大部分区域为2 层聚酰亚胺薄膜和2 层聚四氟乙烯薄膜组成,但是部分区域会存在3 层搭盖的现象。如果切刀与电线的接触点恰好为3 层搭盖区域,则该点测得的动态切通试验结果将明显高于2 层搭盖区域。虽然标准规定测完一个点之后,将试样向同一个方向旋转90°,并向前移动至少25 mm,但是该操作无法保证每个测试点绝缘薄膜厚度的均一性,进而导致不同点所测的动态切通试验结果具有较大的分散性。表2 列出了典型的M22759 /87-20-9 电线( 20AWG 线规,普通重量的镀镍铜导体) 的测试结果。从表2 可以看出,单个点的测试结果分散性较大,甚至可能出现两倍以上的差别。因此,标准规定每个电线均需测试8 个点,并取算数平均值,以此来降低数据偏差过大可能导致的试验误差。
( 2) 薄膜厚度
聚酰亚胺复合薄膜/聚四氟乙烯组合绝缘电线有轻型重量和普通重量两种类型,轻型重量电线所用的聚酰亚胺复合薄膜标称厚度为30 μm,而普通重量电线所用的聚酰亚胺复合薄膜标称厚度为50μm。聚酰亚胺复合薄膜越厚,能承受的机械应力越大,为耐动态切通试验提供的分量也更大。表3 列出了同一厂家生产的M22759 /86-20-9 电线和M22759 /91-20-9 电线( 20 AWG 线规,轻型重量的镀银铜导体) 的试验结果。可以看出,较厚的聚酰亚胺复合薄膜可以提高电线的耐动态切通能力。
3. 3 温度
航空绝缘电线需要测试高温下的耐动态切通试验。一般认为,随着温度升高,绝缘材料的强度下降,故随着温度的增加,产品标准规定的指标逐级降低。但对不同的电线,试验过程中可能存在不同的结果:
( 1) 绝缘材料抗切刀切割的能力变弱,电线的耐动态切通能力随之下降;
( 2) 绝缘材料强度下降,对导体的束缚能力也有所降低。随切刀挤压,导体位移变化更加容易,导体形变终止之前可以提供更多的缓冲应力。在此情况下,随着温度升高,电线的耐动态切通能力反而会提高。
温度对电线耐动态切通能力的影响可以通过试验结果得到验证。铜合金导体电线,因为导体的刚性过强,形变能力较小,故电线的耐动态切通能力主要由绝缘的机械强度提供。在高温的动态切通过程中,虽然绝缘的束缚力降低,但是导体形变所提供的缓冲分量并无明显提高,而绝缘材料的机械强度则明显下降,导致电线的耐动态切通能力随温度升高而显著降低。铜合金导体电线,因为导体形变能力较大,随着绝缘的束缚力下降,导体形变更加容易,提供的缓冲分量更高,所以高温下测得的动态切通试验结果反而明显高于常温。
产品标准规定的技术指标和试验方法是电线电缆企业开发产品以及进行生产的重要依据。耐动态切通是考核聚四氟乙烯/聚酰亚胺复合薄膜组合绝缘电线性能非常重要的一项技术指标。
除了本文所讨论的导体材料、绝缘材料和结构、温度外,还有其他因素会影响到电线的耐动态切通能力。例如: 适当减少绕包过程中的绝缘薄膜张力可以降低其对导体的束缚能力,可以使得导体在试验过程中的变形更加容易,进而有效提高电线的耐动态切通能力; 但是过低的薄膜张力可能会损伤电线的其他性能,如绝缘剥离力、强迫水解、耐电弧等。因此,企业应通过大量的验证工作以确定合适的生产工艺,在不损伤其他性能的基础上,有效提高电线的耐动态切通能力。
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《机械设计》是高等理工学院机械类专业学生必修的技术基础课程,其教学大纲中规定的主要功能是教授大学生机械设计的基本知识、通用零件设计的基本能力和工程意识培养。除上述功能外,通过机械设计的教学,学生将得到综合运用力学、材料、制图等课程所学基本知识,初步进行机械设计和机械结构性能分析与评价的锻炼,为将来设计机器打下基础。这些对于提高大学生的创新能力,培养大学生的工程意识,有重要意义。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于创新与实践能力培养的机械设计试验教学相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
基础的一门课程,同时也是作为学生在机械设计方面的综合能力,在设计和创新能力以及训练工程意识时都具有非常关键的作用。在进行实践教学的过程当中它对于培养学生的思维,创新意识以及达到怎样的教学目标都起到了非常重要的意义。在当前形势下,实践教学环节是广泛应用的,但是由于落后的测试设备,落后的师资队伍,陈旧的教学方法等方面都影响了实践的发展,学生更不能有效的进行动手和创新,所以,必须要提高教学的实践性,从而才能加强对学生专业的培养,实践能力的提高,开辟出一条新的途径和有效应用。
通过在教学当中,我们可以选用一些以往的学生作品当成教学演示,再应用多媒体教学作为课堂的技术方法,把这些好的作品带进课堂当中,让学生可以更为直观的参观欣赏,让他们不再有一些畏难的心理负担,从而也可以增强他们的积极性,开创性。最后让学生通过这些作品进行分析讨论,分享体会,从而来引导他们可以更为细致的对这些作品进行深入研究,找到创新立意,进而来提高学生的综合能力。
(一)机械设计作为实践综合性非常很强的一门主要课程,在实验教学过程当中则是非常关键的一个环节了,实现教学目标是有着重要意义的。
我们在培养学生机械设计课程时,实践则是一条不可小视的途径,同时也是培养学生分析能力,解决问题,理论实践和创新能力的一种重要途径。学生在掌握机械原理的程度会影响到具体的实践能力。我们都知道,在机械产品当中,主要是由运动机械以及多个零部件组成的,它们都具有不同的应用功能,并且所适用的场合也是不同的,所以必须要充分的了解机械产品的设计以及各个原理才可以更好的运用它的工程实践。
此外,由于机械设计一般包括的体系是非常宽泛的,不仅有理论知识,计算推导,也需要一些图表与公式的配合,才能发挥出它的作用。在这门课程当中,教学的主要目的是让学生可以在短时间内学习有效的知识,但是在现阶段而言,由于学校在多方面都受到了一些限制,不利于学生的全面学习,从客观角度来讲对实践是不利的,所以我们必须要探索出一条更适合的方法,可以在短时间内让学生学到具有创新意义的实践技能,更为科学的与理论相结合。
(二)由于课程设计具有一定的复杂性,也具有一定的重要性,所以我们必须要改革以往的课程目标,重新设计课程内容。
学校一般会安排几名老师作为技术指导,但在新的课程安排当中减少了老师的比例,这样不仅可以减轻老师的负担,也可以让学生在自己动手的过程当中找到创新的能力。在机械类的学科当中,一般包括机械方案的设计以及制作,在这个过程当中一般是为了培养学生的综合知识运用以及培养他们的能力实践创新,从而来提高他们的思维意识,在部分学校当中还会应用团队合作来完成设计实验教学,通过让学生自己做相关的课程设计,这样不仅可以提高了学生的收益,也降低了敷衍设计的比例。
此外,在机械设计课程的学习过程当中,我们也可以让学生应用一些相关的软件作为辅助作图设计,可以更好的构建三维模型,达到传真的效果。我们清楚的可以看到三维软件具有非常强大的一些应用功能,所以在零件的设计上是非常明显直观的,而它的参数多功能也是非常强大的,所以极易修改零件图以及装配图当中错误的特征。而我们在建立整机装配模型时,应进一步的分析设计产品所具有的运动仿真以及干涉检验等问题,对于所发现的问题可以及时的解决,来加强学生在机械设计学习中的创新能力,全面培养他们的创新思维性。
(三)在机械设计课程的试验中,我们所要达到的目的就
是为了让学生可以在短时间内学到最有效的知识,但是在现阶段的学校当中,在很多方面都受到了一些客观限制,这对于学生获取知识是非常不利的,所以,在一些高校当中为了让学生可以学到丰富的知识,便探索出创新的实验教学应用,理论结合于实践,作用比较明显。
在很多高校当中都会应用这种方法,一些老师也对这种方法提出了不错的评价,当教师传授机械理论知识时,可以不受课本当中一些内容的束缚,并且让学生置身在具体的实验操作当中,其目的就是把实验的过程变成学习的过程,从而可以加深对理论知识的掌握,在学生提出疑问时也可以找到更好的方法进行解答,理论实践应用在创新当中,所得到的效果则是非常明显的,而吸收也是较为快速的,在短时间内学到丰富的理论知识,也提高学生的创新能力,通过设计实验不仅巩固了知识也增加了思维的创新意识。
总而言之,对于在培养专业的机械设计人才时,不仅让学生要全面的掌握专业知识,方法以及理论基础,更要提高他们对机械知识的应用,培养他们的创新能力,这才是我们教育改革最重要的目的。在创新能力的培养过程当中,思维开发,意识创新,提高教育的本质思想,这才是最为核心的教学内容。
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所谓结构疲劳损伤,是指由于重复荷载作用而引起的结构材料性能衰减的过程,也就是通常所说的疲劳裂纹的发生、发展、形成宏观裂纹、发生破坏的全过程。疲劳损伤与普通损伤的最大区别在于随着荷载循环次数的增加,疲劳中的损伤存在一个累积的过程。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:多位置损伤结构疲劳寿命的试验探析相关文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着飞机使用年限的增加,搭接板( 壳) 结构中的裂纹随机分布于一排共线铆钉孔的边缘,这便构成了飞机结构中典型的多部位损伤( MSD) 的几何特征。这种结构会对飞机的结构安全性形成极大威胁,因此认识其发展变化规律有着十分重要的意义。
计算疲劳裂纹扩展的方法通常有理论方法、仿真方法和试验方法。在利用理论方法计算MSD 裂纹的疲劳扩展寿命时,通常需要先计算裂纹的应力强度因子,由于MSD 结构复杂且通常具有多个疲劳源,因此利用解析法计算MSD 结构应力强度因子具有一定的难度。随着有限元软件的发展,运用有限元方法对MSD 裂纹的疲劳扩展进行仿真求解成为了一种较新颖的尝试。但ANSYS、ABAQUS、NASTRA 等大型有限元软件在对疲劳裂纹问题进行计算时往往需要进行十分复杂的流程操作,因而在实际应用上或多或少也受到了一定的局限。
本文采用试验方法对含MSD 某型飞机典型铆接壁板进行分析。通过观察板上各孔边裂纹的裂纹扩展现象,记录其裂纹扩展寿命,总结出典型MSD 结构的裂纹扩展规律。
1. 1 研究对象与结构模型
选取飞机典型铆接壁板结构模拟件—有限共线5孔边对称裂纹结构进行试验。
壁板各孔边两侧线切割1mm 预制切口,壁板的线切割位置及尺寸。模拟件壁板采用2mm 厚2024-T62 铝合金薄板,其断裂韧KΙc = 50MPa·槡m ,抗拉强度σb = 455MPa,屈服强度σp0. 2 =414MPa,弹性模量E = 71. 4GPa,泊松比μ = 0. 3。
试验结构模拟件共2 件,编号为SY1 和SY2。在空气环境中进行预腐蚀、疲劳起裂和疲劳扩展试验。
1. 2 试验方案
采用PLS-100 电液伺服疲劳实验机进行模拟件在试验环境下的疲劳起裂和裂纹扩展试验,其静载荷误差在1%以内,动载误差在3%以内。采用专用夹具对试样进行夹持。采用宽范围显微镜观测记录孔边裂纹萌生情况和扩展数据。
疲劳起裂和裂纹扩展试验步骤如下:
( 1) 安装试样;
( 2) 按载荷水平进行疲劳起裂试验,R =0. 06,频率5Hz。每隔5000 次观测孔边是否萌生裂纹。当孔边切口处萌生平均长度约1mm 的裂纹时,进行裂纹扩展试验;
( 3) 按载荷水平进行裂纹扩展试验,平均每扩展约0. 5mm,采用宽范围显微镜记录所有孔边裂纹扩展a - N 数据;
( 4) 直至裂纹贯通,随后试件断裂,停止试验。
对试验件原始裂纹扩展数据进行处理( 不计疲劳起裂次数,裂纹长度为裂尖至孔边距离,孔序号由左至右为1 ~ 5)。
除去起裂循环次数后,对于试件SY1,循环至56005 次,孔4 右和孔5 左贯通; 循环至56039 次,孔3右和孔4 左贯通,随后试件断裂。对于试件SY2,循环至59302 次,试件发生断裂。
通过分析裂纹扩展数据,可以得到:
( 1) 对于试件的结构而言,孔1 ~ 孔5 的所有裂纹在裂纹扩展初期有着近乎一致的裂纹扩展特性。因为此时裂纹主要受到来自起裂孔的影响,相同的起裂孔结构及裂纹分布导致了这一现象的产生。
( 2) 随着裂纹扩展,十条裂纹的裂纹扩展情况有所差异,其中孔3 左右两侧裂纹的裂纹扩展速度快于其他孔边裂纹。因为在这一阶段,裂纹不仅受到起裂孔的影响还受到其他孔以及有限板边界的影响。每条裂纹受到影响的具体来源和大小均有所不同,但显然,孔3 左右两侧裂纹受到的总的影响最大。
( 3) 随着裂纹扩展,邻近孔( 或者有限板边界) 对裂纹的影响逐渐增大。当这种影响成为主导时,孔边裂纹的裂纹扩展速度便有了较快的增长,当裂纹扩展到一定程度,则发生了裂纹的贯通,致使结构损坏。
在典型MSD 损伤模式下,影响裂纹扩展和疲劳寿命的主要因素有两个:
①来自于孔自身的应力集中的影响,这种影响主要表现在孔边裂纹扩展初期即短裂纹时期,它是任何孔边裂纹都具有的特性,而并非MSD 裂纹所特有的性质;
②来自裂纹间的相互干涉,这种影响主要发生在孔边裂纹扩展中后期即中长裂纹时期,它能够真正反映MSD 裂纹的特有性质。
裂纹扩展到一定长度后,孔自身的影响很快衰减,而邻孔、邻近裂纹、净截面应力升高及边界影响增强,此时裂纹扩展开始有所差异。当裂纹与邻近裂纹的距离接近孔间距的40%时,裂纹与邻近裂纹将开始产生严重干涉。此时若不考虑裂纹间的相互影响将会引致危险的后果。
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(起落架Undercarriage)是航空器下部用于起飞降落或地面(或水面)滑行时支撑航空器并用于地面(或水面)移动的附件装置。起落架是唯一一种支撑整架飞机的部件,因此它是飞机不可分缺的一部份;没有它,飞机便不能在地面移动。当飞机起飞后,可以视飞机性能而收回起落架。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于轻型飞机起落架适航符合性的试验验证方法相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
适航规章制度是飞机运营必须遵守的安全标准,轻型飞机要进入市场,必须使用各种方法验证其对于适航条款的符合性。验证方法包括工程评审、试验、检查和设备鉴定等。对于起落架的结构部分,试验是必须使用的验证方法。起落架系统是轻型飞机的重要系统之一,其性能对飞机起降过程中的安全至关重要。因此,起落架系统在飞机设计和适航验证中具有举足轻重的地位。ASTM-F2245《Standard Specification for Designand Performance of a Light Sport Airplane》,是国际公认的轻型飞机适航审定标准。
起落架的载荷主要是飞机在各种姿态下的着陆过程中,地面对机轮的支持力和摩擦力。例如对于前三点式起落架,ASTM-F2245 中给出了基本着陆状态下起落架机轮上的载荷,包括3 种姿态:带斜反力的水平着陆状态、前轮稍离地面的水平着陆状态和尾沉着陆状态。。基本着陆状态下,机轮过载系数n 按下列公式计算:
N=(h+d/3)/(ef*d)+2/3
公式中的坠落高度h 和减震器效率ef 均有明确的计算公式或数值。总缓冲行程d 需要做进一步的探讨。
飞机起落架的总缓冲行程,是起落架在接地过程中,机轮轮胎的压缩距离和缓冲器(液压式、弹簧式或板簧式)的压缩距离之和,都与着陆过程中的机轮载荷有关,即与n 有关。总缓冲行程d 越大,过载系数n 就越小,因为缓冲行程越大,就说明起落架通过变形吸收的能量越多,所以结构的承载就越小。
结合工程实际,需要先假定起落架的总缓冲行程,需要考虑的是当起落架达到这个缓冲行程时,整个飞机上除了机轮外的任何部分,都与地面保持一定的安全距离,特别是螺旋桨桨尖和机身尾部。
按照假定的总缓冲行程d 和过载系数n 的计算公式,能够计算出起落架机轮的载荷大小。需要筛选出各个方向上最大的载荷数值,以及它们是否同时发生,进而得到最严重工况的载荷。
按照飞机总体和重量等设计要求进行起落架的结构设计,根据型号对应的原则要求进行强度和刚度的分析计算,第1 节中得到的最严重工况载荷,即为计算的必要输入条件之一。
结构设计按照方案设计、打样设计和详细设计三个阶段进行,最终把设计图纸给制造部门,用于生产装配。
起落架的适航符合性验证,需要先制造出试验件并进行静力试验。适航部门会监督和检查试验件的制造是否与设计图纸相符。
按照起落架的最严重工况载荷状态设计静力试验,考虑工程实际,采取适宜措施,将加载误差控制在允许范围内,并保证起落架结构的约束状态能够充分模拟真实情况。
按照ASTM-F2245 中的强度和变形要求作为试验结果的评定准则。例如要求结构必须能够承受限制载荷而无有害的永久变形,以及必须至少能够承受三秒钟的极限载荷等等。通过了静力试验,即表明起落架结构的强度和刚度符合适航条款要求。
静力试验还需要测量起落架的变形,结合测量结果和有关的计算方法,可以得到起落架的实际总缓冲行程实际d ,将其与第1 节中估算的d 相比较,如果误差在允许的范围内,即表明起落架结构的设计符合预期,适航验证工作可以转入下一阶段。否则,表明设计不合理,要修改结构参数,适航验证工作退回到第1 阶段载荷估算。如此往复,迭代优化直至总缓冲行程符合设计预期。
对于起落架系统,飞行试验是为了验证起飞和着陆过程中的功能性和安全性,以及使用寿命和舒适性等。通过了飞行试验,即表明了起落架结构符合适航条款中的飞行要求。
按照适航管理政策及适航标准,适航审定部门会对起落架的试验及其它符合性验证过程和结果进行审查,批准起落架的设计文件、适航验证文件及生产文件。至此,起落架部分的适航工作便全部完成。
本文以适航规章ASTM-F2245 为基础,介绍如何采用试验方法来进行轻型飞机起落架的适航符合性验证,重点介绍了载荷估算和迭代优化的过程,初步总结了轻型飞机起落架适航符合性验证的程序和方法。
[1] 曹继军,张越梅,赵平安.民用飞机适航符合性验证方法探讨[J].民用飞机设计与研究,2008(4):37-41.
[2] ASTM-F2245 . Standard Specification for Design andPerformance of a Light Sport Airplane . AmericanSociety for Testing Material.
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带压作业开关柔性密封系统及其控制技术是将频繁切换密封状态的开关控制型柔性密封系统及其自动控制方法和技术的分析与综合。油田带压作业系统的核心设备是井口防喷密封装置。井口防喷密封装置是一个典型的开关柔性密封系统。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:高压注水井井口带压堵漏技术的应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:在油田开发后期,随着注水压力的持续升高以及水井井口腐蚀、老化,注水井井口渗漏情况日趋凸显。高压注水井井口带压堵漏,采用注剂式密封技术被称为万能技术,适用于任何介质,任何温度,任何泄漏部位,不仅能及时有效的解决泄漏问题,降低损失,还能减少对环境的污染。
关键词:带压堵漏;注剂式密封
在油田开发后期,随着注水压力的持续升高以及水井井口腐蚀、老化,注水井井口渗漏情况日趋凸显。整改停注放空严重影响注水时率、造成环境污染,部分渗漏严重的井,无法整改需上作业处理,增加了作业成本。针对以上情况,我区开展了《高压注水井井口带压堵漏技术》项目,高压注水井井口带压堵漏,采用注剂式密封技术被称为万能技术,适用于任何介质,任何温度,任何泄漏部位,不仅能及时有效的解决泄漏问题,降低损失,还能减少对环境的污染。
(1)目前水井注水压力不断升高,及作业完井质量不过关,导致井口大法兰渗漏。
(2)由于水井井口年久失修,腐蚀严重,导致钢圈槽刺槽、钢圈损伤,导致井口渗漏。
(3)由于套管使用年限长,套管节箍丝扣腐蚀严重,无法更换套管接箍,导致套管短接与节箍间丝扣连接处渗漏。
注剂式密封技术是人为在泄漏周围建立一个密闭空腔,在空腔内注入密封注剂,形成新的密封体系。在注剂压力远远大于泄漏介质压力的条件下,泄漏被强行止住,密封注剂自身能够维持住一定的工作密封比压,并在短时间内形成一个坚硬的、富有弹性的新密封结构,达到重新密封的目的。
2013年1月份开始,我区共实施井口带压堵漏4口井,其中井口大法兰堵漏3口(卫2-51井、卫2-83井、卫247井)套管短接堵漏1口(卫2-13井),避免了这部分井的作业,保证了注水时率,提高了注水量。截止目前4口堵漏完成井未出现渗漏情况,堵漏有效率达到100%。经现场核实,有效解决了渗漏对注水的影响,节约了上作业整改费用。
(1)投入。
2013年共实施堵漏4口井,大法兰堵漏费用每口井8800元,套管短接堵漏费用每口井5600元,实施大法兰堵漏3口井,套管短接堵漏1口井,需施工费8800元×3+5600元×1=26400+5600=32000元。
(2)产出。
①避免因井口渗漏上作业4井次,一口换封井作业费用约8万元。
共减少作业费用:4井次×8万元/井次=32万元。
②每年减少因环境污染产生的工农赔偿2万元每井次。
共计:4井次×2万元/井次=8万元。
合计创效:32+8=40万元。
投入产出比为:32000元∶400000元=1∶12.5。
高压注水井井口带压堵漏技术,不仅能及时有效的解决渗漏问题,降低损失,还能减少对环境的污染,提高了注水时率,保证了注水量,节约了成本,效益显著。
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