电气工程课外研学心得体会

第一篇：电气工程课外研学心得体会

电气工程课外研学心得体会

电气试验班1301

李文杰

电气工程及其自动化涉及电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息与网络控制技术，机电一体化技术等诸多领域，是一门综合性较强的学科，其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合。该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识，受过电工电子，系统控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才

电气工程的外延具体体现可归纳为电气产品设备和电气工程系统两类：电气产品设备，比如说家庭中用到的空调器，冰箱，电动车，饮水机，厨房电器等，建筑中使用到的 配电柜，开关，插座，电灯，电梯等；工厂矿山中使用到的电动机，电气仪表等都属于电气产品设备。对于电气工程系统方面，主要分为强点系统和弱电系统三个方面：1.发、输、变、配电，照明等电力系统，称为强电系统；2.对强电系统和建筑物等进行监视，测量，控制，保护等的弱电系统；3.设备电气传动与控制系统，如工厂矿山、车辆，舰船，飞机，卫星上的相关设备的电气传动与控制系统。

电气工程的内涵主要涉及以下几个方面1.关于电能的生产、传输、分配、利用的系统；2.基于电气的控制系统；3.电工理论新技术：4电气学科与其它学科相结合的产物，如超导电工技术，脉冲功率技术，生物电磁技术等等。

电气工程是现代社会的重要支柱。不论是电气时代还是信息时代，都是建立在对电

能的利用与控制上，电是能量转换的枢纽和信息的载体，电能普遍应用在人民生活和社会生产中，为提高现代社会的生活水平及文明程度奠定了物质基础。将来主要从事与电气工程有关的系统

运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作。电气自动化在工厂里应用比较广泛，可以这么说,电气自动化是工厂里唯一缺少不了的东西，是工厂里的支柱。本专业毕业生具有较宽厚的技术理论理出和比较坚实的专业基础知识。具有较强的电气工程基本技能和较好的电气工程实践训练，具有较强的创新能力，具备一定使用市场经济的科学研究，科技开发和组织管理能力。与本专业完全对口的行业主要有两个，一个是电力系统行业，一个是电气装备制造行业。

本专业的三大主干学科是：电气科学与工程；控制科学与工程；计算机科学与工程。本专业以前称为强电专业，而强点必须通过弱电来实现和控制，进一步实现用途的拓展，性能的提升。

本专业的主要课程有：电路原理、电子技术基础、工程电磁场、软件技术基础、微型计算机技术、计算机网络、电机学、自动控制理论、信号分析与处理、管理学、工程经济学、电力系统（暂态、稳态）分析、电力系统继电保护、发电厂电气主系统、高电压技术等。各年级可根据社会需要设置柔性的专业方向模块课及选修课。

下面就从三大模块来介绍电气工程的专业技能主要有哪些。

电力电子技术

电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。信息电子技术主要用于信息处理。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。目前所用的电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。电力电子技术是通过静止的手段对电能进行有效的转换、控制和调节，从而把输入电源形式变成所希望得到的输出电源形式的科学应用技术。电力电子技术的应用范围十分广泛。它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广源。这种

对电源进行变换的技术就不得不借助于电力电子技术。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

电力工程

电力工程，即与电能的生产、输送、分配有关的工程，广义上还包括把电作为动力和能源在多种领域中应用的工程。电能因易于转换、传输、控制，从19世纪80年代以后，已逐步取代蒸汽动力，成为现代社会物质文明与精神文明的技术基础。20世纪以后，电能的生产主要靠火电厂、水电站和核电站。有条件的地方还利用潮汐、地热和风能来发电。电能的输送和分配主要通过高、低压交流电力网络来实现。作为输电工程技术发展的方向，其重点是研究特高压（100万伏以上）交流输电与直流输电技术，形成更大的电力网络；同时还要研究超导体电能输送的技术问题。20世纪出现的大型电力系统将发电、输电、变电、配电、用电诸环节综合为一个有机整体，成为物质生产部门中空间跨度最广、时间协调严格、层次分工极复杂的实体工程系统。

电能的使用已渗透到国民经济和人民生活的一切领域，成为工业、农业、交通运输以及国防的主要动力形式和人们家庭生活中不可缺少的能源，在拖动、照明、电热、电化学和通信等方面得到了广泛的应用。电能作为一种产品，和其他类型的产品不同之处是它不能储存。所以，由发电厂、输电线路、变电所和配电网组成的电力系统每时每刻所生产、输送的电能，都必须和用户电能的消费量相一致。这就使得电力生产与国民经济、人民生活息息相关。即便是短时的停电也带来很大的危害，大面积停电更会给国民经济造成巨大损失，给人民生活造成不便。因此，在电力工程的规划、设计、施工和运行中都必须注意保证供电的高度可靠性。

智能电器

微处理机和计算机技术引入电器设备，一方面使电器设备具有智能化的功能，另一方面使开关电器，包括智能化断路器和智能化电动机控制器实现与中央控制计算机双向通讯。进入20世纪90年代，随着计算机信息网络的发展，配电系统和电动机控制中心已形成了智能化监控、保护与信息网络系统。

智能化断路器与电动机控制器是开关柜和电动机控制中心实现智能化的主要电器元件。微处理器引入断路器，首先使断路器的保护功能大大增强。诸如：它的三段保护特性中的短延时可设置成I2t特性，以使与后一级保护更好地匹配；接地保护可实现选择性，对断续的电弧接地故障可带记忆功能。

目前自动化控制中使用大量的软起动器、电力电子调速装置和不间断电源等，这些装置都会使配电系统产生高次谐波，而模拟式电子脱扣器一般反映故障电流的峰值，因而电源的高次谐波会造成断路器的误动作。而带微处理器的智能化断路器的中央处理单元能准确反映负载电流真实的有效值(RMS值)，它的采样和保持电路能消除输入信号中的高次谐波，因而能避免高次谐波造成的误动作。

智能化过载继电器与传统的双金属热继电器相比，具有一系列的优点，它能保护多种起动条件的电动机，具有很高的动作可靠性。它不但可保护电动机过载与断相，并可保护接地、三相不平衡、反相或低电流等。在智能化电动机保护继电器基础上进一步开发的智能电动机控制器，兼有监控、保护和通讯的功能。

由智能电器单元与中央控制计算机组成的网络系统与传统的配电系统与电动机控制中心相比有以下优点：实现中央计算机集中控制，提高了配电系统自动化程度；使配电、控制系统的调度和维护达到新的水平。由于采用数字化的新型监控元件，使配电系统和控制中心向上提供信息量大幅度增加；监控元件和传统的指示和指令电器相比较，接线简单、便于安装，提高了工作的可靠性；可以实现数据共享，减少信息重复和信息通道。

综上所述，要学好工程技术类课程，必须具有求实、求真精神，有理性的批判意识； 有较强的逻辑思维、辨证思维、形象思维的能力和科学的、务实的思维方法，具有较强的创新意识和创新精神，在工程实践中具有市场意识和价值效益意识。另外，在大学中，要养成自学的能力。大学学习与中学学习截然不同的特点是依赖性的减少，代之以主动自觉地学习。教师在课堂上只讲难点、疑点、重点或者是教师最有心得的一部分，其余部分就要由学生自己去攻读、理解、掌握。大部分时间是留给学生自学的。因此，培养和提高自学能力，是大学生必须具备的本领。

结合我自己的情况，在未来的十年内，我想要成为一名电气工程师。首先，在大学四年内成为具有扎实的电气工程系统知识和良好素质，具有较强的工程实践能力和独立思考能力的成熟的个体。能够在团队环境中去构思-设计-实现-运作较复杂的电气工程产品、过程和电气系统。争取达到见习电气工程师技术能力要求，能够从事电气产品、过程和电气系统工程的初步设计、制造、检测、施工、运行和管理等工作，并具备电气工程研究和技术开发的基本素质。毕业后在工作中学习，争取在六年内拿到电气工程师证。

在本科阶段，我想要达到上述基本要求，不过我知道机会是留给那些有准备的人的，所以，我平时要更加勤奋学习，争取到这种机会。

第二篇：课外研学心得体会

课 外 研 学 心 得 体 会

安全1001 0203100106 陈耿仲

课外研学开始于刚刚开学的前两周，这一活动在开学之初便调动了大家的积极性，因为这次的课外研学内容比较丰富包括了辩论赛和贯穿于整个学期的学术性研究。辩论赛中，各班积极准备，全班性动员为辩手们准备材料，体现了班级的凝聚力，在辩论赛中，我有幸作为赛会主持人近距离感受了辩手们在辩论中所展现出来的灵活机智，经受了一次头脑风暴的洗礼。

紧接着就是研学内容了，我们小组的题目是人的因素中行为性和心理性因素的联系，起初大家对于这一题目内容都没有什么太多的了解，伴随着只一学期课程的开始，大家就将这一内容搁置了，几次小组讨论也只是将各自的任务进行了分配，对于课研内容上并没有什么实质性的进展。到了下半学期我们新开设了两门课胡汉华老师的安全人机工程和黄仁东老师的组织行为学，随着课程内容的学习大家才对这一次的课题有了一定了解，这对我们之后相关资料的收集有很大的帮助。

资料收集阶段，我分配到的是关于人的因素中心理性因素资料查找。我首先翻看了现有的安全人机工程课本，之后为了完善这一内容我又在百度和中国知网上对这一内同相关的文献进行了检索。对于收集到的资料整理后，了解到人的心理因素是运动、变化着的心理过程，包括人的感觉、知觉和情绪等，往往被称为事物发展变化的“内因”。事物发展变化的必须具备两个条件：内因和外因。而内因一向被认为是第一位的原因，外因则是第二位的原因。“内因”是事物变化发展的内在根据，内因是事物存在的基础，是一事物区别于他事物的内在本质，是事物运动的源泉和动力，它规定着事物运动和发展的基本趋势。人的心理因素包括许多，象紧张、兴奋、沮丧、恐惧、期待、高兴、热烈、冷漠、积极、消极、肯定、否定、怀疑、信任、尊敬、鄙视等等。广义的讲，人的心理因素，包括所有心理活动的运动、变化过程，如记忆、推理、信息加工、语言、问题解决、决策和创造性活动；而心理因素的研究更为广泛，象个人独特的心理特征和个体行为的稳定性特征；人际间的行为和社会力量对行为的控制和影响；生理现象的神经机制；人在不同发展阶段上的不同的心理特点；存在于个人头脑中的、与行为有关的心理现象的等等。

将上述负责内容弄完以后，组长又组织了一次小组会议，大家对负责的内容取得收获进行了说明，然后集体针对与课题相关的内容进行提取后得到如下内容，具体了

解了不安全行为的心理原因、个性心理特征与不安全行为、非理智行为等。在这一过程中，我们通过这些内容的查看发现很多人的不安全行为都与不稳定的心理状态有关，多数时候又是由于操作的不熟练或是出现在突发状况下的应急反应，具体包括听觉问题、视觉问题、空间知觉不准、注意分散、冒险、逞强、遗忘问题、自负心理等。

在会议讨论之后就是成果的报告书写工作了，大家将各自整理的内容汇总到我这里，我根据会议中的讨论结果进行了成果报告撰写，之后又经过每个小组成员的查阅修改后，最终成型。

课外研学活动即将即将结束，回顾这一学期中大家为之所做的努力，我们感受最多还是团队协作的好处，每个人都有自己想法和观点，将大伙的不同理解和看法进行比较性学习，开阔了我们各自的思路，我们是一个临时性的小组，但当我们谈到我们这一学期各自的付出时我们就是一个永远的团体。

另外就是对研学的认识了，一个新的体系内容我们从开始接触时的生涩，随着我们带着目的性的学习，我们对其有所认识和了解，这一过程是需要时间的付出的不可能一蹴而就，彩虹总在风雨后，努力后的收获让我们更为喜悦。

第三篇：课外研学组员心得体会

课外研学心得体会

——SRTP头控转动感应鼠标项目

04209720施奕帆

这个项目在开始的时候只是一个美好的愿望与憧憬，对于从没有接触过单片机的我来说，提出这样一个概念只是觉得理论上可行。而我们在初期做设计的时候也采用了各种各样的方案来进行头部感应，从前人的面部识别，到未有人尝试过的电磁波、微波定位，但是都失败了或者效果不理想。最后最为可靠的就是陀螺仪了，它精度高反应快功耗与电压都很低，体积也小成为了我们的最佳选择。

在研究过程中，我们一度在51单片机的语言中间感到茫然与绝望，而又常常在发现每一个例子之后好似发现了黎明的曙光一样努力尝试，废寝忘食。我们沉浸在这个项目之中流连忘返，最后在它完成的时候又满怀欣喜之情争相感受头控鼠标独特的操作体验。我们怀着探索的心一点一点细致的调试着程序，硬件结构。对于倾注了我们一年心血的这件产品，我们更多的是投以一种父亲对于孩子的关爱之情，为它的优点感到骄傲，为它的缺陷而感到深深的遗憾与失落。

不管是对于自己的产品或是孩子，每一个人都会希望他能实现自己的价值，得到重视。而我们也怀着这样的心态将我们的成果展示出来。为期一年的SRTP项目到此就结束了，但我们却不会因此抛弃它，而是会继续努力，将手中的产品做得尽善尽美，如果有一天能够将它推向社会，希望它能够实现它真正的价值。

04209724 闻晨鹭

为期一年的SRTP项目终于完成了。回顾从立项至今，一路走来感慨万千。

刚开始时完全是一头雾水，无从下手。由于现在常用鼠标是USB设备，我们就去图书馆借了很多的关于USB 2.0的书，看着书中关于USB设备开发的介绍，看着繁复的程序只是感到一阵头大，深感前途的渺茫。当然虽然看不到希望，还是要坚持、坚持、再坚持。总算是看到了希望，书中提到很多USB设备的开发是有模版的，Cypress公司提供的开发工具就可以节省很多工作，加快开发进度。所以对于USB 2.0的相关协议现在还有点云里雾里。之后就是摆弄各种硬件软件的时候，不过一开始我们就遇到了问题：使用什么采集头部信号。我一开始思考使用摄像头来确定头部动作，不过经讨论放弃了这一方案，原因是没有一套完整的计划，后来施奕帆提出使用陀螺仪测定旋转角速度，讨论后决定使用这一方案。

随后到淘宝上买器材，经过反复的甄选买了一些器件包括陀螺仪、杜邦线、串口线、CY7C68013A芯片等。

分工之后，我负责USB传输部分，往事不堪回首，仅仅是安装开发板驱动就花了三天时间，感到无比的挫败。之后又花了很长时间研究例程程序，将程序吃了个七七八八，总算知道应该如何修改，之后就挺顺利的了。

这次的srtp我的收获还是挺多的，不同于竞赛，做srtp没有那么的紧张，所以过程挺欢乐，特别是当一个久不能解决的问题被攻克时，那种欣喜难于言表。虽然一开始对于做出来没有抱太大希望，不过最后的结果还是喜人的，基本完成了预期目标。以后做事还是要尽力的，没有结束之前绝不放弃。

04209729高元

我们的SRTP项目名称是头控转动感应鼠标。顾名思义，就是通过头部的动作完成鼠标的基本功能。现在的市场上有各种各样的仿生鼠标、懒人鼠标，但是头控鼠标还没有被推广，因为目前市场上的头控鼠标主要针对残疾人士，且造价比较高，所以我们小组制定了一个相对成本较低的方案来实现这个创意。

这个项目才开始并不被人看好，很多人觉得难以实现，但是我们排除万难，通过组长的不懈坚持和队员们的团结协作，最终还是赶在验收前完成了既定方案。我们的项目是基于单片机来制作的，因此在项目初期，小组成员们对方案进行了较长时间的讨论，排除了一些不合适的设计，最终达成了这样的结果。

每个项目都是一个学习的过程，从最开始的一筹莫展到后来的方案确立，再到实际操作完成作品，我收获很多。软件方面，最开始的时候我们只能照着例程简单模仿，到后来能够按照我们的思路表达出我们需要的成果，需要的不仅是时间，还有耐心。而硬件电路的制作与调试也是也是一个很需要花时间的方面。但是经过队友们的团结合作和组长的合理安排，我们还是顺利的完成了这个项目。

通过这次项目，我们深刻的认识到“世上无难事，只怕有心人。”一件事，只要用心的去做，坚持到底不放弃，总会有收获的。

04209721 李皓

经过一年多的共同努力，我们的项目终于完工了。从最初美好的想法到投身实践，做这个项目真的教会了我们许多，我们还学会了单片机语言。让我们不再是只会读死书的书呆子，成了真正有动手能力的人。

任何的创新发明，灵感只是一刹那的事，但灵感的闪现的心的作用。当我们用心去体会、观察周围的事物时，日积月累，内心便会产生一个新事物的雏形，当在你心里越长越大的时候，你就会迫切地想将它呈现在世人的面前。

我们的头控感应鼠标就是在这样一种情况下产生的。有了这个想法以后，便利用自己学过的知识以及一些生活中的实践经验，开始了研究。怎样能够让人自由地通过转动头部来控制鼠标呢？头部的转动可以用传感器来识别，对于传感器该如何处理呢，这便是技术性问题了。我们就这样开始了一步步的研究。

各种各样的想法到最终确定一种想法，然后查资料，制作，实验，再制作，改进再改进，这需要很大的恒心与毅力，否则就会被繁琐的事情磨得失去了耐心，还需花费大量的精力，并且保证学习和研究两不误，这就要求我们学会有效地统筹安排时间。兴趣是最

好的老师，所以再苦再累有了兴趣这个老师就会变成一种乐趣。

天才就是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水，爱迪生的这句名言现在是深刻体会到了。一点灵感要将它变成现实还需大量的努力啊！

团队的合作也是很重要的，这个社会不是个人的社会，而是一个人与人紧密相连的社会，所以团队精神显得犹为重要。个人的力量是有限的，但集体的力量却是强大的，正所谓三个臭皮匠赛过诸葛亮，在这过程中我们不仅学到了很多书本上没有的东西，还增进了友谊。

还有就是老师对我们的研究提供了宝贵的意见，使我们少走了很多弯路，在这里真的很感谢他对我们的帮助与支持！

在这以后我们都成长了很多，我们会再接再厉，拿出更大的勇气与信心迎接生活的挑战！

04209723 陈悦鹏

从着手开始做这个项目时候的一头雾水，不知从何处下手到后来最终完成srtp项目，虽然还有些小小的遗憾，但是一路走来感触良多。

刚开始时我们毫无头绪，由于现在常用鼠标是USB设备，我们就讨论着去图书馆借了很多的关于USB的书，想从书中关于USB设备开发的介绍得到启发。面对完全陌生的知识，我们多次想到放弃。但是在不断的查找资料的时候，看到书中提到很多USB设备开

发是有模版的，Cypress公司提供的开发工具就可以节省很多工作，加快开发进度。所以我们从USB 2.0的相关协议入手，查找事都有合适的芯片使用。然后我们熟悉各种软硬件的使用，虽然在过程中我们不断遇到问题，例如如何采集头部信号等等。开始打算使用摄像头来确定头部动作，不过经讨论放弃了这一方案，原因是没有一套完整的计划，后来施奕帆提出使用陀螺仪测定旋转角速度，讨论后决定使用这一方案。

通过整个srtp项目，我们熟悉了各个模块的组成及功能，拓宽了知识面、锻炼了动手能力。参与到项目中，从无到有的过程中，我体会到了期间的迷茫、困惑、疲倦、希望、兴奋，感受到了做事的不易，明白的团队的意义与价值。尤其是团队协作，几个人组成一个项目组，大家都各有所长，有人擅长软件、有人擅长硬件、有人擅长系统分析、有人擅长电路制作、还有人擅长报告撰写„„在一起合作，我们互相取长补短，相互学习，为着一个共同的目标一起努力。通过这段时间的参与，我不仅又学得了新知识，还锻炼了自己的动手能力，更是得到了一段宝贵的团队合作的经历，从中我受益匪浅。

第四篇：课外研学报告

国家热力发电现状及发展

摘要：人类的历史可以说是一个对能源开发和利用的历史，从蒸汽机时代到电力系统迅速发展的现在，乃至核能的投入运用，每一次能源革命都无不带来了人类社会的巨大飞跃和发展，给人类的生存及文明的传承发展提供了丰富的物质基础。随着社会的飞速发展，世界各国对能源的需求将会日益的增长，因此在能源资源日渐枯竭的当今，完善能源系统体系，提高能源的有效利用，不仅是我国，甚至是全世界关注的焦点问题。电力资源作为人类生产生活的主要能源物资，对社会发展和进步起着举足轻重的作用。随着科学技术的快速发展，国家对环保和节能的要求不断提高，热力发电行业发生了前所未有的巨大变化，以适应当代能源战略发展的需求。

关键字：能源 热力发电 节能

动力机械及工程学科以燃气轮机、汽轮机、内燃机和正在发展中的其它新型动力机械及其系统为对象，研究如何把燃料的化学能和流体动能安全、高效、低污染地转换成动力的基本规律和过程，研究转换过程中的系统和设备，以及与此相关的控制技术。它涉及能源、交通、电力、航空、农业、环境等与国民经济、社会发展及国防工业密切相关的领域。因此热力发电是以动力机械及工程学科为基础的能源产业。热力发电厂以煤为燃料，煤在锅炉内燃烧，将锅炉里的水加热生成蒸汽，然后将来自锅炉的具有一定温度、压力的蒸汽经主汽阀和调节汽阀进入汽轮机内，依次流过一系列环形安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将其热能转换成推动汽轮机转子旋转的机械能，通过联轴器驱动发电机发电。膨胀做功后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，排汽至凝汽器凝结成水，再送至加热器、经给水送往锅炉加热成蒸汽，如此循环。也就是蒸汽的热能在喷嘴栅中首先转变为动能，然后在动叶栅中再使这部分动能转变为机械能。工作原理就是一个能量转换过程，即热能--动能--机械能--电能。最终将电发送出去。

我国热力发电厂种类划分及概述

一次能源转化为洁净、方便的二次能源的工厂。电厂的形式大致可以这样分类：

一、按供出产品品种分类(一)发电厂

只生产电能向外供给的工厂，即凝汽式发电厂。根据国家的能源政策，今后建设的发电厂的单机容量必须在125MW以上，单机容量50MW及以下的现役常规火电

机组将在2003年底以前逐步停止运行，关停确有困难的个别机组，关停时间可适当推迟，但必须经国家经贸委批准。对单机容量100MW的机组国家正在研究停运意见和措施。

我国发电厂的主力机组也将由目前的单机容量300MW逐步转移到600MW。国家鼓励综合利用煤矸石(发热量12550kJ／kg以下)、煤泥、石煤、垃圾等低热值燃料和利用余热、余压、生物质能、沼气、煤层气、高炉煤气等综合利用资源的发电工程，其单机容量不受限制。(二)热电厂

既向外供电、也向外供热(热水、蒸汽)的工厂。根据国家计委、经贸委、原电力部等部委规定，建设热电厂应符合下列指标： 1．电厂总热效率年平均大于45％；

2．单机容量50MW以下的热电机组，其热电比年平均应大于100%； 3．单机容量50~200MW以下的热电机组，其热电比年平均应大于50％； 4．单机容量200MW及以上抽汽凝汽两用供热机组，在采暖期其热电比应大于50％。

二、按主要设备品种分类 常规火力发电厂

由常规煤粉炉、凝汽式汽轮发电机组为主要设备组建的发电厂，这是火力发电厂的基本类型。

它由热力系统，燃料供应系统，除灰系统，化学水处理系统，供水系统，电气系统，热工控制系统，附属生产系统组成。

热力系统：

是常规火电厂实现热功转换热力部分的工艺系统。它通过热力管道及阀门将各热力设备有机地联系起来，以在各种工况下能安全经济、连续地将燃料的能量转换成机械能。

联系热力设备的汽水管道有主蒸汽管道、主给水管道、再热蒸汽管道、旁路蒸汽管道、主凝结水管道、抽汽管道、低压给水管道、辅助蒸汽管道、轴封及门杆漏汽管道、锅炉排污管道、加热器疏水管道、排汽管道等。

热力系统除联系热力设备的汽水管道外，还有煤粉制备系统。它是为提高锅炉效率和经济性能，将原煤碾磨成细粉然后送进锅炉炉膛进行悬浮燃烧所需设备和有关连接管道的组合，常简称为制粉系统。燃料供应系统：

是接受燃料、储存、并向锅炉输送的工艺系统，有输煤系统和点火油系统。煤的最主要的运输方式是火车，沿海、沿江电厂也多采用船运。当由铁路来煤时，卸煤机械大型电厂选用自卸式底开车、翻车机，中、小型电厂选用螺旋卸煤机、装卸桥。贮煤设施除贮煤场外，尚有干煤棚和贮煤筒仓，煤场堆取设备一般选用悬臂式斗轮堆取料机或门式斗轮堆取料机。皮带机向锅炉房输煤是基本的上煤方式。点火油系统除点火时投入运行外，在锅炉低负荷时投油以保证其稳定燃烧。除灰系统：

是将煤燃烧后产生的灰、渣运出、堆放的系统。除灰系统的形式是选厂阶段、可行性研究阶段考虑方案最多的专业之一。系统的选择要根据灰渣量，灰渣的化学、物理特性，除尘器型式，排渣装置形式，冲灰水质、水量，发电厂与贮灰场的距离、高差、地形、地质和气象等条件，通过技术经济比较确定。

除灰系统按输送介质分为水力除灰和气力除灰系统。水力除灰分低浓度灰渣分除系统，低浓度灰渣混除系统，高浓度灰渣混除系统，高浓度输灰、低浓度(或汽车)输渣分除系统；气力除灰系统分负压气力除灰系统和正压气力除灰系统。除渣可按需要选用于式或水力输送。化学水处理系统：

为了保证热力设备安全，防止热力设备结垢、腐蚀、积盐，用化学方法对不同品质的原水，对热力系统循环用水进行处理的系统。尤其是随热力设备参数的提高和容量的增大，对作为热力循环介质的水的要求也越来越高，火电厂化学水处理的任务就越来越重。

锅炉补给水处理是对热力系统汽水循环过程中，因各种汽水损失而需向锅炉补给的水处理技术。锅炉补给水处理方式的选择与锅炉参数、原水水质有关。高压参数以上的锅炉补给水几乎都采用离子交换的除盐方式．但都要进行预处理，除去水中的悬浮物及有机物，因此锅炉补给水处理系统一般由预处理及除盐系统组成；中低压锅炉一般采用钠离子交换剂对水作软化处理。

预处理是因天然原水不能直接补人热力循环系统，要经过混凝、澄清、过滤或反渗透、电渗析处理达到合格的品质作为补充水进入系统。对不同品质的原水处理的方式也不尽相同。

流经凝汽器的循环水会因铜管泄漏而进入热力系统的凝结水中，凝结水精处理也是用化学方法使其凝结水中的含盐量符合规定。另外，对循环水要进行防垢处理和防生物污染处理，对给水、炉水用化学方法除去其残余氧和盐，以保证热力设备安全。供水系统：

向热力系统凝汽器提供冷却用循环水及补充水的系统。电厂的供水主要用于下面一些方面：凝结汽轮机的排汽；供给汽轮发电机组的冷油器、空气或其他气体冷却器：冷却辅助机械的轴承；补充厂内外的汽、水损失；水力除灰及其他生产和生活上的需要等。其中凝汽器的冷却水量约占总冷却水量的95％以上。火电厂的供水基本上有两种不同的形式：由大海、江河、湖泊取水冷却凝汽器后直接排放的直流供水系统，或称开式供水系统；具有冷却水池、喷水池或冷水塔的循环供水系统，或称闭式供水系统；有时也可将两种方式结合起来运行，叫做联合供水系统或混合供水系统。

在缺水地区采用空气凝汽系统，空气凝汽系统的特点是取消了中间热介质——循环水或冷却水，用空气直按吸收汽轮机排汽的潜热并使排汽凝结。这种凝汽系统经常被称为干式冷却系统或空气冷却系统。空冷系统可分为直接空冷系统和间接空冷系统。电气系统：

将发电机发出的电能升压以便远距离输送给用户，并提供可靠的厂用电的系统。它也是火力发电厂内电气设施的总称，包括从发电机开始到升压站电力送出和从厂用电源开始所有的用电设备的一次回路，以及相应的控制、测量、保护和安全自动装置等二次回路，提供交直流操作和重要用电设备电源的直流、交流不停电电源和柴油机保安电源系统，保证设备安全的过电压、接地和火灾消防报警系统，照明、电缆、通信等厂内公用设施。电厂自动化系统：

利用各种自动化仪表和电子计算机等装置对火力发电厂生产过程进行监视、控制和管理，使之安全、经济运行的技术。由于对电厂运行的监视及控制系起源于对热力系统的热力过程，故也习惯上称热工控制系统。随着技术的进步，现已发展

到对电气系统、辅助生产系统等全厂生产的监视及控制，现称电厂自动化系统更为准确。

随着机组容量的增大、参数的提高，在人工控制方式下是无法实现机组安全经济运行的，自动化装置已成为发电厂不可缺少的重要组成部分。自动化的主要目的是：保证机组安全起停，正常经济运行；提高适应电网调度和负荷变化的能力；提高综合判断、处理事故的能力；减轻劳动强度，改善劳动条件，减少运行人员。火电厂自动化的功能主要通过以下自动化系统来实现：数据采集及处理系统；模拟量控制系统；顺序控制系统；保护连锁系统；电气控制系统；辅助设备及辅助系统的控制系统。附属生产系统：

它是保证火力发电厂安全、经济运行必不可少的附属生产项目，各自相对独立，不同的工程差别

又比较大。如电厂起动用锅炉房，发电机冷却用氢气的制氢站，仪用及检修用空压机站，各种废水处理及烟气连续监测的环保工程．各种实验室及车间检修设备等。

燃气—蒸汽联合循环(GAS)发电厂

气体或液体燃料在燃气轮机的燃烧室燃烧后进人燃机透平(3～4级)作功，带动发电机发电，燃料燃烧所需空气由进气装置经过滤后引入与燃气透平同轴的压气机压缩升压，进入环绕燃气轮机主轴的十几个燃烧室参与燃烧，这就是单循环燃气轮机发电厂。由于此时的排烟温度高达500～600℃，为回收热量，提高机组效率，同时也为减少热污染，在排烟道中增设余热锅炉，生产蒸汽，带动汽轮发电机组发电，这就是燃气一蒸汽联合循环发电厂。

燃气一蒸汽联合循环发电厂的特点是：热效率高、建设周期短、运行灵活、有害物排放量少、电厂占地少、耗水量少、定员少、投资少、高的可靠性与可用率、适用液体及气体等多种不同燃料，但环境温度对出力影响较大、厂址海拔对出力影响大、发电成本高。由于燃气蒸汽联合循环发电的优点，西气东输工程的实施，引进技术及合作生产的实现，燃气一蒸汽联合循环电站工程必将得到更快的发展。

由于燃机燃用的油或气比煤要贵很多，因而发电成本较高，这是我们在项目可行性研究时必须认真考虑的问题。

整体煤气化燃气一蒸汽联合循环(IGCCC)发电厂

IGCC发电的基本原理是将经过适当处理的煤送入气化炉，在一定温度和压力下通过气化剂(氧气和蒸汽)的加入，转化成燃料气体——即煤气，气化后的煤气经除尘和脱硫后再到燃气一蒸汽联合循环系统发电。达到以煤代油(或天然气)的目的，这样，就能间接地实现在供电效率很高的燃气一蒸汽联合循环中燃用固体燃料——煤的愿望。

显然，在这种发电技术中，燃气轮机、余热锅炉以及蒸汽轮机都是常规的成熟技术，所不同的主要是煤的气化和粗煤气的净化。人们希望通过这种发电方式，既能提高燃煤电站的供电效率，又能解决燃煤所带来的环境污染问题。因而它特别适用于燃用高硫煤，它是煤的清洁燃烧技术之一，是本世纪燃煤发电的一种发展方向。

循环流化床锅炉(CFB)发电厂

循环流化床锅炉是从鼓泡床沸腾炉发展起来的一种新型燃煤锅炉技术。它的工作原理是：将煤破碎成10mm以下的颗粒后送人炉膛，同时炉内存有大量床料(炉渣或石英砂)，由炉膛下部配风，使燃料在床料中呈“流态化”燃烧，并在炉膛出口安装旋风分离器，将分离下来的固体颗粒通过飞灰送回装置再次送人炉膛燃烧。

循环流化床锅炉的运行特点是燃料随床料在炉内多次循环，有足够的时间烧尽，使飞灰含硫量下降，燃烧效率提高。

循环流化床锅炉运行的最大特点是脱硫效果好，是煤的清洁燃烧技术之一，且燃烧效率高，燃料适应性广，燃烧热强度大，负荷调节性能好，“闷炉”24h之内能快速起动，故在电厂建设中得到广泛选用。但其初投资大，厂用电率高，受热面易受磨损与腐蚀。

增压流化床燃烧联合循环(PFBC)发电厂

所谓PFBC(增压流化床联合循环)技术就是把燃气轮机的燃烧室与产生蒸汽的增压锅炉燃烧室集成为一体。锅炉采用增压燃烧方式，强化燃料燃烧，同时，锅炉内的换热系数提高，传热过程加快，使锅炉的换热面减小。燃烧产生的燃气经过

部分吸热后进入燃气轮机内作功；在增压锅炉中产生的过热蒸汽则供到蒸汽轮机中去作功，从而形成燃气一蒸汽联合循环，达到进一步提高电站热效率的目的。由于PFBC技术具有燃气一蒸汽联合循环效率高的优点，而燃用的却是十分普通的煤炭，它同时又具有各种污染物排放量极低的CFB锅炉的种种优点。面对这一清洁的燃烧技术和我们这个环境日益恶化的地球，面对地球上优质燃料——天然气、石油只够用数十年，而普通的煤炭却可以再开采200~300年的现状，PFBC燃烧技术当然地具有巨大吸引力，它在未来的热力发电中必将占据一席之地。

原子能发电厂

某些重元素的原子核(如235U)在与中子发生相互作用时要发生核裂变，利用核裂变时所释放出的大量的裂变能转变为热能发电的电站就是核电站。目前技术上比较成熟、具有较高安全性、经济上有较好竞争力的商用核电厂的堆型有压水堆、沸水堆和重水堆，高温气冷堆和快中子增殖堆也是很有发展前途的堆型。压水堆是目前核电厂最主要的堆型。压水堆核电厂由两个回路组成，一回路为核岛，二回路为常规岛。一回路与二回路系统完全隔开，各自为一密闭的循环系统。它的原理流程为：主泵将高压冷却剂送入反应堆，带出核燃料放出的裂变能，冷却剂流出反应堆后进入蒸汽发生器，通过其数千根传热管，把热量传给管外的二回路的介质——水，使之沸腾产生蒸汽。冷却剂流经蒸汽发生器后，再由主泵送入反应堆，如此循环不已，不断地将反应堆中的热量带出和转换蒸汽，蒸汽再冲 转汽轮发电机组发电。

在核电厂中把由蒸汽转换成电能的部分统称为常规岛，其主要原理和组成与常规火电厂的相应部分基本相同。但进入汽轮机的蒸汽参数比火电站的要低得多(蒸汽压力小于7.0Pa)，且是湿度约为O.44％的饱和蒸汽。如与同样功率的火电站相比，则核电厂的汽轮机等设备外形要比常规火电站的大得多。

核电厂的再热器是汽-汽换热器，它布置在汽轮机运行层的机组两侧，这是与常规火电站的又一区别。

由于核电厂的建设成本与发电成本逐步下降，核电安全性的提高，核电在世界范围内得到迅速发展，并已成为一些国家的主要发电方式。地热电站

地球本身是一个巨大的热源体，地面下的温度是每百米约增加3℃，地核的温度据估计约为5000℃。火山爆发是地热能源释放的典型表现，温泉浴是地热能源利用的最原始方法。地热发电也是利用水为载体的热力发电，蒸汽的搜集方式有如下几种：直接利用蒸汽法，减压扩容法，汽水分离法，低沸点工质法。地热发电非常具有吸引力，但由于地域及资源的限制，装机容量较小，装机速度也较慢。西藏羊八井地热发电厂是我国第一座地热电站，使我国的地热发电技术在世界上占了一席之地。垃圾电站

垃圾发电方式迅速、无害、自动化程度高，但要求垃圾平均低位热值不低于3344kJ／kg，否则焚化成本会大大增加。而随着我国城市燃料结构的改变，垃圾成分也在变化，垃圾中可燃成分越来越多，达到这一热值要求是不难的。垃圾电站属环保产业，有的称“垃圾无害化处理工厂”，也有称“垃圾焚烧厂”，因而财务评价与一般电站是有区别的。目前城市的垃圾处理费可支付给垃圾电站，即主要燃料不但不花钱，还可得到补贴，城市维护建设税可减免；企业增值税、所得税也可减免，在这些优惠条件下建设的垃圾电站，其财务评价和国民经济评价的效益都会非常好。由于建设垃圾电站利国、利民、也有利于企业，建设垃圾电站的城市也越来愈多。

第五篇：2012年电气工程心得体会

黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

2012继续教育 直流拖动控制系统学习体会

通过本次2012专业技术人员继续教育知识更新培训过程中对无运动控制系统中直流拖动控制系统知识的学习，使我进一步掌握了运动控制系统中的直流拖动控制系统基础理论知识，加深了对直流控制系统的认识和理解，为今后在实际工作中的理论和实践相结合打下了坚实的基础。通过本次知识更新培训，我掌握了以下关于直流拖动控制系统的理论基础知识。

一、直流拖动系统三种调速方法及各自工特性

1、调压调速

工作条件： 保持励磁  = N ；保持电阻 R = Ra

调节过程：改变电压 UN  U：Un ，n0 

调速特性：转速下降，机械特性曲线平行下移。

2、调阻调速

工作条件： 保持励磁  = N ； 保持电压 U =UN ； 调节过程：增加电阻 Ra  R：R  n ，n0不变；

调速特性：转速下降，机械特性曲线变软。

3、调磁调速

工作条件：保持电压 U =UN ；保持电阻 R = R a ； 调节过程：减小励磁 N  ：   n ，n0 

调速特性：转速上升，机械特性曲线变软。

因此，对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。因此，直流调速系统往往以调压调速为主。

二、直流调速系统用的可控直流电源

调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。这种可控直流电源分为：

（1）旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，获得可调的直黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

流电压。

（2）静止式可控整流器——用静止式的可控整流器获得可调的直流电压。（3）直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，产生可变的平均电压。其中：

旋转变流机组又简称G-M系统，其工作原理为：由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电，调节G 的励磁电流 if

即可改变其输出电压 U，从而调节电动机的转速 n。

旋转变流机组和由它供电的直流调速系统（G-M系统）原理图

静止式可控整流器简称为V-M系统，其工作原理是，通过调节触发装置 GT 的控制电压控制晶闸管可控整流器的通断，来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压，从而实现平滑调速。由于V-M系统在控制作用的快速性上具有良好的优越性，大大提高系统的动态性能。

晶闸管-电动机调速系统（V-M系统）原理图

斩波器的基本控制原理 黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

在图1-5a）中，VT 表示电力电子开关器件，VD 表示续流二极管。当VT 导通时，直流电源电压 Us 加到电动机上；当VT 关断时，直流电源与电机脱开，电动机电枢经 VD 续流，两端电压接近于零。好像是电源电压Us在ton 时间内被接上，又在 T-ton 时间内被斩断，故称“斩波”。

原理图

电压波形图

直流斩波器-电动机系统的原理图和电压波形

由于直流PWM调速系统具有主电路线路简单，需用的功率器件少；开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000左右；若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高等优点，直流PWM调速系统作为一种新技术，发展迅速，应用日益广泛，特别在中、小容量的系统中，已取代V-M系统成为主要的直流调速方式。

PWM变换器的直流电源通常由交流电网经不可控的二极管整流器产生，并采用大电容C滤波，以获得恒定的直流电压，电容C同时对感性负载的无功功率起储能缓冲作用。

对于PWM变换器中的滤波电容，其作用除滤波外，还有当电机制动时吸收运行系统动能的作用。由于直流电源靠二极管整流器供电，不可能回馈电能，电机制动时只好对滤波电容充电，这将使电容两端电压升高，称作“泵升电压”。电力电子器件的耐压限制着最高泵升电压，因此电容量就不可能很小，一般几千瓦的调速系统所需的电容量达到数千微法。在大容量或负载有较大惯量的系统中，不可能只靠电容器来限制泵升电压，这时，可以采用下图中的镇流电阻

Rb 来消耗掉部分动能。分流电路靠开关器件 VTb 在泵升电压达到允许数值时接通。

对于更大容量的系统，为了提高效率，可以在二极管整流器输出端并接逆变器，把多余的能量逆变后回馈电网。

如图所示为PWM控制器和变换器的框图，其驱动电压都由 PWM 控制器发出，PWM控制与变换器的动态数学模型和晶闸管触发与整流装置基本一致。黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

根据PWM变换器工作原理，不难看出，当控制电压改变时，PWM变换器输出平均电压按线性规律变化，但其响应会有延迟，最大的时延是一个开关周期 T。

PWM控制与变换器的框图

因此PWM控制与变换器（简称PWM装置）也可以看成是一个滞后环节。

三、直流调速系统的分类、组成、工作原理及特性

直流调速系统可分为两大类，即：开环调速系统和闭环调速系统。由于开环调速系统在实际应用中存在着局限性，而且在调速性能也不能满足调速精度的要求，故开环调速已不能满足要求，需采用反馈控制的闭环调速系统来解决这些问题。

（一）闭环调速系统的组成、工作原理及特性

根据自动控制原理，反馈控制的闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统，只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。

调速系统的转速降落正是由负载引起的转速偏差，显然，引入转速闭环将使调速系统应该能够大大减少转速降落。

系统组成

图1-24 带转速负反馈的闭环直流调速系统原理框图

调节原理

在反馈控制的闭环直流调速系统中，与电动机同轴安装一台测速发电机 TG，从而引出与被调量转速成正比的负反馈电压Un，与给定电压 U*n 相比较后，得到转速偏差电压 Un，经过放大器 A，产生电力电子变换器UPE的控黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

制电压Uc，用以控制电动机转速 n。

UPE的组成

UPE是由电力电子器件组成的变换器，其输入接三组（或单相）交流电源，输出为可控的直流电压，控制电压为Uc。

目前，组成UPE的电力电子器件有如下几种选择方案：

（1）对于中、小容量系统，多采用由IGBT或P-MOSFET组成的PWM 变换器。

（2）对于较大容量的系统，可采用其他电力电子开关器件，如GTO、IGCT等。

（3）对于特大容量的系统，则常用晶闸管触发与整流装置。

任何一台需要控制转速的设备，其生产工艺对调速性能都有一定的要求。归纳起来，对于调速系统的转速控制要求有以下三个方面：

1.控制要求

1）调速——在一定的最高转速和最低转速范围内，分挡地（有级）或平滑地（无级）调节转速；

2）稳速——以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量；

3）加、减速——频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起，制动尽量平稳。

2.调速指标

1）调速范围——生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围。

2）静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落 nN，与理想空载转速 n0 之比，称作静差率 s，即

s= nN / n0

一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。

而闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是，须增设电压放大器以及检测与反馈装置。

转速反馈闭环调速系统是一种基本的反馈控制系统，它具有被调量有静差、抵抗扰动，服从给定、系统的精度依赖于给定和反馈检测精度等三个基本特征，也就是反馈控制的基本规律，各种不另加其他调节器的基本反馈控制系统都服从于这些规律。黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

反馈控制系统的规律是：一方面能够有效地抑制一切被包在负反馈环内前向通道上的扰动作用；另一方面，则紧紧地跟随着给定作用，对给定信号的任何变化都是唯命是从的。

四、转速、电流双闭环直流调速系统的工程设计问题

（一）转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性

为实现在单闭环系统中能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程及实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程，采用电流负反馈来实现近似的恒流过程达到控制目的。即：起动过程，只有电流负反馈，没有转速负反馈；同时稳态时，只有转速负反馈，没有电流负反馈。

为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套（或称串级）联接如下图所示。

1.系统的组成

转速、电流双闭环直流调速系统结构

ASR—转速调节器

ACR—电流调节器

TG—测速发电机 TA—电流互感器

UPE—电力电子变换器

图中，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

2.系统电路结构

为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用

P I 调节器，这样构成的双闭环直流调速系统的电路原理图示于下图。

（1）转速调节器ASR的输出限幅电压U*im决定了电流给定电压的最大 值；

（2）电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子变换器的最大黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

输出电压Udm。

双闭环直流调速系统的电路原理图

稳态结构图和静特性

为了分析双闭环调速系统的静特性，必须先绘出它的稳态结构图，如下图。它可以很方便地根据上图的原理图画出来，只要注意用带限幅的输出特性表示PI 调节器就可以了。分析静特性的关键是掌握这样的 PI 调节器的稳态特征。

1.系统稳态结构框图

双闭环直流调速系统的稳态结构框图

—转速反馈系数

 —电流反馈系数 2.限幅作用 存在两种状况：

（1）饱和——输出达到限幅值

当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，除非有反向的黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

输入信号使调节器退出饱和；换句话说，饱和的调节器暂时隔断了输入和输出间的联系，相当于使该调节环开环。

（2）不饱和——输出未达到限幅值

当调节器不饱和时，PI 作用使输入偏差电压在稳态时总是零。

在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。

（二）双闭环直流调速系统的动态数学模型 1.系统动态结构

在单闭环直流调速系统动态数学模型的基础上，考虑双闭环控制的结构，即可绘出双闭环直流调速系统的动态结构框图，如下图所示。

图2-6双闭环直流调速系统的动态结构框图

2.数学模型

图2-6中WASR(s)和WACR(s)分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。如果采用PI调节器，则有

WASR(s)Knns1 nsWACR(s)Kiis1 is

五、直流调速系统的数字控制

虽然模拟系统具有物理概念清晰、控制信号流向直观等优点，但其控制规律体现在硬件电路和所用的器件上，因而线路复杂、通用性差，控制效果受到器件的性能、温度等因素的影响。为了适应不断发展的技术要求，随着电子技术的发展，以微处理器为核心的数字控制系统（简称微机数字控制系统）硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响；其控制软件能够进行逻辑判断和复杂运算，可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

智能化等控制规律，而且更改起来灵活方便。

微机数字控制系统的稳定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，还拥有信息存储、数据通信和故障诊断等模拟控制系统无法实现的功能。

由于计算机只能处理数字信号，因此，与模拟控制系统相比，微机数字控制系统的主要特点是离散化和数字化。

（一）微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件

系统组成方式

数字控制直流调速系统的组成方式大致可分为三种： 1.数模混合控制系统 2.数字电路控制系统 3.计算机控制系统（1）数模混合控制系统

数模混合控制系统特点：

转速采用模拟调节器，也可采用模拟调节器； 电流调节器采用数字调节器； 脉冲触发装置则采用模拟电路。

（2）数字电路控制系统 黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

数字电路控制系统特点：

除主电路和功放电路外，转速、电流调节器，以及脉冲触发装置等全部由数字电路组成。

（3）计算机控制系统

在数字装置中，由计算机软硬件实现其功能，即为计算机控制系统。系统的特点：

双闭环系统结构，采用微机控制。

全数字电路，实现脉冲触发、转速给定和检测。采用数字PI算法，由软件实现转速、电流调节。

微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件结构

微机数字控制双闭环直流调速系统硬件结构如图3-4所示，系统由以下部分组成： 主电路 检测电路 控制电路 给定电路 黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

显示电路

图3-4 微机数字控制双闭环直流PWM调速系统硬件结构图

六、掌握可逆系统的结构、工作原理、控制方式和性能。

（一）单片微机控制的PWM可逆直流调速系统结构

中、小功率的可逆直流调速系统多采用由电力电子功率开关器件组成的桥式可逆PWM变换器。系统组成

图4-1 PWM可逆直流调速系统原理图 黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

UR—整流器；

UPEM—桥式可逆电力电子变换器，主电路与图1-22相同，须要注意的是，直流变换器必须是可逆的；

GD—驱动电路模块，内部含有光电隔离电路和开关放大电路； UPW—PWM波生成环节，其算法包含在单片微机软件中； TG—为测速发电机，当调速精度要求较高时可采用数字测速码盘；

TA—霍尔电流传感器；

V-M系统的可逆线路

根据电机理论，改变电枢电压的极性，或者改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向。因此，V-M系统的可逆线路有两种方式：

（1）电枢反接可逆线路；（2）励磁反接可逆线路。1.电枢反接可逆线路

电枢反接可逆线路的形式有多种，这里介绍如下3种方式：（1）接触器开关切换的可逆线路（2）晶闸管开关切换的可逆线路（3）两组晶闸管装置反并联可逆线路

（1）接触器开关切换的可逆线路 • • KMF闭合，电动机正转； KMR闭合，电动机反转。

（2）晶闸管开关切换的可逆线路 • • VT1、VT4导通，电动机正转； VT2、VT3导通，电动机反转。黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

晶闸管开关切换的可逆线路

接触器切换可逆线路的特点    优点：

缺点：有触点切换，开关寿命短； 应用：不经常正反转的生产机械。

较大功率的可逆直流调速系统多采用晶闸管-电动机系统。由于晶闸管的单向导电性，需要可逆运行时经常采用两组晶闸管可控整流装置反并联的可逆线路，如下图所示。

两组晶闸管装置反并联可逆供电方式

仅需一组晶闸管装置，简单、经济。

需自由停车后才能反向，时间长。（3）两组晶闸管装置反并联可逆线路

a)电路结构

b)运行范围 图4-2 两组晶闸管可控整流装置反并联可逆线路

 两组晶闸管装置可逆运行模式   升、降速。

但是，不允许让两组晶闸管同时处于整流状态，否则将造成电源短路，因此对控制电路提出了严格的要求。2.励磁反接可逆线路

改变励磁电流的方向也能使电动机改变转向。与电枢反接可逆线路一样，可以电动机正转时，由正组晶闸管装置VF供电； 反转时，由反组晶闸管装置VR供电。

两组晶闸管分别由两套触发装置控制，都能灵活地控制电动机的起、制动和黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

采用接触器开关或晶闸管开关切换方式，也可采用两组晶闸管反并联供电方式来改变励磁方向。

励磁反接可逆线路见下图，电动机电枢用一组晶闸管装置供电，励磁绕组由另外的两组晶闸管装置供电。

励磁反接可逆供电方式：

晶闸管反并联励磁反接可逆线路

励磁反接的特点： 优点：供电装置功率小。

由于励磁功率仅占电动机额定功率的1~5%，因此，采用励磁反接方案，所需晶闸管装置的容量小、投资少、效益高。缺点：改变转向时间长。

由于励磁绕组的电感大，励磁反向的过程较慢；又因电动机不允许在失磁的情况下运行，因此系统控制相对复杂一些。

总之，通过本次2012专业技术人员继续教育知识更新培训的学习，体会到直流调速系统的发展是一个从简单到复杂、从开环到闭环、从单环到多环、从单向调速到可逆调速的不断丰富和完善的过程。单闭环不仅是转速闭环一种，根据实际应用要求不同可以采用电压负反馈、电流补偿等替代措施。有环流可逆调速系统和无环流可逆调速系统都在不官完善和发展之中。

其次，随着电子技术的发展，微型控制器及计算机在调速技术的得到了广泛的使用，使运动控制技术得到了突破性的发展。

通过本次培训，使我在运动系统控制技术方面的理论知识得到了拓展和提高，在以后的工作和实践中进一步深入学习和研究，并不断在实践中加以利用，为做好本职工作打好、打实理论基础。黑龙江省2012专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

学员信息：