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电气工程及其自动化(本科类)培养目标:本专业培养具有坚实理论基础和创新能力,综合素质高,能够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工作的宽口径“复合型”高级工程技术人才。
主干学科:电气工程、计算机科学与技术、控制科学与工程 主要课程:电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、电机学、电力电子技术、电力系统分析、发电厂电气部分、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础)、微型计算机原理、自动控制理论、检测技术、电力拖动控制系统、计算机控制技术、计算机网络、单片机与嵌入式操作系统、电力系统继电保护、高电压技术等。
就业方向:本专业具有很强的社会适应能力。学生毕业后,能在国家机关、企事业单位、科研机构和学校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、经济管理以及计算机应用等领域工作,还能够从事工业过程自动化、计算机集成制造系统、电子工程、机械制造自动化、化工自动化、系统工程等方面的科学研究、应用开发和工程管理工作。 授予学位:工学学士
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,去独立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
xx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、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,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信号,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,特别适合爆炸性场所,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、发电的能量转换和信号传感等领域。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信号来控制电路。早期用机电位置传感器获得位置信号,现已逐步用电子式位置传感器或其它方法得到位置信号,最简便的方法是利用电枢绕组的电势信号作为位置信号。
要实现电机转速的控制必须有速度信号。用获得位置信号相近方法取得速度信号,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信号,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、微处理器和数字信号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。采用数字信号处理器组成控制电路是今后发展方向,有关数字信号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、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,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信号,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。
2.4 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:模拟信号输入处理模块:模拟信号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信号并进行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。
数字输入信号处理模块:引脚5处理刹车信号,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信号,通过这三个信号的组合确定电机此时的转子位置,并调整输出的换相信号。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,输入信号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。
驱动信号输出模块:引脚13输出PWM信号,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信号,引脚26、引脚27、引脚28输出逆变桥的上桥驱动信号。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、实习总结及体会
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,而且锻炼了自己独立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。
当前,在素质教育正在日新月异的发展,在高等教育改革不断深化的背景之下,专业生产实习作为教学与生产实际相结合的重要性变得更为突出。自我进入大学学习以来,特别是在进入大三后经过专业基础知识的学习,对电气工程及其自动化专业有了一定了解,但是总对自己以后能够从事的工作感到模糊,这就对我参加学院组织的专业生产实习有了强烈的渴望。在大三的暑期里,即在这个特殊的暑期里――大学最后一个暑期,参加学院组织的专业生产实习。对一名曾从朦胧状态到茫然的我,再从不断努力,到有着一定收获,享受成功的喜悦,在实习之中有了许许多多的感想和体会。就此以自己在实习过程中的所学所思所想写下这篇报告。
(一)实习目的与意义:专业生产实习是电气工程及其自动化专业的必修课程,安排在第三学年暑期短学期开设。该项实习是为了充分利用社会资源,增强电气工程及其自动化专业大学本科生的实践能力,实践的主要目的如下:
①专业生产实习是全面推进素质教育、培养学生创新精神和实践能力的一种重要手段,是学生理论联系实际的一个重要环节,是大学生择业就业之前接触社会、了解社会的一次重要机会。
②通过专业生产实习,使学生认识电力生产的整个过程,了解电气工程及其自动化专业的主要内容和发展方向,掌握专业的基本常识,为专业课程学习奠定感性认识,形成对本专业的认同感、提高学生学习本专业的兴趣,激发学生的竞争意识、责任意识和开拓意识。
③通过有组织的开放性专业生产实习活动。培养大学生自主管理、社会交往、互相帮助、独立完成任务等方面的综合能力。
④学生参加生产实习时将所学理论知识和实际工作紧密联系,巩固已学的理论知识,积累一定的实际生产技术和管理知识,培养运用理论知识解决工程实际问题的能力,注重知识创新和能力培养,为适应社会工作和生活打下坚实的基础。
(二)实习地点:
①成都――西南交通大学。
②成都――交大许继股份责任有限公司。
③昆明――铁路局供电段。
④昆明――云南变压器股份责任有限公司。
(三)实习时间安排与主要实践过程:
①7月14日下午14点在西南交通大学参加学院组织的实习安排、工作布置课程。
②7月15日~17日上午9点~11点30分、下午14点~16点30分在西南交通大学参加学院组织的专业知识讲座。
③7月15日上午9点~11点30分在交大许继股份责任有限公司参观实习。
④7月18日~20日上午乘车前往昆明。
⑤7月20日下午14点~16点30在昆明供电段教育室参加生产实习安全教育。
⑥7月21日上午9点~下午16点30在昆明供电段(昆南)参观实习。
⑦7月22日上午9点~下午16点30在昆明供电段(昆西)参观实习。
⑧7月23日上午9点~11点30分在云南变压器股份责任有限公司参观实习。
⑨7月23日下午14点~16点30分在昆明供电段教育室参加实习总结大会。
通过这次生产实习,使我在生产实际中学习到了电气设备运行的技术管理知识、电气设备的制造过程知识及在学校无法学到的实践知识。在向工人学习时,培养了我们艰苦朴素的优良作风。在生产实践中体会到了严格地遵守纪律、统一组织及协调一致是现代化大生产的需要,也是我们当代大学生所必须的,从而近一步的提高了我们的组织观念。
我们在实习中了解到了铁路供配电系统,尤其是了解到了工厂变电所的组成及运行过程,为小区电力网设计、建筑供配电系统课程设计奠定基础。通过参观四川昆明供电段使我开阔了眼界、拓宽了知识面,为学好专业课积累必要的感性知识,为我们以后在质的变化上奠定了有力的基础。
通过生产实习,对我们巩固和加深所学理论知识,培养我们的独立工作能力和加强劳动观点起了重要作用。
在经过半个月的实习,主要感受到以下体会:
1、安全教育,在实习开始时,老师对我们进行安全教育,讲解了安全问题的重要性和在实习中所要遇到的种种危险和潜在的危险等等;在实习现场,工人师傅也是再三强调安全问题。安全无小事,责任重于泰山。安全,既是保护自己也是保护他人,既是责任,更是义不容辞的义务。无论学习、工作还是生活,安全永远放在第一位。
2、组织参观,在实习开始时,老师组织我们对实习单位的参观,以便了解其概况。在实习期间,我们还到其它有关车间去进行专业性的参观,获得了更加广泛的生产实践知识,和更加准确理解了工厂的运作模式。参观中我们着重了解了先进的设计思想和方法、先进工艺方法、先进工装、先进设备的特点以及先进的组织管理形式等。
3、理论与实际的结合,为了能够更加深入的进行车
间实习,在实习过程中,我们结合了所学的书本知识与实习的要求,将理论与实际进行了完美的结合,也更加的促使我们不断地进行学习与研究。只有实践才是检炼真理的唯一标准,只有我们将所学知识真正运用到现实生活生产中,才能发挥知识的价值。
4、实习日志,在实习中我们将每天的工作、观察研究的结果、收集的资料和图表、所听报告内容等均记入到了实习日志中。对于日志,很多同学不予以注意和关心,只要我们细心,就会发现写实习日志的好处。它既能方便于我们实习现场的记录,也便于我们日后查阅,更能培养一种良好的习惯。
生产实习是电气工程学院为培养高素质工程技术人才安排的一个重要实践性教学环节,是将学校教学与生产实际相结合,理论与实践相联系的重要途径。其目的是使我们通过实习在专业知识和人才素质两方面得到锻炼和培养,从而为毕业后走向工作岗位尽快成为业务骨干打下良好基础。
通过生产实习,使我们了解和掌握了变电所的主要结构、生产技术和工艺过程;使用的主要工装设备;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。使我们了解和掌握了变电所的工作原理和结构等方面的知识。为进一步学好专业课,从事这方面的研制、设计等打下良好的基础。在这次生产实习过程中,不但对所学习的知识加深了了解,更加重要的是更正了我们的劳动观点和提高了我们的独立工作能力等。最后,感谢学院给予我们这次实习机会,特别感谢带领我们实习的老师们,没有他们的辛勤工作,我们不能够取得如此丰富的实习收获。
实习目的
几天的认识实习既紧张又新鲜,因为参观的单位就是我们以后将要工作的地方。通过实习,我们亲身感受了以后的工作状态,以及工作后将要从事的工作的对象以及所用的知识,这不仅激发了我学习课程的热情,也会促进我们不断提升自己运用知识的能力,认识到课堂上学习的不足。在我看来,实习有以下几点好处:
其一,认识实习能培养我们全面思考的能力。电力系统要正常工作,要考虑诸多因素。例如支撑运输线的杆塔,分为拉线式,直立式,耐张型,跨越型,就是为了适应不同的环境。运输线少不了绝缘子,金具,为了消除重力,风力等影响。
其二,实习培养我们较强的是读图与实践能力。通过实习,我们更详细的了解了和我们同专业的工作人员是如何工作的,虽然由于专业知识有限,我们了解的还不是很详细,但是我们对我们自己以后要做的工作有了一个感性的认识,这样更有利于以后理论的学习,感性认识上升为理性认识。
其三,认识实习能培养我们灵活思考与解决问题的能力。所参观的变电所的输入高压线要经过三个继电器,两个变压器。三个开关不同挡位,就可以控制两个变压器的工作状态,便于检查与维修。
实习内容
变电所与供电培训中心
我们实习的时间只有短短的五天,而在变电所实习的时间却达一天之长,在供电培训中心的实习也占了半天的时间,可见电力方面的认识对我们电气专业学生的重要性。
变电所就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。发电站发出的电,一般电压不超过一两千伏,如果直接远距离输送,线路电流会很大,使得线路上的电能损耗很大,不经济,而且线路输送功率很低。所以要用变压器将电压升到几万伏甚至几十万伏(视距离和功率而定),以减小线路电流。为了将不同距离和功率的电力线路连成电网,以增加整体安全性,就需要多个变电站把不同等级的线路匹配连接起来。同样,高压电输送到目的地后,为了适应不同用户的需要,又需将其降压到10kV,6kV,400V(即380/220V)等几个等级。所以在实际应用中需要很多的变电所。变电所的作用可以简要的概括为一下五点:变换电压等级,汇集电流,分配电能,控制电能的流向,调整电压。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(电力系统中各节点和支路中的电压,电流和功率的流向及分布)控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。
变电所由主接线,主变压器,高,低压配电装置,继电保护和控制系统,所用电和直流系统,远动和通信系统,必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中,主接线,主变压器,高低压配电装置等属于一次系统;继电保护和控制系统,直流系统,远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能,运行质量,维护条件和供电可靠性。其一般分为单母线,双母线,一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。我们所参观的胜利油田变电所的主接线采用的是单母线分段结构。主变压器是变电所最重要的设备,它的性能与配置直接影响到变电所的先进性,经济性和可靠性。变电所的主变压器通常采用三相变压。,此外,对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。变电所继电保护分系统保护(包括输电线路和母线保护)和元件保护(包括变压器,电抗器及无功补偿装置保护)两类。变电所的控制方式一般分为直接控制和选控两大类。前者指一对一的按纽控制。对于控制对较多的变电所,如采用直接控制方式,则控制盘数量太多,控制监视面太大,不能满足运行要求,此时需采用选控方式。选控方式具有控制容量大,控制集中,控制屏占地面积较小等优点;缺点是直观性较差,中间转换环节多。
变电所引入两路高压电源,通过三路继电器控制,使高压电可以通过不同的备用设备输入,以便发生故障时进行维修。输入电压通过变压后,电压由110kv降为10kv。变压器是变电所的核心设备,变电所控制室内装有控制设备,控制着所内一切仪器设备,还有先进的报警功能。现在的变电所多以六氟化硫气体作为绝缘介质。变电站还装有防雷设备,主要有避雷针和避雷器。避雷针是为了防止变电站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把雷电流引入大地。在变电站附近的线路上落雷时雷电波会沿导线进入变电站,产生过电压。另外,断路器操作等也会引起过电压。避雷器的作用是当过电压超过一定限值时,自动对地放电降低电压保护设备放电后又迅速自动灭弧,保证系统正常运行。
供电培训中心是培训电力方面的专业人员的地方,我们参观的培训中心就曾培训出许多电力方面的优秀人才。在供电培训中心实习是我们认识到了一个高级电工人员须具备的基本技能
一、实习时间:
20xx年1月4日―20xx年3月25日
二、实习地点:
XX电源有限公司
三、实习目的:
毕业实习的质量关系到了毕业设计的好坏,作为大学期间最重要的实习之一,我们认真参与。通过最后一次实习,让学生进一步了解生产现场,把在校期间的学习和生产结合起来,发现自己的不足,温顾已学过的知识。在做毕业设计期间认真改进,为将来快速融入工作打下坚实的基础。
四、实习公司简介:
毕业实习是我们大学四年最后一次也是最重要的一次实习,它不仅让我们体验到了工厂生产,还给我们制作毕业设计提供了一个很好的机会,因此我们都非常重视。我也一直期待着自己的实习,学校计划毕业实习是大四下学期开始,但由于我已经签了工作,便提前开始了自己的实习生活。
这次我实习的地方是XX集团下属的XX电源有限公司。它立于1994年3月,是XX集团核心子公司之一。目前XX集团拥有1家上市公司、两家行业归口研究所、两家国家级产品检测中心、8家中外合资公司。是我国电力装备行业的大型骨干和龙头企业,国家认定的520家重大技术装备国产化基地、国家级企业技术中心、企业博士后工作站。产品覆盖发电、输电、配用电等电力系统各环节,横跨一次及二次装备、交流及直流装备领域。
现在XX电源共有员工500余人,其中博士两名,硕士23名,本科132名,大专168名,专科以上学历占总人数的69%。XX电源有限公司的主要产品领域涵盖电力电源、电动汽车充电设施、电能质量控制设备和军用特种电源产品。其中:
电力电源产品:电力电源在电力市场的占有率全国第一。主要生产交直流电源屏,为电厂和变电站提供稳定可靠的操作电源。已经取得的主要业绩有:秦山核电站2*660mw机组;国家电网公司高岭500kv换流站;国家电网公司三门峡500kv换流站;南方电网公司500kv深圳换流站;上海超高压局数字化变电站等。
充电设施产品:电动汽车作为国家新能源领域的重点项目,相应的充电设施有着广阔的市场前景,XX电源两年前就参与了智能电网中相关产品和充电站建设项目的研究、并在此新领域取得可喜的成果。主要业绩:上海世博园区电动大巴充电站DD9kw和30kw非车载充电机;v2g技术在世博智能电网中的应用展示DD30kw双向充放电装置;上海漕溪公共示范充电站DDmw级电池储能系统150kw双向变流器及80kw非车载充电机;郑州日产电动汽车充电站DD交流充电桩和30kw非车载充电机;甘肃兰州充电站等。
大功率产品:电能质量控制设备的容量为国内最大。参与的国内第一套工业级±50mvar statcom,XX年在上海西郊220kv变电站投运。
军用特种产品:军用特种电源产品技术已达到国际先进水平,相关产品已通过中国工程物理研究院专家组鉴定,并纳入其战略合作体系,实现批量供货。主要业绩:神光-多功能激光试验系统能源组件合同;国家“十二五”重大技术专项――氙灯检测电源;国家“十二五”重大技术专项――能源系统工程集成验证与测试等。
五、实习历程
20xx年1月4日,我来到了许昌,先是由综合管理部的王旭龙给我安排了住的地方。我见到了校友,心里很兴奋,有了莫名的感动,我俩住在隔壁。下午我们一起去办理了银行卡,又对周边的环境初步探索。第二天,我们开始了实习生涯,上班第一天是兴奋的。公司给我们安排了实习流程:生产上实习一个月,调试呆四个月。
到了公司,看到了我们的产品,让我想起了去年十二月份在鹤壁实习,我们当时去的是一个变电站,当时看到了好多不同的屏柜,我很好奇,也很惊叹,各个元器件都那么整齐,线的走向是那么的规则,而重要的是我几乎都不认识它们,感觉很难,没想到现在我来到了生产它的地方。以后我可以很骄傲的给朋友说,我有了自己的本领,熟知各屏柜的组成及工作原理,我没放弃自己的专业。
我也见到了我的第一位师傅刘洪海。他老家是东北的,从小随父母来到许昌,在XX工作了快三十年,有着丰富的工作经验。他现在的工作是预加工,把元器件固定到一个轨道上,然后由后面的师傅把它们安装到屏柜上,供其他师傅配线。在这里他教我认识图纸和各元器件。而我每天的工作就是看图纸、拧螺丝、组装元器件,我在这个岗位呆了一周,我知道了一线工人的不容易,他们很辛苦,可很无奈,因为他们文化水平太低,只能做点这种工作。同时对我们公司有了进一步了解,知道了公司的前前后后,也对自己以后工作也有了概念。
之后,我来到了配线区,在这里我要呆上两周。我需要做的是根据图纸上的要求,把各元器件连接起来,但布线一定要规则。我认为配线工作是一项很难的事,我们需要选择不同直径的线,根据元器件间的距离选择合适的线距。还要把线的两头压上不同的线鼻,方便接到螺丝里。由于公司订单太多,师傅每天都在赶货,没时间给我们做详细讲解,我只能在观看中摸索,他们的熟练让我倍感压力。第一次接线是在三天之后,以前认为简单的都是那么困难,我不能直接辨别出线的直径,不能快速测出合适的线距。可能自己以后工作集中在调试,对这项工作只是了解。
三周之后,我来到了二楼的单板装置车间。这里主要是焊接我们公司的整流器、逆变装置、微机直流监控装置等模块的焊板。公司对这里工作环境要求很高,进入车间的每一个人都要穿防静电衣和防静电鞋套,因为我们焊接的元器件都很小,很容易被身上摩擦所带的静电击穿。以前在学校我也焊接过一些板子,不过都很粗糙,焊接出来的有很多都不合要求,到这里后师傅教重新认识了二极管、三极管、电容、电感等器件,教我了如何快速识别电阻大小,我要帮助师傅往单板里插这些器件,然后师傅把它们焊接好。我以后做的可能是大屏调试,这个工作我也是仅需要了解。其中我还经历了公司聚餐,没想到他们吃饭时都是喝白酒,各部门领导都特能喝。
一个月之后我就来到了一楼,做操作电源调试。这里可能是我以后工作的地方,它也是我们公司最重要的环节之一。由于之前在其它岗位都做过,我对屏的元器件都很了解。刚开始我做的只是按照图纸对元器件,后来开始给直流互感器穿线,设置不同源器件的参数等等。在这里我学到了很多知识。知道了
1.整个系统的工作原理:系统的交流输入正常供电时,通过交流配电单元给各个整流模块供电。高频整流模块将交流电变换为直流电,然后经保护电器(熔断器或断路器)输出,一方面给蓄电池组充电,另一方面经直流配电馈电单元给直流负载提供正常工作电源。整个电路中又加入了直流监控、绝缘监测等保护模块。
2.直流电源的用途,它们主要是给发电厂和变电站中控制、信号、保护和自动装置、以及断路器电磁合闸、直流电动机、交流不停电电源、事故照明等提供直流电源。
3.微机绝缘监控装置的工作原理,它主要是依靠直流互感器采集到各馈出线路的正负极电流,计算出各回路对地电阻,当出现正接地或负接地时,正负极的对地电阻变为零,仪器报警,提醒工作人员维修。
4.电源屏中的自微机监控装置,它是电力操作电源系统的管理和控制核心,它采集、处理系统各配电单元的检测数据,根据系统管理和电池管理的要求进行各种控制,显示和记录系统的运行信息。同时可通过通信口与远方监控设备通讯,实现远方对电源设备的监测与控制。它通过rs-485总线对高频开关整流器、绝缘监测装置、电池巡检装置等下级智能设备实施数据采集,并加以显示;根据系统的各种设置数据进行报警处理、历史数据管理等;同时,能对这些处理的结果加以判断,根据不同的情况实行电池管理,输出控制等操作;最后,监控装置还可通过rs-485接口与后台计算机通讯,实现“四遥”功能。
在这里我知道了自己的不足之处,如动手能力不足,专业知识不扎实等问题。但相信在以后的工作中我会主动学习,多向不同师傅请教,快速把这些知识转化为自己的本领。
六、实习总结
三个月的实习很快就要结束了,我现在也开始尝试独立调试电源屏。调试中遇到过很多困难,偶尔可能还要受到师傅的训斥,这段时间由于公司生产压力很大,我们几乎天天加班。但感觉自己很幸运,所有的苦让我知道了社会和学校的差距。公司是以盈利为目的,一切都要按部就班,你要遵守它的条款,而不能像在学校那样懒散,这里面你要受到上级的约束,无论工作有多单调,你都得忍受,因为你要生存。我在实习中也温顾了模电、数电、电力电子技术和供电技术等课本。现在感觉最大的遗憾是上学期间没有认真听课,现在很多知识自学起来很难,还很浪费时间,可为了将来更好的发展,我必须坚持。