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电气工程实习报告四篇

2022-04-08

电气工程实习报告四篇

实习报告】导语,我们大家所阅览的此共有17958文字,由孔建兴专心更正,发布到祈祷工作报告网!直流电机(direct current machine)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为电能。控制是指为了确保组织内各项计划按规定去完成而进行的监督和纠偏的过程。具体地说,控制就是通过不断地接受和交换企业的内外信息,按照预定的计划指标和标准,调查监督实际经济活动的执行情况,若发现偏差,及时找出主要原因,并根据环境条件的变化,采取自我调整的措施,使企业的生产经营活动能按照预定的计划进行或适当修改计划,确保企业经济目标实现的管理活动。电气工程实习报告四篇如果你对这类文章有更多的感触,可以发表分享给大家!

今天我们学习了解工业缝纫机的故障处理。当操作者加错了润滑油,特别是加注了植物油;梭床内污垢太多,会使机头转动沉滞,连杆螺钉、圆锥螺丝装得过紧;处理方法:用煤油冲洗设备后,重新加注缝纫机润滑油;清洗梭床,然后调松螺丝,保证其有一定的间隙。

另外送转时,半圈沉滞、半圈轻滑或每转一圈有一个沉滞点;梭床内轮有线头运转时,不仅半圈沉滞而且伴有剧烈的抖动和噪音。

则是由于送布牙位置偏高或齿缝内积聚了过多的污垢,使送布牙上升时与针板相碰;处理方法:清理梭床,并加注少许缝纫机油;清洗或调低送布牙,或更换、校直针杆。

今天我们进入了工厂内的变电站。现场指导老师主要向我介绍了怎样判别电源变压器参数:电源变压器标称功率、电压、电流等参数的标记,日久会脱落或消失。下面介绍无标记电源变压器参数的判别方法。此方法对选购电源变压器也有参考价值。

1、从外形识别常用电源变压器的铁芯有E形和C形两种。E形铁芯变压器呈壳式结构,采用D41、D42优质硅钢片作铁芯,应用广泛。C形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯,磁漏小,体积小,呈芯式结构。 2、从绕组引出端子数识别电源变压器常见的有两个绕组,即一个初级和一个次级绕组,因此有四个引出端。有的电源变压器为防止交流声及其他干扰,初、 次级绕组间往往加一屏蔽层,其屏蔽层是接地端。因此,电源变压器接线端子至少是4个。

3、从硅钢片的叠片方式识别E形电源变压器的硅钢片是交插入的,E片和I片间不留空气隙,整个铁芯严丝合缝。音频输入、输出变压器的E片和I片之间留有一定的空气隙,这是区别电源和音频变压器的最直观方法。至于C形变压器,一般都是电源变压器。然后就是互感器,互感器是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成

标准低电压(100V)或标准小电流(5A或10A,均指额定值),以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统,以保证人身和设备的安全。按比例变换电压或电流的设备。互感器分为电压互感器和电流互感器两大类,其主要作用有:将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备;将一次系统的高电 压、大电流变换为二次侧的低电压(标准值)、小电流(标准值),使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化,并降低了对二次设备的绝缘要求;将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离,从而保证了二次设备和人身的安全

20xx年4月1号

由于最近出了几起安全事故,所以今天主要是接受了一些安全教育,不管是什么工作,都要严格按照工作章程来操作,不得违规操作,以免带来不必要的损失。安全第一,这是无论进那个车间之前都要反复强调和注意的。接下来就是工厂的安全员讲解了有关生产安全和实习需要注意的一些事情。个人总结主要有以下的要求:

1列队整齐,严禁嬉戏打闹。

2严禁在厂区吸烟,喝酒,听MP3等

3佩戴好劳动物品:具体包括安全帽、劳保鞋、长衣长裤等等

4实习中要走在安全通道中

5严禁拍照,抄写和窃取相关资料

6按规定安排实习,严禁串岗在实际安全生产中,还有些注意事项,

比如“三违”,即违规指挥、违规作业、违反劳动纪律。此外还有“四不放过”,“三措施”等等,分别是对危险事故的预防和发生后的责任承担所提出的。可以说人为因素是造成事故的主要因素。安全员讲解了很多关于生产安全的事情,然后,带领我们参观了第一个生产车间,在带领我们参观的时间,具体工作岗位是干什么的,都讲解的很清楚,还有具体点工作岗位在工作的过程中要注意哪些安全,还有如果这的发生安全事故应采取哪些积极有效地措施远离危险,减少生命和财产损失。

电气工程实习报告 篇 第二篇

一、 前言

在20——年—月—日下午1点30分,我们参观了位于扬州的江都五十万变电所。这次参观学习,使我了解500kV江都变电所是江苏省第一座、华东第二座、全国第八座500kV变电所,1985年6月1日开始基建,至1987年12月27日投入运行。通过这次参观学习,我了解到电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业,是关系国计民生、国民经济的第一基础产业,并使我对发电,输配电,电气设备和控制设备等各个环节有了一定的初步认识和了解,增加了我们对本专业的更深一层的理解,受益匪浅。

二、 企业介绍

500KV江都变电所位于江苏省江都市北郊,占地160亩,是华东电网重要的枢纽变电所。江都变电所是国家七五重点工程,始建于1985年,1987年12月27日正式投产,1999年二期扩建工程顺利完成。江都变电所是500KV华东东线电网网架中联接长江南北的重要变电所。江都变电所现江都变电所有三个电压等级,500KV采用3/2开关接线方式,220KV采用双母线单分段带旁路接线方式,35KV采用单母线接线方式。500KV江都变电所是华东电网北电南送的咽喉要道,在整个华东地区扮演着不可或缺的重要角色。

其实变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全,在变电所中还需进行电压调整、潮流控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。按用途可分为电力变电所和牵引变电所(电气铁路和电车用)。电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。

三、实习内容

1、电能的产生、传输

火力发电系统主要由燃烧系统(以锅炉为核心)、汽水系统(主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成)、电气系统(以汽轮发电机、主变压器等为主)、控制系统等组成。前二者产生高温高压蒸汽;电气系统实现由热能、机械能到电能的转变;控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。简单的说就是利用燃料(煤)发热,加热水,形成高温高压过热蒸汽,推动气轮机旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁力线,发出电能,再利用升压变压器,升到系统电压,与系统并网,向外输送电能

2、电气设备

(1)高压开关柜:高压开关柜是用于电力系统的电气柜设备。高压开关柜的作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中,进行开合、控制和保护。高压开关柜内的部件主要有高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压操作机构等。

(2)低压开关柜:发电环节:电压从低压变到高压时,实现高压输电,必须需要用开关柜;配电环节:电压从高压变到低压,实现低压用电,也必须要用开关柜。

(3)变压器:变压器利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)。在电器设备和无线电路中,常用作升降电压、匹配阻抗,安全隔离等。

(4)汽轮机:汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械,又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等,还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要 。

(5)电压、电流互感器:电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时,在铁心中就产生一个磁通φ,根据电磁感应定律,则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。

电流互感器起到变流和电气隔离作用。便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流,避免直接测量线路的危险。电流互感器是升压(降流)变压器,它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器,电流互感器将高电流按比例转换成低电流,电流互感器一次侧接在一次系统,二次侧接测量仪表、继电保护等。

3、控制设备

(1)DCS控制系统

其中DCS系统(DIstributed Control System,分散控制系统)是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂应运而生的综合控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的,它是计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的产物,可提供窗口友好的人机界面和强大的通讯功能,是完成过程控制、过程管理的现代化设备。由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。此外,由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一,可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机,从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。其次,DCS采用开放式,标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。

(2)PLC可编程控制器

关于PLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器,用于控制机械的生产过程,是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。

四、感受和体会

本人通过这次实习,我了解和掌握了变电所的主要结构、使用的电气设备和工作流程,以及产品生产用技术资料、生产组织管理等内容,加深对变电所的工作原理、设计、试验等基本理论的理解,使我们了解和掌握更多与本专业有关的知识。从而认识了自己专业在社会中扮演的位置,明确了自己的努力方向,在今后的学习我们应当多接触电力电子技术,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,努力使自己在毕业后成为能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。

五、结论和建议

我在这次实习中,深刻的体会到了,作为一名电气专业的学生,我们所学习的知识,不能仅仅停留在课本上的,而是要在实习中不断增强自己的动手能力和积累经验,,课本上学习到的知识是要应用在实际工作生产中的,所以我认为我们应该利用课余时间多接触社会,利用所学知识于实践中求真知。同时变电所具有的严谨,踏实的工作作风值得我们学习。

电气工程实习报告 篇 第三篇

我作为一个电气工程学院的学生对这次认识有着特别深刻的体会。认识实习是学生大学学习很重要的实践环节。实习是每一个大学毕业生必的必修课,它不仅让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,还使我们开阔了视野,增长了见识,为我们以后更好把所学的知识运用到实际工作中打下坚实的基础。通过生产实习使我更深入地接触专业知识,进一步了解环境保护工作的实际,了解环境治理过程中存在的问题和理论和实际相冲突的难点问题,并通过撰写实习报告,使我学会综合应用所学知识,提高分析和解决专业问题的能力。

在为期一上午的实习中,我参观了学校的中心配电室、给水厂、锅炉房还有污水处理厂。在领队老师和现场工程技术人员的细心知道解说下,我具体了解了以下四个方面的专业方向指的知识:高电压技术及高压输电输变电设备知识;地下水净化和加压供水知识;锅炉基本工作原理以及污水处理流程。这次实习的内容包含了当今电力行业和自动控制行业的主要内容。

一、中心配电室

榆中校区的中心配电室的主要负责将发电厂输送过来的高压电分配给榆中校区各个变电室,并不负责变电工作。

学校中心配电室为高压配电室,由电源通过两条十千伏的高压线(112线和115线)引进电压,我校有9个变电站,由配电柜分成18路数据线, 18路数据线每两路引进一个变电站,再由各个变电站将电压分为380V和220V电压分到各个用电单位。

配电室:配电室内有两排配电柜,每排各分为9个相对应的配电柜,一排配电柜由一条十千伏的大变115线供电,称为工作配电柜,另一排由一条十千伏的大变112线,称为备用配用配电柜,配电柜的链接方式由各个母线相串联链接起来,再由相应的配电柜各分出一条线引进各个变电站,当工作时一条线使用,另一条作为备用线,之后有各个变电站将电压分为380V和220V,配电柜上有三只指示灯,红色表示工作,绿色表示不带电,当正在出现故障时,可及时启用备用线,以确保正常供电,此工作方式为双电源备用,平时两条母线之间是断开的,这被称为单母线分段运行。

模拟配电盘:模拟配电盘的作用是监控现场配电设备的工作情况,该设备用到最主要的装置是高压端路器(真空端路器)。

开关柜:每个开关柜上都标有该开关柜设备的开关及电路连接图。

自动装置分为远控和就地,当开关打到就地为直接操作,开关打到远控卫远程操作,操作人员则可坐在控制室内通过电脑发送指令进行操作,110KV以下的变电站基本上要求达到无人值守,所有的操作都是通过远方的调度室进行操作,一来提高自动化程度,再者以保证操作人员的安全及减少人力资源。

变电站自动化装置:完成的功能是接收现场设备工作情况的数据以及监控现场设备的运行情况,将数据整合后传输到工业控制计算机。

1、调度室:监控及管理现场配电设备的运行情况;即通过工业控制计算机检测现场运行的设备,将现场的各设备运行的情况的数据在显示器上呈现,以达到对现场设备运行情况的监控。

2、综合保护仪:该仪器过压、欠压保护值,过流、缺相保护值可以数字设定,并时刻显示电流,电压值。是用于对三相交流出现的过载、单相接地、相间短路、断相、过电压、低电压、相序接反等故障状态进行检测,并能自动切除电源,从而实现综合保护的仪器。

3、变压器的作用:在电器设备和无线电路中,常用作升降电压、匹配阻抗。

安全隔离等。

4、电气自动化控制系统的设计思想:

(1).集中监控方式

这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计轻易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂,查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

(2).远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、,节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线的通讯速度不是很高,而电厂电气部分通讯量相对又比较大,所有这种方式适合于小系统监控,而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。

(3).现场总线监控方式

目前,对于以太网、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,且已经积累了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

5、关于手车式开关的生产厂家ABB公司

ABB是电力和自动化技术的全球领导厂商,致力于为工业和电力行业客户提供解决方案,以帮助客户提高生产效率,同时降低对环境的不良影响。ABB集团的业务遍布全球100多个国家,拥有约120,000名员工。主要分为5个部门:电力产品部、电力系统部、自动化产品部、过程自动化部、机器人业务部。

(1)电力产品部

电力产品是输配电工程的重要组成部分。该部门将统领ABB在世界各地的变压器、开关、断路器、电缆和辅助设备制造业务。此外,它还提供相关服务,从而提升产品性能,延长产品生命周期。该部门下设三个分部。

(2)电力系统部

电力系统部为世界各地的输配电网络和发电厂提供全套系统和服务,重点是变电站和变电站自动控制系统。此外,该部门还提供灵活交流输电系统(FACTS)和高压直流(HVDC)输电系统以及电网管理系统。在发电业务领域,电力系统部提供仪表产品以及电厂控制和辅助装置。该部门下设4个分部。

(3)自动化产品部

该部门提供高能效和可靠的产品,帮助提高客户的生产效率。主要产品包括

传动器、电机和发电机、低压产品、分析仪器、电力电子产品等。该部门每天向世界各地的最终用户和渠道伙伴供应100多万台/套产品,涉足众多工业领域、电力行业,以及商用和民用建筑行业。

(4)过程自动化部

该部门主要向客户提供集成控制解决方案、工厂优化方案和面向特定行业的应用程序,涉足的领域包括石油天然气、电力、化工和制药、纸浆和造纸、金属和矿产、船舶和涡轮增压等行业。该部门能够帮助客户提高资产生产力,同时降低能耗。

(5)机器人业务部

ABB是全球装机量最大的工业机器人供应商,能够向装配、喷漆、成型和机床操控等作业环节提供机器人软件、外设和模块化制造单元。主要市场包括汽车、铸造、包装、物料搬运和消费品等行业。立足于世界各地数千个成功案例,该部门主要向制造商提供解决方案。

二、配水站

常见的对水的处理技术有:混凝技术、过滤技术、吸附技术、膜分离技术和消毒技术。混凝技术的对象是水中的悬浮物和胶体物质,其关键技术是选择和加投适当的混凝药剂;过滤技术是选择和利用多孔的过滤介质(或称滤料截面)使水中的杂质得到充分的固液分离过程;吸附技术是一种物质附着在另一种物质表面的过程,它可以发生在气—液、气—固和液—固两相之间,在水处理中主要讨论用过滤法和活性碳吸附法除去水中的有害物质。另外还有一种高科技的方法除杂质,即膜分离技术。膜分离技术是利用特殊的有机高分子或无机材料制成的膜将溶液隔开,使溶液中的某些溶质或水渗透出来,从而达到分离的技术。消毒技术其主要目的是杀灭或抑制水中对人体有害的致病微生物。中国饮水卫生的国家标准,是在1985年制定发表公布的,共有35项水质标准,可分为感官性状指标、化学指标、毒理学指标、细菌学指标和放射性指标五大部分。饮水的处理技术目的是改善原水水质,使它符合生活饮用或工业使用的要求,因此水处理技术需要根据原水水质和出水水质的要求加以确定,为了达到处理的要求,有时需要将几种处理技术结合或复合使用。

水的处理过程有以下几个环节:

首先原水经高位水箱进入水力无阀滤池,再由原水调节箱通过原水泵(对水流施加压力,使水流自下而上流动)送入换热器中,再经过多介质过滤器对大颗粒悬浮物质进行过滤,进入活性炭过滤器来去除水中异味,胶体,病毒等。结束以上的过程之后要加入阻垢剂来去除水中钙、钠、碳酸跟等离子和重金属物质,然后才能进入不锈钢精密过滤器中对5um以下的细颗粒物质进行过滤。将经过以上处理的水加碱处理后用高压泵送入反渗透水处理设备进行进一步的净化处理,然后送入蓄水池。

送水的过程很简单,蓄水池中的水通过两个水压上限为4.5kg的高压泵将处理过的水输送给用户。

榆中校区的供水站还配有自动化控制室,它为每一个现场级控制站点分配一个地址,在预定的信息周期内与分散的站点交换信息,总控室中心控制控制现场级站点,由此形成了多级远程分布式控制系统。它通过二泵房控制单元中在每一个信息周期内收集变频器状态、阀门状态、压力、流量、水位等信息,把这些信息传送到PC机,并把PC机的优化送回,控制各水泵的启停及转速,配合阀门的控制达到优化的目的。它通过井群中心控制单元控制水源地各水泵的启停。

系统集通信、网络、现场总线、PLC、计算机、微波通讯及自动化、远程控制等诸多先进技术于一体,充分体现了现代信息技术和自动化技术在学校供水系统中的应用。

三、锅炉房

西北民族大学榆中校区锅炉房工程概况:

一、本建筑为钢筋混凝土框架结构,主体结构耐久年限为50年;耐火等级为二级;建筑物抗震设防烈度为7度,建筑物抗震设防分类:水处理间、办公室部分、锅炉间及变配电室为丙类;框架抗震等级:水处理间及办公室部分为三级,锅炉间、配电室为二极。烟囱为粘土实心砖砌筑,高度60米;屋面为网架结构,防水等级为三级。 锅炉房基础采用人工成孔灌注桩,持力层为角砾层。井桩、框架梁、板、柱混凝土强度等级为C30,外墙面为瓷砖墙面;窗户为中空玻璃铝合金窗。

二、使用功能:锅炉房有3 台20吨的热水锅炉和2台10吨的蒸汽锅炉组成,设计有自动上煤系统、除尘系统、配电系统,并设有化验室、水处理室、配电室、值班室、控制室、办公室、机修间、鼓风机房、水泵房等。

厂内的主要设备:水火管组装蒸汽锅炉、分气缸、除尘器、鼓风机、引风机、消音器、软水器、盐箱、除氧器和给水箱。锅炉内的水经过加热后被用户当作暖气使用,之后又回流至锅炉厂。当然,锅炉厂加热的水必须预先经过软化、反洗、吸盐等处理。

1.煤

原煤一般用输煤皮带输送到煤斗。原煤从煤都落下由给煤机送入磨煤机磨成煤粉,并同时送入热空气来干燥和输送煤粉。形成的煤粉空气混合物经分离器分离后,合格的煤粉经过排粉机送入输粉管,通过燃烧器喷入锅炉的炉膛中燃烧。燃料燃烧所需要的热空气由送风机送入锅炉的空气预热器中加热,预热后的热空气,经过风道一部分送入磨煤机作干燥以及送粉之外,另一部分直接引至燃烧器进入炉膛。燃烧生成的高温烟气,在引风机的作用下先沿着锅炉的π形烟道依次流过炉膛,水冷壁管,过热器,省煤器,空气预热器,同时逐步将烟气的热能传给工质以及空气,自身变成低温烟气,经电除尘器净化后的烟气由引风机抽出,经烟囱排入大气。煤燃烧后生成的灰渣,其中大的灰子会因自重从气流中分离出来,沉降到炉膛底部的冷灰斗中形成固态渣,最后由排渣装置排入灰渣沟,再由灰渣泵送到灰渣场。大量的细小的灰粒(飞灰)则随烟气带走,经电除尘器分离后也送到灰渣沟。

锅炉内的水经过加热后被用户当作暖气使用,之后又回流至锅炉厂。当然,锅炉内加热的水必须预先经过软化、反洗、吸盐、慢洗、快洗等处理。

电气工程实习报告 篇 第四篇

一、实习目的

大学毕业之际,毕业实习是极为重要的实践性学习环节,通过阶段性时间的实习,为我们之后走向社会,接触本工作,拓宽知识面,增强感性认识,培养、锻炼我们综合运用所学的基础理论、基本技能和专业知识,去分析和解决实际问题的能力,能够将所学的专业理论知识运用与实践,在实践中结合理论加深对其认识和总结,再次学习,将专业知识与实际接轨,逐步认识体会,从而更好地将所学的运用到工作中去,接触社会,认识社会,体验生活,学会生活,学会生活,学会感悟,学会做事,学会与人相处,学会团结协作,为以后毕业走上工作岗位打下一定的基础。具体目的如下:

1、在图书馆查阅关于无刷直流电机设计方面的资料,为毕业设计打下基础。

2、对毕业设计所选题目—无刷直流电机控制器的设计有初步的了解。

3、通过借鉴和分析关于无刷直流电机控制器方面的设计实例,从中学到无刷直流电机控制器的设计过程及一般步骤。

二、实习单位

河南理工大学

三、实习任务

1、收集资料

在学校图书馆查找资料,了解自己所学专业的东西,并且确定自己的课题,得到相关的知识和能力,思考课题的内容与方向,有针对性的收集资料,包括专业资料、工具资料和其他相关的资料。

2、设计初步方案

在收集完资料后可以初步确定自己的毕业设计方案,并建立相关的数学模型,进行原理分析、计算和实验,这一项工作是繁琐而艰巨的,需要不断的补充知识修正设计结果。

3、撰写《毕业实习报告》

做完上面的工作后,就需要及时的编写《毕业实习报告》。这是对这段时间学习的全面总结,编写实习报告,我们能够重现自己学习的经历,重新汇总资料情况,这样会给我们带来设计灵感。认认真真完成实习报告后,我们就会对自己的课题有了全新的理解,后面的实际设计工作就会变得轻松。

四、实习内容

1、熟悉无刷直流电机:

无刷直流电机即直流无刷电机。无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。 无刷直流电机应用及其广泛,它可在家电、汽车、航空、医疗、工业自动化设备和仪器等各种各样的行业中使用。无刷直流电机是指无电刷和换向器(或集电环)的电机,是不用电刷进行换向,而是采用电子器件进行换向的。与有刷直流电机和异步电机相比,无刷直流电机有很多优点,具体表现如下:

1、更好的转矩、转速特性;

2、快速的动态响应;

3、高效率;

4、寿命长;

5、工作无噪声,性能可靠、永无磨损、故障率低;

6、较高的转速范围。

1.1 工作原理

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体 ,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器和正反转,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。

直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能,但直流电机的优点也正是它的缺点,因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能,则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°,这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外,使用场合也受到限制。交流电机没有碳刷及整流子,免维护、坚固、应用广,但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多,提升驱动电机的性能。微处理机速度亦越来越快,可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直角坐标系统中,适当控制交流电机在两轴电流分量,达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能。

此外已有很多微处理机将控制电机必需的功能做在芯片中,而且体积越来越小;像模拟/数字转换器、脉冲宽度调制等。直流无刷电机即是以电子方式控制交流电机换相,得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用。

1.2 结构

直流无刷电机是同步电机的一种,也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(p)影响:n=120。f / p。在转子极数固定情况下,改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器),控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正,以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。

直流无刷驱动器包括电源部及控制部如图 (1) :电源部提供三相电源给电机,控制部则依需求转换输入电源频率。

电源部可以直接以直流电输入(一般为24v)或以交流电输入(110v/220 v),如果输入是交流电就得先经转换器转成直流。不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器转成3相电压来驱动电机。换流器一般由6个功率晶体管(q1~q6)分为上臂(q1、q3、q5)/下臂(q2、q4、q6)连接电机作为控制流经电机线圈的开关。控制部则提供pwm(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器换相的时机。直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制,所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器,做为速度之闭回路控制,同时也做为相序控制的依据。但这只是用来做为速度控制并不能拿来做为定位控制。

1.3 特点

1、可替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速;

2、具有传统直流电机的优点,同时又取消了碳刷、滑环结构;

3、可以低速大功率运行,可以省去减速机直接驱动大的负载;

4、体积小、重量轻、出力大;

5、转矩特性优异,中、低速转矩性能好,启动转矩大,启动电流小;

6、无级调速,调速范围广,过载能力强;

7、软启软停、制动特性好,可省去原有的机械制动或电磁制动装置;

8、效率高,电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗,消除了多级减速耗,综合节电率可达20%~60%。

9、可靠性高,稳定性好,适应性强,维修与保养简单;

10、耐颠簸震动,噪音低,震动小,运转平滑,寿命长;

11、不产生火花,特别适合性场所,有防爆型;

12、根据需要可选梯形波磁场电机和正弦波磁场电机。

1.4 应用

无刷直流电机的`应用十分广泛,如汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等。总的来说,无刷直流电机可以分为以下三种主要用途:

持续负载应用:主要是需要一定转速但是对转速精度要求不高的领域,比如风扇、抽水机、吹风机等一类的应用,这类应用成本较低且多为开环控制。

可变负载应用:主要是转速需要在某个范围内变化的应用,对电机转速特性和动态响应时间特性有更高的需求。如家用器具中的、甩干机和压缩机就是很好的例子,汽车工业领域中的油泵控制、电控制器、发动机控制等,这类应用的系统成本相对更高些。

定位应用:大多数工业控制和自动控制方面的应用属于这个类别,这类应用中往往会完成能量的输送,所以对转速的动态响应和转矩有特别的要求,对控制器的要求也较高。测速时可能会用上光电和一些同步设备。过程控制、机械控制和运输控制等很多都属于这类应用。

实用性新型无刷电机是与电子技术、微电子技术、数字技术、自控技术以及材料科学等发展紧密联系的。它不仅限于交直流领域,还涉及电动、发电的能量转换和传感等领域。在电机领域中新型无刷电机的品种是较多的,但性能优良的无刷电机因受到价格的限制,其应用还不十分广泛。下面分别就主要的新型无刷电机进行探索与研究。

1.5电机分类

1.5.1 直流电动机

一般直流电动机具有相同的工作原理和应用特性,而其组成是不一样的。除了电机本身外,前者还多一个换向电路,电机本身和换向电路紧密结合在一起。许多小功率电动机的电机本身是与换向电路合成一体,从外观上看直流无刷电动机与直流电动机完全一样。

直流无刷电动机的电机本身是机电能量转换部分,它除了电机电枢、永磁励磁两部分外,还带有传感器。电机本身是直流无刷电机的核心,它不仅关系到性能指标、噪声振动、可靠性和使用寿命等,还涉及制造费用及产品成本。由于采用永磁磁场,使直流无刷电机摆脱一般直流电机的传统设计和结构,满足各种应用市场的要求,并向着省铜节材、制造简便的方向发展。永磁磁场的发展与永磁材料的应用密切相关,第三代永磁材料的应用,促使直流无刷电机向高效率、小型化、节能方向迈进。

为了实现电子换向必须有位置来控制电路。早期用机电位置传感器获得位置,现已逐步用电子式位置传感器或其它方法得到位置,最简便的方法是利用电枢绕组的电势作为位置。

要实现电机转速的控制必须有速度。用获得位置相近方法取得速度,最简单的速度传感器是测频式测速发电机与电子线路相结合。

直流无刷电机的换向电路由驱动及控制两部分组成,这两部分是不容易分开的,尤其小功率用电路往往将两者集成化成为单一专用集成电路。

在功率较大的电机中,驱动电路和控制电路可各自成为一体。驱动电路输出电功率,驱动电动机的电枢绕组,并受控于控制电路。驱动电路已从线性放大状态转成脉宽调制的开关状态,相应电路组成也从晶体管分立电路转成模块化集成电路。模块化集成电路有功率双极晶体管、功率场效应管和隔离栅场效应双极晶体管等组成形式。虽然,隔离栅场效应双极晶体管价格较贵,但从可靠安全和性能角度看,选用它还是较合适的。

控制电路用作控制电机的转速、转向、电流(或转矩)以及保护电机的过流、过压、过热等。上述参数容易转成模拟,用此来控制较简单,但从发展来看,电机的参数应转换成数字量,通过数字式控制电路来控制电机。当前,控制电路有专用集成电路、微处理器和数字处理器等三种组成方式。在对电机控制要求不高的场合,专用集成电路组成控制电路是简单实用的方式。采用数字处理器组成控制电路是今后发展方向,有关数字处理器将在下面交流同步伺服电动机中介绍。

在微小功率范畴直流无刷电动机是发展较快的新型电机。由于各个应用领域需要各自独特的直流无刷电动机,所以直流无刷电动机的类型较多。大体上有计算机外存储器以及VCD、DVD、CD主轴驱动用扁平式无铁心电机结构,小型通风机用外转子电机结构,家电用多极磁场结构及内装式结构,电动自行车用多极、外转子结构等等。上述直流无刷电动机的电机本身和电路均成一体,使用十分方便,它的产量也非常大。为了满足大批量、低成本的市场需要,直流无刷电动机的生产必须要形成规模经济。因此,直流无刷电动机是一种高投入、高产出的行业。同时,我们应该考虑到市场也在不断地发展,如家用空调用电机正由3A转向3D,需要大量的中小功率的直流无刷直流电动机,研究和开发中小功率的直流无刷电动机也成当务之急。

1.5.2 无刷电机

(BLDCM)是在有刷直流电动机的基础上发展来的,但它的驱动电流是不折不扣的交流;无刷直流电机又可以分为无刷速率电机和无刷力矩电机。一般地,无刷电机的驱动电流有两种,一种是梯形波(一般是“方波”),另一种是正弦波。有时候把前一种叫直流无刷电机,后一种叫交流伺服电机,确切地讲是交流伺服电动机的一种。

无刷直流电机为了减少转动惯量,通常采用“细长”的结构。无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的多,相应的转动惯量可以减少40%—50%左右。由于永磁材料的加工问题,致使无刷直流电机一般的容量都在100kW以下。

这种电动机的机械特性和调节特性的线性度好,调速范围广,寿命长,维护方便噪声小,不存在因电刷而引起的一系列问题,所以这种电动机在控制系统中有很大的应用潜力。

电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器和正反转,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。

由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。

中小容量的无刷直流电动机的永磁体,多采用高磁能积的稀土钕铁硼(Nd—Fe—B)材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

近三十年来针对异步电动机变频调速的研究,归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法,稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。

无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为BLDC。无刷直流电机的运转效率,低速转矩,转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好,所以值得业界关注。本产品已经生产超过55kW,可设计到400kW,可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。

2、了解PIC16F72单片机:

2.1 PIC16F72单片机的主要性能

首先我们对外部时钟输入:它的频率是20MHz,其中有2K字14位宽的程序存储空间,伴随着128字节8位宽的数据存储空间,另外还有8个中断,3个8位I/O口以及PORTA、PORTB、PORTC。还有三个定时器模块:TIMER0、TIMER1、TIMER2随带着一个CCP模块;8位5通道的AD转换器。

2.2 PIC16F72单片机的功能特性

(1)功能部件特性

·带8位AID转换输入

·高驱动电流,I/O脚可直接驱动数码管(LED)显示每个I/O引脚最大灌电流25mA;每个I/O引脚最大拉电流25mA

·双向可编程设置I/O引脚

·8位定时器/计数器TMRO,带8位预分频

·有1路捕捉输入/比较输出/PWM输出(CCP)

·16位定时器/计数器TMR 1,睡眠中仍可计数

·8位定时器/计数器 TMR2,带有8位的周期寄存器及预分频器和后分频器

(2)微控制器特性

·内置上电复位电路(POR)

·上电定时器,保障工作电压的稳定建立

·振荡定时器,保障振荡的稳定建立

·断电复位锁定,即当芯片电源电压下降到某一值以后时,使芯片保持复位,当电源电压恢复正常后恢复运行

·内置自振式(RC振荡)看门狗

·程序保密位,可防程序代码的非法拷贝

·掉电保护电路

·在线串行编程

2.3 PIC16F72单片机的引脚排列

(1)MCLR:清除(复位)输入。

其中MCLR为低电平时,对芯片复位;该管脚的电压不能超过VDD,否则会进入测试方式。

(2)RA0—RA5:双向可编程,亦可作为并行口。

电池欠压:电池电压经分压后接单片机管脚3。

转把复位:由单片机的第4脚读入

刹车:刹车由单片机的第5脚读入。

(3)OSC1、OSC2:为振荡器晶振。

(4)RC0—RC7:数字I/O

(5)RB0—RB7:数字I/O

(6)VDD:+5V电压输入

2.4 PIC16F72单片机各个模块的具体工作任务

最小系统模块:引脚1相连的是复位电路,引脚1也是程序的高压烧写口;引脚9和引脚10分别是震荡电路的输入口和输出口,连接的是16MHz的晶振;引脚20和引脚8、引脚19是电源电路部分,分别接5V电源和地。

功能模块:模拟输入处理模块:模拟的处理主要是通过单片机的A/D转换模块实现的。引脚2检测流过电机的电流并进行A/D转换,进过运算后用于控制PWM占空比,尽可能达到电机最合适的工作电流;引脚3检测电源电压,经A/D转换后经过运算判断电压是否过低,以此为依据保护电池;引脚4检测手柄的输入电压,单片机根据这个量调节电机输出的总功率,从而调节电机的速度。

数字输入处理模块:引脚5处理刹车,平时处于高电平状况,当按下刹车开关时,变为低电平,这时单片机输出刹车命令,只要当引脚5恢复成高电平状态时,在停止刹车动作;引脚15、引脚16、引脚17分别输入电机的霍尔位置,通过这三个的组合确定电机此时的转子位置,并调整输出的换相。引脚21为外部中断引脚,平时处于高电平状态,当出现过流时,输入从高电平变为低电平,中断标志位置1,由于PIC16F72只有一级中断优先级,所以当中断被其他中断程序占用时,也应定时检查外部中断标志位,以免因中断时间过长而烧毁电机。

驱动输出模块:引脚13输出PWM,调节电机的速度和电枢电流;引脚23、引脚24、引脚25输出逆变桥的下桥驱动,引脚26、引脚27、引脚28输出逆变桥的上桥驱动。引脚22只在电枢电流比较大的情况下才使用。

以上是我在这次实习中着重学习的东西,其实还有很多,这里只是一些内容比较重要,而且比较难的东西,自己在这段时间通过系统的学习无刷直流电机与PIC16F72单片机,使我重新认识到了无刷直流电机与PIC16F72单片机的重要性,以及无刷直流电机在未来的发展前景,这更加坚定了我学习无刷直流电机的决心,我相信经过自己的学习,我会做出令自己满意的无刷直流电机控制器。

五、实结及体会

实践是检验真理的唯一标准。我们知道知识是人类进步的阶梯,而学习知识不仅仅靠从书本上获取,而重要的是在于将所学用于实际生活之中。理论知识往往过于标准化,仅仅靠掌握理论,一点实际操作经验都没有的话,事实上是没有实际效应的,现实中的事情往往是千变万化的,运用起来解决具体情况多半是教条的,而且也有很多的不足。无数事实证明:只有将理论知识与实践很好的结合起来,才能将知识运用到最高境界,为了学有所长,学有所用,为了将知识转化为自己所真正拥有的能力,以及根据自己的毕业设计课题内容要求。我在这几个星期的实习时间里,通过实习,我不仅提升了自己的知识水平,认识到课堂上学习的不足,而且锻炼了自己思考和全面思考问题的能力:如用PIC16F72单片机做无刷直流电机控制器,要考虑的因素有很多,像PIC16F72芯片的引脚功能,更锻炼了自己发现问题和解决问题的能力。这次实习加深了对以前学习知识的理解,也认识到自己的不足:自己除了具有一定的理论基础外,还有大量的知识和经验十分欠缺,实际动手能力也不足,知识面不够宽,对一些现在在工程实际中应用的技术还不太了解,不能及时与市场需求对接,这些都需要在以后的实际工作中摸索和理解。在工作岗位上一定要谦虚谨慎,不断的虚心学习,只有这样,才会有助于自己未来在专业领域的学习和发展。通过实习,不仅让我收获到了许多知识,更重要的是认识到了自己的不足,找到了一名学生与一名职业人的差距,我会继续努力,重点是弥补自己的不足,不断提高专业技能,扩宽自己的知识面,使自己早日成为符合社会和市场需要的专业技术人才。

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